Nuevas espumas metálicas prometen un 90% de mejora en el intercambio de calor para la refrigeración sostenible de centros de datos.

La startup suiza Apheros ha presentado una innovadora solución para satisfacer la creciente demanda de procesamiento de datos, impulsada por el auge de la inteligencia artificial (IA) y los modelos de lenguaje de gran escala (LLMs). Su propuesta consiste en un nuevo tipo de espuma metálica que promete transformar los sistemas de refrigeración en los centros de datos.

A medida que la presión sobre los centros de datos aumenta, la importancia de los sistemas de enfriamiento se hace evidente, ya que estos pueden representar hasta el 40% del consumo total de energía de estas instalaciones. Con cargas de trabajo cada vez más complejas asociadas a la IA, se requieren hardware especializado como GPUs y TPUs, que a su vez generan grandes cantidades de calor. Para evitar el sobrecalentamiento y mantener un rendimiento constante, es esencial contar con sistemas de refrigeración avanzados.

Históricamente, se han utilizado sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) para enfriar los centros de datos. Pero con el aumento de la densidad de los servidores, estos sistemas basados en aire han demostrado ser inadecuados. Como respuesta, han surgido alternativas más eficientes, como la refrigeración por inmersión y el enfriamiento directo al chip. La refrigeración por inmersión implica sumergir los servidores en un líquido dieléctrico, mientras que el enfriamiento directo al chip circula un refrigerante a través de placas frías acopladas a los chips. Ambas técnicas dependen de un intercambio de calor efectivo, donde la espuma metálica de Apheros tiene un papel fundamental.

Las espumas metálicas de Apheros están disponibles en diferentes composiciones, como cobre, níquel, hierro y acero inoxidable. Su estructura posee porosidad completamente abierta con poros interconectados, lo que da como resultado un área de superficie que supera hasta 1000 veces la de las soluciones tradicionales. La densidad de estas espumas varía de 0.9 a 2.2 g/cm³.

La startup utiliza un método basado en polvo, patentado y fácilmente escalable, que funciona a temperatura ambiente, lo que asegura propiedades consistentes y alta porosidad de celdas abiertas. Este proceso está inspirado en técnicas de producción alimentaria, que permiten la creación de espumas mecánicamente estables. Las espumas de Apheros ofrecen una alta conductividad térmica, mejorando el intercambio de calor en un 90% en comparación con soluciones convencionales. Esto permite operar a temperaturas de refrigerante más altas, lo que se traduce en ahorros de energía del 10 al 20% en los sistemas de enfriamiento, disminuyendo así los costos operativos y apoyando la necesidad de un funcionamiento sostenible en los centros de datos.

Estas espumas son ideales para aplicaciones de enfriamiento pasivo, como los disipadores de calor, y son aptas para placas frías de fase única y refrigeración por inmersión. También existe potencial para el enfriamiento directo al chip de dos fases. La gran superficie de las espumas las hace adecuadas para su uso como electrodos y catalizadores.

Julia Carpenter, cofundadora y CEO de Apheros, explicó que "esta espuma metálica con ultra alta superficie se coloca directamente sobre el chip y permite que el líquido fluya a través de ella. En el caso del enfriamiento en chip, actúa como una esponja de cocina con poros muy finos, donde el agua o el refrigerante fluyen y disipan el calor. Esto también sucede en la refrigeración por inmersión". Carpenter también destacó que "el aumento en la eficiencia del intercambio de calor directamente se traduce en beneficios en ahorro de energía, permitiendo a los centros de datos utilizar temperaturas más altas de refrigerante, lo cual es crucial para intercambiar calor con el aire exterior sin depender de torres de evaporación que consumen agua o procesos energéticamente intensivos como la compresión".

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