O resfriamento líquido está rapidamente se tornando uma opção amplamente aceita para manter equipamentos de TI de alta densidade dentro da faixa de temperatura ideal de operação.

Assim, a crescente adoção do sistema direto para chip (que pode usar água ou fluido dielétrico) e do resfriamento por imersão para cargas de trabalho de alta densidade abriu uma janela de oportunidade para que inúmeros provedores entrem no mercado e produzam seus próprios fluidos dielétricos.

Mas qual é o fluido dielétrico usado em sistemas de resfriamento líquido?

Em resumo, o fluido é um líquido não condutivo usado no resfriamento por imersão para remover o calor dos servidores com segurança.

"Um fluido dielétrico é um líquido que conduz calor, mas não conduz eletricidade", diz Lucas Beran, diretor de marketing de produto da empresa de resfriamento líquido Accelsius. "Por ser eletricamente não condutor, pode entrar em contato direto com eletrônicos ativos sem risco de curto-circuito ou danos ao equipamento."

Do que são feitos os fluidos dielétricos?

De que os fluidos dielétricos são feitos depende do tipo de empresa de onde são obtidos. Eles são tipicamente baseados em hidrocarbonetos altamente refinados, fluidos sintéticos engenheirados ou formulações à base de ésteres, como gorduras e óleos. Alguns são derivados de processos minerais ou gás-líquido, outros são sinteticamente engenheirados e alguns são de origem vegetal.

"As matérias-primas geralmente se dividem em duas categorias: baseadas em petroquímica e de origem natural (também conhecidas como de origem vegetal)", diz Beau Van Vaerenbergh, engenheiro principal de P&D da empresa química Oleon.

Diversas empresas petroquímicas, incluindo HF Sinclair, Shell, Castrol, ExxonMobil, ENEOS, Gulf Oil, Petronas, Perstorp e SK Enmove, lançaram no mercado fluidos de resfriamento dielétrico, feitos do mesmo óleo que usam para produzir combustível, como a gasolina. Muitos têm desenvolvido lubrificantes e fluidos de arrefecimento especializados para veículos elétricos (VEs) e estão usando essa expertise para migrar para fluidos para data centers.

"Líquidos de resfriamento por imersão podem ser obtidos a partir de várias matérias-primas", diz Nick Barrett, responsável pelo OEM do data center da Castrol. "Os produtos de Resfriamento por Imersão Castrol são hidrocarbonetos sintéticos, especialmente formulados por nossos químicos e engenheiros para oferecer excelente desempenho."

A Infinium, desenvolvedora americana de combustíveis sintéticos de baixo carbono para e-combustíveis, anunciou em janeiro de 2025 que entraria no setor de data centers com um fluido próprio. A empresa utiliza CO2 capturado, misturado com hidrogênio, para produzir combustível e, agora, fluido de resfriamento.

Existem várias empresas que também oferecem fluidos à base de plantas. A gigante americana de alimentos Cargill's NatureCool é baseada em pelo menos 90% de óleo de soja.

A Oleon é uma subsidiária da Avril, uma empresa francesa especializada no desenvolvimento de produtos químicos verdes. O Qloe, lançado em 2025, afirma ser um fluido à base de plantas, totalmente biodegradável e não tóxico, além de oferecer resfriamento de alto desempenho para operadores de data centers.

Shahar Belkin, vice-presidente executivo da fornecedora de resfriamento líquido ZutaCore, disse à DCD: "A fabricação geralmente envolve síntese química usando fluoração e reações relacionadas para criar a molécula ou as moléculas desejadas. É fundamental remover contaminantes iônicos, pois podem afetar o desempenho dielétrico. A umidade também deve ser eliminada, junto com quaisquer impurezas que surjam de ebulição baixa ou alta, para evitar subprodutos reativos."

Ele continua: "É necessário um controle rigoroso da qualidade das propriedades do líquido nesse aspecto, com medidas rigorosas para evitar contaminação durante o processo de enchimento e embalagem. Desempenho e segurança dependem fortemente da pureza e da consistência; portanto, a qualidade dos fornecedores é importante."

Principais características do fluido dielétrico

De acordo com Beran, da Accelsius, as métricas que mais importam são desempenho térmico, perfil ambiental, segurança e custo.

"O potencial de aquecimento global (GWP) e o potencial de esgotamento da camada de ozônio (ODP) são os números importantes de sustentabilidade", diz Beran. "Os operadores que construírem infraestrutura nos próximos 20 anos precisam escolher fluidos que não enfrentem eliminações regulatórias. Um GWP igual ou inferior a 300 é considerado baixo e garante a escolha para o futuro."

Sobre o desempenho térmico, os operadores "devem analisar o ponto de ebulição do fluido e o calor latente de vaporização", acrescenta ele. Beran também observa que é importante ter fluidos classificados como não inflamáveis e não tóxicos em condições normais de operação. Também é fundamental que os líquidos não degradem as vedações, juntas ou componentes eletrônicos dos sistemas.

Ao selecionar fluidos dielétricos, operadores bifásicos devem focar em métricas de segurança e regulatórias, como o perfil toxicológico do fluido, os limites de exposição e a classificação de inflamabilidade. Alguns fluidos não são inflamáveis, enquanto outros são levemente inflamáveis dependendo da classe.

"Do ponto de vista operacional, especificações de pureza, normalmente medidas em partes por milhão, e limites de umidade são críticos", acrescenta Belkin, da ZutaCore.

Outras métricas que podem ser mencionadas incluem o ponto de ebulição e a curva de saturação, pois moldam o comportamento do sistema. Pressão de vapor à temperatura de operação, condutividade e viscosidade térmicas, desempenho elétrico (medido pela resistência dielétrica), resistividade ou condutividade volumétrica e tolerância ao teor de água também são medidas importantes.

"Por fim, a estabilidade e a compatibilidade dos materiais devem ser verificadas", diz Belkin. "Isso inclui estabilidade térmica, limiares de decomposição e compatibilidade com elastômeros e plásticos usados em vedações, anéis de vedação e juntas. O risco de corrosão com metais é baixo, mas ainda precisa ser verificado."

Como armazenar e manter fluidos dielétricos

Muitos fluidos são entregues em tambores/barris selados, enquanto outros são entregues em recipientes intermediários a granel (ou seja, caixas ou tanques de paletes). Os designs variam, mas frequentemente vêm como recipientes de 330 galões, feitos de plástico pesado com reforço metálico, que podem ser transportados por empilhadeira.

Em nossas visitas a vários data centers que utilizam resfriamento líquido, não parece haver boas práticas estabelecidas sobre como e onde armazenar o fluido dielétrico excedente. A DCD já viu barris de fluido dielétrico mantidos em baias de carregamento de data centers.

"Recipientes lacrados devem ser usados o tempo todo e abertos o mínimo possível. "É necessário um controle de temperatura para evitar o acúmulo de calor nas áreas de armazenamento, que aumenta a pressão de vapor", diz Belkin, da ZutaCore. "Equipamentos de transferência estanques são essenciais, com sistemas de transferência fechados preferidos sempre que possível. O planejamento também deve considerar a contenção secundária e o planejamento de vazamentos intencionais de vapor."

Quanto fluido realmente precisa ser armazenado no local ainda é uma questão em aberto, assim como o cronograma de substituição. Salvo incidentes graves, o fluido raramente precisa ser substituído; portanto, manter grandes quantidades de fluido em excesso pode ser um desperdício. Os operadores normalmente mantêm um volume de reserva de 5% a 15% no local para acomodar amostragem, ajustes do sistema ou mudanças de hardware.

Tanques de imersão que não estão em sistemas fechados podem apresentar alguma evaporação e, mesmo assim, a necessidade de reabastecer pode ser rara. A empresa australiana DUG, uma das primeiras a adotar fluidos de imersão que utiliza tanques abertos, já disse à DCD que a empresa realiza análises químicas regulares em seus fluidos, mas raramente, se é que alguma vez, precisou reabastecer ou trocar o fluido em qualquer tanque.

Sistemas de resfriamento líquido terão suas próprias ferramentas de monitoramento para verificar a saúde do sistema como um todo, e alguns operadores podem realizar testes manuais regulares e enviá-los para inspeção pelo fabricante do fluido. Uma amostra de referência é frequentemente coletada no comissionamento, seguida de verificações periódicas – tipicamente duas vezes por ano – para monitorar o desempenho do isolamento, os níveis de umidade e a limpeza. Se necessário, o fluido pode ser filtrado no local para manter a qualidade.

"É fundamental que a saúde dos fluidos seja monitorada com frequência", diz Barrett, da Castrol. "Para isso, podem ser coletadas amostras físicas, mas isso implica o reabastecimento para repor a quantidade removida."

Barrett observa que a empresa desenvolveu uma solução que oferece monitoramento online em tempo real para garantir que o fluido permaneça sempre dentro das especificações.

Beran, da Accelsius, também aconselha que os operadores "mantenham um bom relacionamento com seu fornecedor e fabricante de fluidos."

"Eles são especialistas em química e podem aconselhar sobre cadência de testes, opções de recuperação e programas de reciclagem no fim da vida útil", afirma ele. "Isto é uma parceria, não uma compra de mercadoria." Servidores refrigerados por imersão que forem removidos precisarão de limpeza de fluido, o que geralmente exige uma bandeja de gotejamento e uma solução de limpeza. Se houver derramamentos reais, limpar o que pode ser uma substância viscosa e oleosa pode ser um incômodo para a equipe.

Almofadas ou grânulos com classificação de óleo servem para muitos vazamentos de fluido. Alguns fornecedores de fluidos estão desenvolvendo seus próprios produtos de limpeza voltados a esse propósito. A Cargill, no entanto, diz que seus vazamentos de fluidos NatureCool à base de plantas só precisam de água e sabão. Um processo semelhante é utilizado para o fluido de Oleon.

"Para nossos fluidos à base de plantas e não perigosos, qualquer vazamento pode ser facilmente absorvido com papel absorvente comercialmente disponível", diz Van Vaerenbergh, de Oleon. "A área afetada pode então ser limpa com uma solução suave de sabão e, em seguida, lavada ou diluída com água."

Embora a maioria dos sistemas refrigerados a líquido ainda seja relativamente nova, espera-se que muitos fluidos dielétricos neles durem de 10 a 20 anos se bem cuidados. No final da vida útil, a maioria dos fornecedores de fluidos oferece um serviço de coleta que permite recuperar o fluido dielétrico. Uma vez coletado e acondicionado em barris ou totes, pode ser reutilizado em outra implantação ou, possivelmente, reprocessado para outro uso.

Barrett, da Castrol, observa que alguns operadores consideram melhor prática substituir o fluido ao mesmo tempo em que renovam os equipamentos de TI, mas os fornecedores de fluidos podem realizar testes para determinar o melhor curso de ação.

Segurança e outras dicas

Fluidos dielétricos não são brincadeira e devem ser tratados com respeito por parte dos operadores e funcionários de data centers.

O Novec, da 3M, anteriormente um fluido comumente usado em implantações de resfriamento bifásico, foi retirado de serviço no final de 2025. O composto químico era uma substância polifluoroalquila (PFAS), um grupo dos chamados "químicos eternos" conhecidos por impactar a saúde.

Fluidos não-PFAS no mercado não são tão tóxicos, mas devem ser tratados com respeito. Luvas e outros equipamentos de proteção são recomendados. E – apesar da DCD já ter ouvido falar de pessoas fazendo isso como uma encenação no passado – não beba.

"A segurança varia conforme o fluido específico, mas deve-se dar atenção aos perigos da exposição a vapores provenientes de pontos de ebulição baixos, com risco de asfixia em espaços confinados. As recomendações da folha de dados de segurança (SDS) devem ser seguidas para evitar contato visual ou com a pele, usando luvas e proteção ocular", diz Belkin, da ZutaCore. "Em caso de um grande vazamento, uma boa ventilação é importante. Superfícies podem representar risco de escorregão até que o líquido evapore completamente; portanto, precauções apropriadas devem ser tomadas."

"O descarte deve seguir as regras locais para resíduos perigosos, a classificação do SDS e quaisquer requisitos de relatórios ambientais, já que algumas jurisdições tratam fluidos fluorados com maior escrutínio", acrescenta. "O risco regulatório é outro fator, especialmente em relação à classificação de PFAS, às obrigações de reporte e às restrições. Os operadores devem considerar os riscos de vazamentos e como gerenciá-los."