Olvídese de los ventiladores: un intercambiador de calor impreso en 3D promete reducir el impacto energético de la IA
Al utilizar la impresión 3D para crear geometrías internas complejas, este prototipo reduce el uso total de material y mejora significativamente la eficiencia de la transferencia de calor.
Solo en los próximos cinco años, las empresas invertirán casi 7 billones de dólares en centros de datos de todo el mundo, impulsadas por la enorme demanda de IA. Se espera que estos centros de datos dupliquen su consumo de energía durante este periodo, y una parte sustancial de esta energía se dedicará a los sistemas de refrigeración para eliminar el calor del hardware de alto rendimiento densamente empaquetado.
Una nueva solución de refrigeración impresa en 3D no solo es más eficiente desde el punto de vista energético, sino que también elimina mejor el calor de los componentes.
Este prototipo de componente de refrigeración impreso en 3D, desarrollado por el Danish Technologial Institute y la start-up danesa Heatflow, junto con socios internacionales, está hecho a medida para centros de datos y sistemas informáticos de alto rendimiento y funciona sin bombas ni ventiladores. Puede aprovechar el exceso de calor en sistemas de calefacción locales.
Refrigeración bifásica pasiva sin bombas
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La nueva solución utiliza un sistema de refrigeración pasiva de dos fases basado en el «principio del termosifón», en el que un refrigerante se evapora en una superficie caliente, asciende de forma natural, se condensa en otra región y regresa por la acción de la gravedad. Esto significa que no se necesita aporte energético para hacer circular el fluido, lo que reduce el consumo de energía de las operaciones de refrigeración.
En las pruebas, el prototipo alcanzó una capacidad de refrigeración de 600 vatios, superando el objetivo original de 400 vatios, lo que demuestra que el planteamiento no sólo ahorra energía, sino que también elimina el calor de los componentes con eficacia.
La impresión 3D facilita la integración y la fiabilidad
Aunque los desarrolladores no niegan que el componente podría fabricarse mediante otro método de fabricación, eligieron la impresión metálica en 3D por su capacidad para integrar varios componentes complejos en un evaporador de aluminio de una sola pieza. El diseño garantiza menos fugas y tiene un mayor potencial de reciclaje porque utiliza un solo material.
Un hallazgo central del proyecto es que la nueva solución extrae calor a temperaturas de entre 60 °C y 80 °C, lo suficientemente altas como para alimentar directamente las redes de calefacción urbana y proporcionar calefacción a viviendas, edificios o fábricas situados cerca del centro de datos. Esto representa un cambio significativo con respecto a la refrigeración por aire tradicional de los servidores, que normalmente disipa el calor a temperaturas mucho más bajas que no son adecuadas para su reutilización.
Beneficios medioambientales y detalles del proyecto
El uso de la impresión 3D también reduce el uso total de materiales en comparación con las soluciones convencionales de varios componentes. Aunque el proyecto está aún en fase de demostración, los análisis del ciclo de vida indican posibles reducciones de las emisiones totales de CO2 de entre el 25% y el 30% por unidad en comparación con las soluciones convencionales.
El intercambiador de calor es el resultado del proyecto AM2pC (Novel two-phase cooling systems for data centres through additive manufacturing), un proyecto de investigación europeo (2023-2025) cuyo objetivo es desarrollar soluciones de refrigeración pasiva altamente eficientes, producidas mediante impresión 3D, para centros de datos y ordenadores de alto rendimiento. Entre los socios figuran Open Engineering (Bélgica) y Fraunhofer IWU (Alemania), así como Heatflow y el Instituto Tecnológico Danés.
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