O resfriamento por imersão é uma das tecnologias mais verdes dos Data Centers, atualmente, pois reduz a energia necessária para refrigerar uma instalação, enquanto extrai calor de forma silenciosa e eficiente.

Mas pode haver um problema. Os sistemas de refrigeração dos Data Centers de tipos como Asperitas ou Submer consistem de grandes tanques de fluido nos quais a eletrônica está submersa. Geralmente, esse fluido é um óleo sintético composto de vários hidrocarbonetos, em última análise derivados do petróleo.

Isso pode não ser um grande problema, porque os sistemas de cooling por imersão não queimam seu fluido de resfriamento, ele circula dentro dos tanques até que precise ser substituído.

Mas o fluido à base de hidrocarbonetos eventualmente precisará ser descartado, e chegará ao meio ambiente. Há uma alternativa?

Óleo vegetal frio

A gigante alimentícia americana Cargill pensa que existe uma alternativa. A empresa é uma das maiores dos EUA, começou há 150 anos como distribuidora de sal, e agora é mais conhecida por produtos à base de ovos. A Cargill também trabalha com grãos e óleo vegetal, e há alguns anos atrás, se ramificou silenciosamente. Para o resfriamento do Data Center.

"Vimos uma oportunidade para o aspecto renovável, e o aspecto ambiental", explica Kristin Anderson, gerente de desenvolvimento de negócios da Cargill para soluções de resfriamento. "Estamos realmente entusiasmados com este produto e com as oportunidades ambientais".

O produto NatureCool é pelo menos 90% a base de óleo de soja, e projetado para substituir refrigerantes de imersão baseados em petróleo em Data Centers e instalações de criptomineração. Como vem de plantas que têm carbono naturalmente retido, podemos dizer que é neutro em CO2 - embora use terra que de outra forma seria usada para alimentos.

Produtos ambientalmente amigáveis podem envolver um compromisso de desempenho, mas a Cargill acredita que isso não se aplica aqui. Ela afirma que o fluido tem uma capacidade térmica 10% maior do que os principais fluidos de refrigeração por imersão sintética.

Ele também passa os padrões de segurança, com um ponto de fulgor alto de 325°C (617°F). Ao contrário de alguns outros fluidos de imersão, ele não pode se auto-inflamar, porque suas chamas se apagarão depois que a fonte de calor for removida.

E há outros benefícios em seu uso prático, a Cargill alega. A empresa diz que os derramamentos sintéticos exigem uma remediação cara, utilizando solventes que depois precisam ser limpos, utilizando técnicas altamente regulamentadas.

Pelo contrário, a Cargill diz que os derramamentos da NatureCool precisam apenas de sabão e água.

Na verdade, quando o fluido está fora dos tanques, a Cargill diz que ele pode biodegradar-se facilmente, dentro de dez dias - mesmo que seja estável e duradouro dentro do sistema.

Reciclagem do produto

A Cargill considerou o ciclo de vida do produto e o tornou reciclável - não apenas o fluido, mas também a embalagem.

A empresa pode fornecer fluidos em caminhões-tanque, com capacidade para 5.800 galões, mas isso não funciona para Data Centers, pois os caminhões não podem ser conduzidos para dentro das instalações e até os tanques.

Em vez disso, a maioria dos clientes usa o que é conhecido como "totes", recipientes de 330 galões feitos de plástico pesado com reforço de gaiola metálica, que podem ser transportados por empilhadeira.

Grandes instalações, com até 500 tanques, podem passar por uma quantidade surpreendente de fluido, sugerem fontes. Os tanques individuais suportam de 250 a 500 galões e, embora o fluido dure muito tempo, ele terá que ser substituído em algum momento.

Há relatos de Data Centers fazendo pedidos de 25.000 galões de refrigerantes de uma só vez, o que equivale a cerca de 60 totes.

O que parece estar acontecendo é que os operadores estão escolhendo substituir seu resfriamento por imersão após talvez cinco ou seis anos.

Quando isto acontece, se os clientes se desfazem do fluido, este ainda terá efetivamente zero emissões de carbono, uma vez que estará liberando o carbono capturado. Entretanto, existe a possibilidade de que os clientes ainda possam conseguir reutilizar esse fluido, se ele puder ser processado para torná-lo adequado para o uso do biodiesel.

Dado que a NatureCool é 90% de óleo de soja, os outros 10% podem precisar ser removidos, em algum tipo de processamento, deixando um óleo que pode ser queimado com segurança em geradores a diesel.

A reutilização não termina aí, pois os totais em si são uma fonte potencial de desperdício. A prática da indústria geralmente é descartá-los, mas a Cargill recicla os totes.

Os clientes de refrigeração da Cargill recebem totes virgens em vez de recipientes de segunda utilização, mas os clientes são encorajados a devolvê-los para que possam ser limpos e reutilizados ou vendidos no mercado secundário.

Potencial de mercado

Com muita frequência, a opção de reciclagem é um produto de nicho caro, mas a Cargill parece que quer conquistar uma fatia substancial do mercado.

O produto foi inicialmente concebido em 2017, e começou em testes com pequenos parceiros. Ele está disponível comercialmente há quatro anos e meio, encontrando um mercado entre os primeiros adeptos do resfriamento por imersão.

Em 2022, a empresa criou ímpeto suficiente para contratar uma equipe para comercializar o produto e fazer um lançamento formal.

Com seus enormes volumes de alimentos, a Cargill pode produzir grandes volumes de NatureCool para atender a demanda potencial, porém, a previsão pode ser um problema, já que o mercado inicial da empresa está principalmente no setor de criptominas.

No setor de Data Centers, o resfriamento por imersão ainda é um nicho pequeno, já que a maioria dos operadores está lidando com uma enorme base instalada de sistemas resfriados a ar. É difícil fazer com que esses Data Centers considerem a conversão para o resfriamento por imersão: isso envolveria descartar os seus sistemas de ar condicionado e investir em diferentes tipos de infraestrutura de apoio e pessoal.

A computação de alto desempenho (HPC) avançou mais em direção ao resfriamento por imersão, mas é claro que a criptominagem é a oportunidade atual. Os operadores de cripto não estão vinculados ao hardware instalado previamente, eles simplesmente querem executar o equipamento da maneira mais rápida e barata possível. Eles rotineiramente fazem overclock do equipamento para obter o máximo desempenho, criando maiores exigências para a remoção de calor, que o resfriamento por imersão pode proporcionar.

E os alimentos?

O resfriamento por imersão é obviamente uma boa oportunidade para a Cargill, pois proporciona uma saída de maior margem para o óleo vegetal. Entretanto, já existe uma variedade de óleos sintéticos no mercado, e haverá uma pressão sobre a Cargill para manter o fluido barato. Certamente, operar no setor de cripto - sensível ao preço - vai exigir isso.

Poderíamos nos perguntar se o resfriamento por imersão em Data Centers poderia se expandir tão rapidamente que as instalações começassem a retirar matérias-primas do setor de alimentos, talvez aumentando os preços, mas não há atualmente nenhum perigo disso.

O fluido está disponível internacionalmente, enviado em tanques de contêineres padrão ISO. A Cargill é uma organização grande o suficiente para ter uma equipe inteira de transporte que cuidará desta tarefa e também cobrirá as minúcias do processo de embarque internacional, incluindo a alfândega e o IVA.

Parceiros e canais

Os usuários que compram sistemas de refrigeração por imersão não querem comprar o refrigerante separadamente. No caso de qualquer falha ou incompatibilidade, isto significaria apontar o dedo e potencialmente uma falha na garantia do tanque.

Por esta razão, a Cargill pretende vender o seu produto diretamente através dos vendedores do tanque, e vai obter a certificação compatível com esses produtos do tanque.

Também podemos esperar campanhas de marketing baseadas em suas credenciais ambientais, possivelmente ligadas a regulamentações pendentes sobre gases de efeito estufa e outros produtos químicos com potencial de aquecimento global.

A Cargill espera que os potenciais clientes de resfriamento por imersão exijam um produto com base em plantas com emissões zero em tanques, e que os fornecedores o endossem e forneçam.

A DCD entrou em contato com os principais fornecedores de refrigeração por imersão para perguntar se eles estão cientes da NatureCool ou se a certificariam, e a resposta inicial parece ser favorável.

Enquanto alguns fornecedores estão quietos de momento, a Asperitas diz que está "entusiasmada" com a novidade.

Asperitas diz que não parece haver nenhum problema de compatibilidade, mas precisará confirmar isto com os OEMs. "Estamos ansiosos para trabalhar com a Cargill através de um grupo especial de fluidos refrigerantes de imersão OCP para avaliar o desempenho usando os recém publicados Figures Of Merit (FOMs)", disse uma declaração.

A Cargill aderiu ao Open Compute Project (OCP), um grupo da indústria com o objetivo de reduzir o impacto ambiental do hardware do Data Center, e espera elevar o perfil dos refrigerantes de imersão.

"A refrigeração por imersão é a nova fronteira das tecnologias que permitem sistemas mais eficientes e de maior desempenho que também ajudam a tornar a indústria de TI mais sustentável", disse Kurtis Miller, diretor administrativo do negócio bioindustrial da Cargill, e colaborador do documento OCP's Requirements for immersion cooling.