El rápido desarrollo de las aplicaciones de IA de cálculo intensivo está obligando a los operadores de centros de datos a replantearse su estrategia de refrigeración. Se prevé que en 2025 se procesarán 463 exabytes de datos al día, por lo que la refrigeración convencional por aire ya no será suficiente, ni desde el punto de vista energético ni económico.
La respuesta no es un salto tecnológico radical, sino una reorientación selectiva: las arquitecturas de refrigeración modernas combinan la refrigeración directa al chip (DTC), el flujo de aire preciso y la refrigeración por inmersión para crear un sistema global híbrido. Pero, ¿En qué se diferencian estas tecnologías y cuáles son sus respectivos puntos fuertes, débiles y límites de aplicación?
Este artículo analiza los tres principales métodos de refrigeración basándose en cifras clave técnicas, implicaciones económicas y escenarios de aplicación práctica. El objetivo es proporcionarle una base fiable y objetiva para sus inversiones, sin sesgos tecnológicos.
En los últimos años, "direct-to-chip cooling" o la refrigeración directa al chip, se ha convertido en la solución preferida para las aplicaciones de alto rendimiento. El principio básico: el refrigerante dieléctrico circula en circuitos cerrados directamente por encima de los componentes generadores de calor -normalmente CPU, GPU o aceleradores de IA- y se disipa a través de las llamadas placas frías. Esta disposición maximiza la transferencia de calor localmente en el punto caliente y minimiza las pérdidas de energía en todo el sistema.
Las ventajas técnicas son evidentes:
Estas ventajas hacen de la refrigeración DTC la tecnología de referencia para todos los centros de datos que operan con tecnologías de IA, computación de alto rendimiento u otras cargas de trabajo de alta densidad. El mercado se está desarrollando a un ritmo muy dinámico: con una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) prevista del 20,5%, el segmento mundial de DTC crecerá hasta los 11.890 millones de dólares en 2034.
Un factor que no debe subestimarse a la hora de implantar sistemas DTC es la elección del material de las tuberías. Los requisitos de temperatura y presión, combinados con la necesidad de estanqueidad absoluta y ausencia de corrosión, hacen que los materiales metálicos de las tuberías resulten inadecuados. Aquí es donde el sistema de tuberías aquatherm blue ofrece una solución perfecta: las tuberías de PP-RCT son permanentemente estancas, soportan cargas dinámicas de presión y son adecuadas para circuitos cerrados de líquido.
A pesar de la ventaja en eficiencia de los sistemas basados en líquidos, la refrigeración por aire sigue siendo un elemento indispensable en la arquitectura de refrigeración de los centros de datos modernos. Sin embargo, su papel ha cambiado radicalmente: Ha dejado de ser el sistema principal para convertirse en un complemento específico para la disipación del calor residual, la personalización de la infraestructura y la gestión de la transición.
Incluso con una implementación ideal, la refrigeración directa al chip (DTC) sólo puede eliminar de media entre el 70 y el 75% de la carga térmica total de un rack. El 25-30% restante se debe a fugas térmicas, radiación al entorno o componentes periféricos fuera de los circuitos de líquido.
Escenarios típicos de aplicación de la refrigeración por aire en entornos híbridos:
Dos aspectos clave:
Siempre que haya puntos calientes localizados en la sala -como luminarias descubiertas, cuadros de distribución eléctrica o cerca de las paredes- la refrigeración de superficies puede contribuir a la igualación térmica. El sistema de calefacción y refrigeración de superficie aquatherm black, diseñado originalmente para sistemas de calefacción de superficie de baja temperatura, también puede utilizarse para la refrigeración reversible. Ofrece un diseño modular, instalación con ahorro de espacio y tiempo y distribución constante de la temperatura. Sobre todo en proyectos de rehabilitación, esta solución favorece la reducción de la carga de trabajo de los sistemas de aire implementados en la estancia.
La refrigeración por inmersión representa un cambio de paradigma: en lugar de disipar el calor de las superficies de los componentes, los servidores se sumergen completamente en un fluido refrigerante no conductor de la electricidad. Este proceso reduce al mínimo el número de transiciones térmicas y, por tanto, alcanza cotas de eficiencia que ni siquiera los modernos sistemas DTC pueden conseguir.
Las aplicaciones objetivo son claras: cargas de trabajo de alta densidad con matrices de GPU de más de 350 W por unidad, especialmente en el entorno del entrenamiento de IA, el aprendizaje automático y la inferencia en tiempo real. En estos entornos, la carga térmica específica por rack suele superar los 100 kW, un nivel en el que las soluciones convencionales de aire o incluso DTC llegan hasta sus límites estructurales.
En la actualidad, esta tecnología aún se considera una solución de nicho, pero está creciendo de forma paulatina:
La integración de la refrigeración por inmersión plantea grandes exigencias, tanto a la infraestructura, como a los materiales:
En los próximos años, la refrigeración de los centros de datos evolucionará, no a través de tecnologías individuales disruptivas, sino mediante la combinación sistémica de procesos especializados. La dirección está clara: las soluciones híbridas -compuestas por refrigeración directa al chip, refrigeración por aire y refrigeración por inmersión- se convertirán en el estándar de las infraestructuras informáticas orientadas al rendimiento, escalables y sostenibles.
Tres líneas de desarrollo caracterizan esta transformación:
La presión normativa como catalizador de las estrategias de eficiencia
Programas gubernamentales como el «Coolerchips» del Departamento de Energía de EE.UU. están definiendo nuevos objetivos: en el futuro, la energía de refrigeración debería representar menos del cinco por ciento de la carga informática, frente a las proporciones de dos dígitos actuales. Al mismo tiempo, certificaciones como LEED, BREEAM o DGNB están ganando importancia, no sólo como prueba de sostenibilidad, sino cada vez más como criterio de inversión para los inversores institucionales. Con el telón de fondo de las crecientes exigencias normativas, no sólo el consumo de energía y las certificaciones, sino también la elección de los materiales están pasando a un primer plano.
La tecnología de materiales como requisito previo para la integración de sistemas
Los requisitos físicos de los sistemas híbridos -sobre todo en cuanto a impermeabilidad, resistencia química, estabilidad térmica y flexibilidad de instalación- están dejando cada vez más obsoletos los materiales metálicos tradicionales. El uso de soluciones poliméricas especializadas, como aquatherm blue, reduce las pérdidas de presión hidráulica, amplía los ciclos de mantenimiento y permite el trazado de tuberías estructuralmente integradas sin que sufran corrosión alguna. Además, aquatherm black permite la integración posterior de superficies de refrigeración acopladas a la superficie, por ejemplo para el desacoplamiento térmico de salas individuales o zonas de bastidores.
El pensamiento sistémico sustituye a la planificación basada en componentes
Las futuras estrategias de refrigeración ya no se centrarán en la tecnología, sino que estarán controladas por la carga, se basarán en zonas y serán interoperables. La combinación de supervisión asistida por inteligencia artificial, circuitos de refrigeración modulares e infraestructura específica de materiales define una nueva forma de arquitectura técnica: menos como subsistema técnico y más como columna vertebral de la estrategia energética para modelos empresariales basados en datos.
Los centros de datos modernos requieren estrategias de refrigeración por capas e integrados: DTC (refrigeración directa al chip) para la eliminación del calor del núcleo, sistemas de aire para el control de fugas e inmersión para las cargas de trabajo de IA de vanguardia. Esta tríada equilibra el rendimiento, la sostenibilidad y el coste, garantizando la puesta a punto de los centros para las demandas de procesamiento de datos de 463 exabytes/día en 2025.
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