Situada en lo alto de Whitchurch Hill, en la tranquila campiña de Oxfordshire, Bozedown House ofrece una visión de la bucólica Inglaterra eduardiana. Construida inicialmente a finales del siglo XIX, la casa solariega fue completamente reconstruida después de un incendio en 1907, y su fachada de ladrillo rojo y sus imponentes frontones se han mantenido prácticamente sin cambios desde entonces.

Pero si bien el exterior de Bozedown House es una ventana al pasado, quienes trabajan en el interior miran hacia el futuro. Desde 1976, alberga el Centro Tecnológico de Pangbourne gestionado por el especialista en lubricantes Castrol. Castrol, mejor conocido por fabricar el aceite que fluye a través del motor de su automóvil, ahora propiedad de BP, tiene grandes planes para Pangbourne mientras busca desarrollar la próxima generación de fluidos.

Dada la rápida transición de la industria automotriz a los vehículos eléctricos (EV), no sorprende que un gran enfoque del trabajo de Castrol sea crear los fluidos necesarios para mantener los vehículos eléctricos en la carretera. Pero también está trasladando su experiencia al centro de datos y, a principios de este año, recibió una cápsula de enfriamiento por inmersión. Proporcionado por la firma de centros de datos modulares Sonic Edge y con tanques de enfriamiento por inmersión de otro proveedor, Submer, Castrol tiene la intención de utilizar el 'MegaPod' de 100kW para demostrar la efectividad de los fluidos de enfriamiento que ha ideado para servidores. DCD escaló Whitchurch Hill (una hazaña nada fácil dada su pendiente sorprendentemente pronunciada) para echar un vistazo.

De los vehículos eléctricos a los centros de datos

En los últimos años, las técnicas de refrigeración líquida han surgido como una alternativa realista a la refrigeración por aire para los operadores de centros de datos que buscan mantener su hardware refrigerado.

Los sistemas de refrigeración por aire tradicionales suelen consumir una gran cantidad de energía y se vuelven menos eficaces a medida que aumenta la densidad de los racks. Sumado a esto, la alta demanda de productos y servicios de IA significa que los centros de datos se están llenando de componentes más potentes, como GPU, que generan más calor que sus predecesores.

El líquido dispersa mejor el calor que el aire, por lo que las técnicas de refrigeración líquida se consideran una posible solución para reducir las emisiones y, potencialmente, reducir las facturas de energía. Si bien la adopción de estos sistemas hasta ahora ha sido mixta, una encuesta global del sector realizada por Uptime el año pasado, encontró que el 56 por ciento de los operadores de centros de datos todavía utilizaban refrigeración por aire para sus racks de mayor densidad (40 kW y más), el interés en las tecnologías es creciente.

Como era de esperar, Castrol está dispuesto a capitalizar esta demanda, según Nick Barrett, ingeniero senior de pruebas de electrificación avanzada de la compañía. "Castrol ve una gran oportunidad para diversificarse hacia soluciones térmicas industriales para centros de datos - un mercado que es grande y está creciendo rápidamente - y tiene experiencia en gestión térmica", dice Barrett.

De hecho, la gestión térmica es una cuestión clave a la que se enfrentan los fabricantes de equipos originales que desarrollan piezas para vehículos eléctricos y, como resultado, Castrol está construyendo laboratorios en el Centro de Tecnología de Pangbourne donde se pueden poner a prueba componentes como las baterías. El MegaPod forma parte de este conjunto de instalaciones de pruebas. "Hemos estado trabajando en asociación con fabricantes de automóviles OEM durante 125 años y, con la llegada de la electrificación, sus necesidades están cambiando", afirma Chris Lockett, vicepresidente de electrificación e innovación de productos de Castrol. "Parte de eso implica diseñar fluidos refrigerantes para vehículos eléctricos, y tiene sentido extender ese trabajo al mundo de los centros de datos".

Sumergirse en el enfriamiento por inmersión

El MegaPod, que desde el exterior se asemeja a un humilde contenedor de envío, alberga dos tanques de inmersión Submer Megapod de 50 kW para enfriamiento por inmersión, un tipo de enfriamiento líquido en el que los equipos de TI se sumergen en litros de fluido dieléctrico o no conductor.

Simon Coggin, director de ventas de Submer para el Reino Unido e Irlanda, ayudó a realizar el proyecto con su colega Franco Caroli y le dijo a DCD que los tanques están configurados para enfriamiento por inmersión monofásico, donde el fluido refrigerante permanece en estado líquido en todo momento. Esto difiere del enfriamiento por inmersión en dos fases, que implica hervir el líquido en los tanques, lo que hace que el calor se disperse en forma de gas.

Al explicar cómo funciona el sistema, Coggin dijo: “El tanque de inmersión contiene una unidad de distribución de enfriamiento, que comprende una bomba y un intercambiador de calor de placas. La bomba hace circular el fluido dieléctrico dentro del tanque, extrayendo calor de los servidores”.

El fluido dieléctrico calentado pasa luego a través del intercambiador de calor de placas, donde se enfría con agua. La inmersión monofásica no requiere recipientes herméticos porque "casi ningún refrigerante se evapora", dice Coggin, y como tal, los tanques se conocen como "baños abiertos".

Aunque el enfriamiento por inmersión monofásico no es tan eficiente como su contraparte de dos fases, puede resultar una solución más práctica para los centros de datos de alta densidad del futuro, aquellos que ejecutan cargas de trabajo de inteligencia artificial y computación de alto rendimiento. Esto se debe a que el equipo de refrigeración necesario es más sencillo de instalar y utilizar que el de dos fases, y los propios fluidos suelen tener un precio más bajo.

La viabilidad a largo plazo de la inmersión en dos fases también se ha puesto en duda debido al impacto medioambiental de los productos químicos utilizados en sus fluidos refrigerantes. A finales de 2022, el fabricante estadounidense 3M anunció planes para eliminar gradualmente la fabricación de sustancias polifluoroalquiladas (PFAS) de su línea de productos para 2025, debido a la creciente preocupación por su seguridad.

Los PFAS, o los llamados “productos químicos permanentes”, no se descomponen cuando se liberan al medio ambiente y, por lo tanto, pueden acumularse en personas o animales con el tiempo. El anuncio de 3M de que pondrá fin a la producción de PFAS cubre dos compuestos, Novec y Fluorinert, que se utilizan en inmersión en dos fases. Los productos químicos PFAS también han sido clasificados como peligrosos por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos y están fuertemente controlados en Europa, lo que hace que su implementación sea más complicada.

Estos problemas no afectan a la inmersión monofásica, donde los fluidos refrigerantes se pueden fabricar de diversas formas más respetuosas con el medio ambiente. Submer tiene su propio fluido refrigerante elaborado a partir de un hidrocarburo sintético, mientras que otros en el mercado se basan en compuestos de hidrocarburos como aceites vegetales, aceites minerales y fluorocarbonos. Otra compañía petrolera, Shell, ofrece una gama de fluido refrigerante por inmersión S3 X, que, según afirma, está fabricado a partir de gas natural mediante el proceso de conversión de gas a líquido de la empresa.

Cada uno de los tanques del Castrol MegaPod está lleno con uno de los dos fluidos de refrigeración del centro de datos de la compañía, conocidos como DC15 y DC20. Castrol guarda silencio sobre la composición de los fluidos (“Eso sería revelador”, dice Barrett cuando se le pregunta qué contienen los productos), pero ambos son líquidos dieléctricos sintéticos diseñados con viscosidades ligeramente diferentes para diferentes casos de uso y mercados.

Ambos son capaces de albergar todo tipo de equipos eléctricos (Desde DCD le preguntamos si podemos dejar nuestro teléfono para probarlo, pero le dicen que puede llevar tiempo limpiarlo después), y los módulos Submer están diseñados para atender el estándar de 800 mm. servidores profundos que encontraría en un rack promedio, así como modelos más grandes de 900 mm.

Una mega oportunidad

Barrett, de Castrol, afirma que el MegaPod dará a la empresa la "capacidad de realizar investigación y desarrollo de fluidos, pruebas y validación de hardware de TI y demostración de tecnología de refrigeración por inmersión".

Es el elemento de validación que probablemente resulte más beneficioso a corto plazo, y Castrol desea utilizar las cápsulas para demostrar que sus fluidos interactúan eficazmente con los equipos del centro de datos. En el momento de escribir este artículo, se ha llevado a cabo una prueba en el módulo antes de que los primeros clientes sean recibidos en el sitio en los próximos meses.

En el futuro, Castrol espera utilizar el MegaPod para demostrar cómo se puede reutilizar el calor del centro de datos. El sistema emite calor residual en forma líquida, lo que hace que sea más fácil de capturar y reutilizar que en otros sistemas de refrigeración.

Coggin de Submer dijo que asociaciones como la de Castrol son clave para fomentar una mayor adopción del enfriamiento por inmersión. Los fluidos de Castrol fueron validados para su uso con equipos Submer el año pasado, y Coggins dice que una de las principales barreras que impiden a las empresas dar el paso es la falta de kits disponibles. “Uno de los inconvenientes percibidos es la falta de un catálogo preparado para la inmersión”, afirma. “Colaboramos con los fabricantes de componentes para garantizar soluciones de extremo a extremo y estamos viendo muchos más SKU nacidos de inmersión y un crecimiento en el soporte.”

“Es un área donde la demanda está creciendo rápidamente, particularmente en el Reino Unido. Estamos viendo que muchos clientes se vuelven más abiertos a la idea del enfriamiento por inmersión”.

Este artículo apareció por primera vez en el número 52 de la revista DCD. Lea la revista completa aquí.