Gasodutos cruzam os EUA, atravessando diferentes estados – e uns aos outros – como um quebra-cabeça particularmente emaranhado.

De acordo com a Agência de Informação de Energia (EIA) do governo dos EUA, existem 210 gasodutos de transmissão de gás nos Estados Unidos, cobrindo 305.000 milhas e principalmente concentrados ao sudeste, onde o campo petrolífero da Bacia do Permiano fornece um grande suprimento de combustíveis fósseis.

O gás natural voltou à moda desde que o boom da IA levou algumas das maiores empresas de tecnologia dos EUA a exigir grandes quantidades de gás a curto prazo para alimentar seus data centers. Ao mesmo tempo, a administração do presidente dos EUA, Donald Trump, apoiou fortemente a poluição de tecnologias baseadas em combustíveis fósseis em detrimento das renováveis e outras formas de energia limpa.

Com a rede de gás chegando para ficar e sendo expandida (a EIA disse que uma capacidade adicional de 178,4 milhões de metros cúbicos por dia foi adicionada em 2025), será possível fazer mais para aproveitar ao máximo os gasodutos, especificamente quanto à pressão necessária para enviar gás pelo país?

A Sapphire Technologies acha que sim e propõe trabalhar com outra empresa, a Anax Power, para instalar data centers modulares na rede de gás, usando a pressão dos dutos para fornecer resfriamento, além de energia, às instalações.

Resfriamento turboalimentado

Fundada há cinco anos, a Sapphire Technologies constrói e comercializa turboexpansores. Essa tecnologia não é particularmente inovadora, segundo o vice-presidente da Sapphire, Jeff Earl, mas sua aplicação em data centers representa uma nova fronteira para a empresa.

"Os turboexpansores foram inicialmente desenvolvidos no setor de petróleo e gás para tornar fluidos frios", diz ele. "Eles foram usados no setor de petróleo e gás para separar diferentes componentes em misturas de gás. Pegamos esse princípio e o aplicamos aos gasodutos."

O gás é transportado por tubos sob alta pressão, diz Earl, e essa pressão precisa ser reduzida antes de ser fornecido aos usuários finais por meio de estações reguladoras de pressão. "Consumidores maiores de gás natural – um campus em hiperescala é um bom exemplo – estão conectados a dutos de transmissão que operam entre 60 e 80 bar", diz ele. "Equipamentos típicos de geração de energia operam entre 25 e 40 bar; essa é a pressão diferencial que usamos para girar o gerador."

Normalmente, essa pressão seria liberada por meio de uma válvula simples na conexão entre o duto e o gerador de energia, o que significa que energia potencialmente útil se perde na atmosfera. A Sapphire propõe instalar seu turboexpansor de rotação livre em paralelo à válvula ("assim, se algo acontecer com nosso equipamento, o operador tem a opção de voltar ao método tradicional", diz Earl) para aproveitar essa energia.

Um dispositivo compacto, com dois metros de comprimento por um metro de largura, o turboexpansor da Sapphire difere dos demais no mercado por empregar tecnologias proprietárias baseadas em ímãs. O sistema opera com rolamentos magnéticos ativos, o que significa que os eixos no centro do dispositivo levitam, eliminando o atrito com os demais componentes. Earl afirma que isso garante uma vida útil operacional muito mais longa e com menos manutenção do que a de outros produtos similares no mercado.

O turboexpansor aparentemente pode ser instalado de forma fácil e econômica. Earl explica: "Ele recupera a energia de alta pressão dentro do gás a montante, usando-a para girar uma roda de turbina de expansão, que, em nosso modelo, acoplamos diretamente a um gerador elétrico, de modo que, à medida que esse gás de alta pressão passa pela roda da turbina de expansão, ela gira o gerador e gera eletricidade."

Ao mesmo tempo, despressurizar o gás o torna significativamente mais frio. Earl diz que o grau de resfriamento alcançado varia conforme da diferença de pressão. "Essa conversão acontece em uma fração de segundo, e você pode ver uma queda de temperatura de dezenas de graus, dependendo da razão de pressão", ele diz. "Quando o turboexpansor é instalado, ele gera tanto saída elétrica quanto saída de fluido frio; essas duas saídas precisam ser direcionadas ao local correto no data center para serem aproveitadas.

"A energia iria para um centro de distribuição de energia; o resfriamento, para um trocador de calor, que poderia ser integrado diretamente a uma CDU [de resfriamento líquido] ou direcionado para resfriamento a ar. O ponto é que ele fornece fluido de resfriamento de baixa temperatura e alta vazão."

Para que isso funcione como solução de resfriamento, o data center precisa estar bem próximo do gasoduto, mas Earl aponta que o boom dos data centers movidos a gás faz com que essa configuração seja bastante comum em novos campi. "Tornou-se fundamental ter acesso a gás em muitos novos locais", diz ele. "Conseguimos especificar rapidamente um sistema que pode ser facilmente acoplado ao que já está sendo planejado."

Embora esse processo não vá gerar energia ou capacidade de resfriamento suficientes para operar um campus gigante de IA, a Sapphire produziu um white paper que afirma que usar um turboexpansor pode reduzir o consumo de energia e de resfriamento em 2%, o que, quando você gasta bilhões de dólares em CDUs e geradores a gás, não é algo para ser ignorado.

No Edge

Para data centers menores, o turboexpansor pode ter um impacto maior nas contas de resfriamento, o que a Sapphire, sediada na Califórnia, espera aproveitar por meio de sua parceria com a Anax Power, uma empresa de New Jersey que também atua no setor de turboexpansores.

Juntos, eles pretendem construir data centers modulares que possam ser conectados a estações reguladoras de pressão. A Sapphire fornecerá seus turboexpansores, enquanto a Anax cuidará da construção e da operação dos data centers.

"A Anax tem alguma experiência na integração de equipamentos de geração de energia com data centers", diz Earl. "Assim, a parceria se desenvolveu em torno da ideia de que poderíamos implantar esse sistema, demonstrar a proposta de valor e abrir caminho para implementá-lo em larga escala".

"O lado bom da forma como esses dutos são configurados é que há um número limitado de empresas que possuem a infraestrutura, o que torna muito mais fácil replicar a implantação quando preciso falar apenas com algumas empresas por região. Os pipelines de transmissão normalmente operam sob os mesmos regimes de pressão, e os equipamentos a jusante são os mesmos; portanto, meu sistema não precisa mudar muito de projeto para projeto, exceto por alguns componentes."

A Sapphire e Anex já têm seu primeiro projeto planejado e pretendem construir um data center modular em um local não divulgado, que será conectado a um gasoduto. O trabalho de instalação está previsto para começar ainda este ano, e ela será alugada à Magellen Scientific, uma mineradora de Bitcoin.

Earl diz que a proposta de valor muda consideravelmente para essas instalações modulares e que o turboexpansor pode atender a todas as necessidades de resfriamento – e de energia – de um pequeno data center Edge. "Uma de nossas unidades tem capacidade de resfriamento de 5 milhões de BTU por hora e potência de 300 kW", ele diz. "Para escalar, depende de quanto gás natural está circulando pelo sistema, mas, para um campus em escala de gigawatts, estamos falando de implantar de oito a dez unidades por vez.

"Acho que os data centers menores representam a maior oportunidade contínua para nós, porque há muitos lugares onde você pode implantar em cada pipeline, mas, no curto prazo, os grandes campi de IA são um mercado atraente, porque temos uma proposta de valor que podemos levar a eles e implantar rapidamente em escala."

A fábrica da Sapphire na Califórnia pode produzir centenas de turboexpansores por ano, diz Earl. E, tendo trabalhado anteriormente com empresas do setor de petróleo e gás, ele diz que está gostando de conhecer o setor de data centers.

"A disposição da indústria de data centers para avaliar novas tecnologias tem sido muito encorajadora para nós", diz ele. "Isso está nos ajudando a direcionar nossa empresa e nosso modelo de vendas para essa área. Claro que há alguma aversão ao risco, então estamos tentando agir com cautela para que os operadores possam oferecer esse produto que achamos que eles precisam."