Los centros de datos tienen un problema paradójico: consumen enormes cantidades de energía para hacer funcionar sus procesadores y después necesitan gastar todavía más electricidad para eliminar el calor que esos mismos equipos generan.
Investigadores de Alemania y Japón acaban de demostrar un sistema de refrigeración que plantea darle la vuelta a esa ecuación: usar calor para impulsar el propio proceso de enfriamiento.
El dispositivo fue desarrollado por científicos del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT), en Alemania, y la Universidad de Tsukuba, en Japón. No utiliza un compresor convencional ni necesita un motor eléctrico para accionar el ciclo de refrigeración.
En su lugar, emplea dos películas metálicas ultrafinas fabricadas con aleaciones con memoria de forma. Estos materiales tienen la particularidad de cambiar de estructura y recuperar una forma determinada cuando reciben calor.
Una película de titanio y níquel, de apenas 22 micrómetros de espesor, funciona como actuador. Al calentarse, se contrae y convierte energía térmica en movimiento mecánico.
Ese movimiento estira una segunda película de titanio, níquel y hierro, de 26,5 micrómetros. Cuando esta última se libera, su estructura cristalina vuelve a cambiar y absorbe calor, produciendo el llamado efecto elastocalórico.
Los sistemas elastocalóricos no son nuevos. Su problema es que hasta ahora suelen necesitar motores, dispositivos hidráulicos o actuadores electromecánicos para estirar y soltar repetidamente el material refrigerante.
El nuevo prototipo sustituye ese componente por otra aleación con memoria de forma. En términos simples, un metal calentado proporciona la fuerza necesaria para que otro metal pueda enfriar.
Los investigadores plantean que versiones futuras podrían alimentarse con calor residual, utilizando parte de la energía térmica que normalmente se desecha para producir refrigeración. También contemplan otras fuentes de baja temperatura, incluida la energía solar térmica.
Pero convertir el calor de un procesador directamente en su propio sistema de refrigeración todavía está muy lejos.
El prototipo produjo apenas unos 2,09 milivatios de potencia frigoríficaen una de sus condiciones experimentales, una cifra insignificante frente a los cientos de watts que puede disipar un procesador moderno o los enormes requerimientos térmicos de los aceleradores de inteligencia artificial.
Los investigadores ahora buscan colocar múltiples películas en paralelo, mejorar los intercambiadores de calor, aumentar la frecuencia de funcionamiento y demostrar que los materiales pueden soportar millones de ciclos sin degradarse.
Por ahora no existe un refrigerador para centros de datos listo para instalar. Pero sí se demostró una cadena energética poco habitual: tomar calor, convertirlo en movimiento mecánico y utilizar ese movimiento para generar frío sin que un motor eléctrico impulse el ciclo.
