por Luis Cuevas*

A chegada da inteligência artificial (IA) não foi apenas uma mudança tecnológica. Ela representou uma revolução energética em escalas globais. Uma única pesquisa com a IA consome, em média, cerca de dez vezes mais eletricidade do que uma busca tradicional na internet – e essa demanda cresce de forma acelerada. Projeções da Agência Internacional de Energia (AIE) indicam que, até 2030, os data centers poderão responder por aproximadamente 3% do consumo global de eletricidade - quase o dobro do patamar atual em uma expansão quatro vezes mais rápida que os demais setores.

Esse salto traz, contudo, um desafio sem precedentes. O legado existente dos data centers não foi projetado para lidar com cargas de calor tão elevadas. A refrigeração por ar (air cooling), que por décadas ancorou a operação dessas infraestruturas, vem sendo pressionada até seus limites técnicos diante de gabinetes cada vez mais densos e potentes. Por isso, é indispensável ir além do modelo tradicional e optar por soluções avançadas e sustentáveis de refrigeração líquida para atingirmos todo o potencial da IA.

Hoje, é comum encontrar racks operando entre 40 kW e mais de 100 kW - volume impraticável para sistemas baseados exclusivamente em ar. A tendência é de rápida escalada, com racks totalmente populados com GPUs baseadas na arquitetura NVIDIA já consumindo cerca de 132 kW. E a próxima geração deve alcançar 240 kW por rack, enquanto o setor se prepara, no horizonte, para densidades da ordem de 1 MW por rack.

Diferentemente das CPUs tradicionais, as GPUs e outros aceleradores de IA concentram cargas térmicas intensas e localizadas, exigindo soluções de resfriamento altamente eficientes e direcionadas para assegurar desempenho e confiabilidade. É nesse contexto que a refrigeração líquida exerce um papel crítico, podendo ser até 3 mil vezes mais eficaz do que o ar na redução de calor justamente por capturar a energia térmica na origem, no nível do componente.

Apesar da refrigeração por ar ser o padrão há décadas, ela já não acompanha a evolução das cargas computacionais. A refrigeração líquida é uma alternativa mais eficiente e um dos poucos caminhos viáveis para acomodar o crescimento da IA. Sem isso, será impossível acompanhar o progresso das densidades energéticas e das exigências térmicas.

A refrigeração líquida pode diminuir o consumo de energia entre 30% e 60% e, em determinadas arquiteturas, eliminar completamente o uso de água, superando em eficiência soluções adiabáticas baseadas em ar. A economia de energia e água se traduz diretamente na redução da pegada de carbono. Ainda assim, apesar da adoção crescente, o impacto ambiental total da refrigeração líquida segue menos compreendido do que o dos sistemas tradicionais.

Depois da infraestrutura de TI, os sistemas de refrigeração são os maiores consumidores de energia em data centers. Por isso, representam uma das maiores oportunidades de ganho em eficiência. O consumo energético é influenciado por decisões que vão desde a escolha do local e do clima até detalhes técnicos, como o tipo de rejeição de calor e a temperatura do fluido na entrada dos equipamentos de TI.

O uso de água também varia conforme o desenho do sistema, o clima local e as temperaturas operacionais. Embora os circuitos de refrigeração líquida sejam fechados e não consumam água diretamente nos racks, a pegada hídrica total depende de como o calor é dissipado externamente. Dessa forma, o consumo de água continua sendo um impacto ambiental direto e mensurável que os operadores podem gerenciar e otimizar.

Já as emissões de gases de efeito estufa estão fortemente associadas ao consumo de energia, especialmente em regiões com matrizes elétricas intensivas em combustíveis fósseis. Outros fatores, como a seleção de componentes, o ciclo de vida dos equipamentos e a gestão segura dos fluidos refrigerantes, assumem um protagonismo relevante.

Instalar refrigeração líquida é o primeiro passo. A sustentabilidade real depende de decisões inteligentes de projeto e de uma operação bem planejada. Um dos principais parâmetros é a temperatura do fluido de entrada nos racks. Simulações mostram que, em um data center operando com racks de 40 kW em Paris, elevar essa temperatura em 20°C pode enxugar o consumo energético em cerca de 40% em sistemas não adiabáticos - e a maior parte do ganho ocorre nos primeiros 5 °C. Em sistemas adiabáticos, a economia de energia chega a 30%, ao passo que a de água chega a entre 40% e 60%.

O tipo de rejeição de calor é outro ponto determinante. Arquiteturas mais sustentáveis tendem a empregar chillers resfriados a ar com modos economizadores que utilizam o ar ambiente e suprimem praticamente o consumo de água, em contraste com torres de resfriamento tradicionais, intensivas em água e com elevada pegada de carbono incorporada.

A escolha de componentes eficientes, aliada a planos de manutenção proativos e sistemas de controle integrados, contribui para mitigar o consumo operacional e o carbono embutido ao longo do ciclo de vida. A refrigeração líquida viabiliza a reutilização do calor residual - algo pouco eficiente em instalações refrigeradas a ar. O calor de maior qualidade pode ser reaproveitado em aquecimento distrital ou processos industriais a fim de ampliar os benefícios ambientais.

A transição para a refrigeração líquida exige planejamento cuidadoso e visão de longo prazo. Infraestrutura física e planejamento de TI devem andar em paralelo, evitando gargalos que mantenham o hardware ocioso por falta de capacidade térmica. Projetos flexíveis e escaláveis, muitas vezes híbridos, permitem acomodar diferentes gerações de equipamentos e facilitar migrações futuras.

Parcerias precoces entre fabricantes de hardware, especialistas em refrigeração e integradores de sistemas são fundamentais para estabelecer boas práticas e garantir soluções otimizadas. Iniciativas conjuntas, como os projetos de referência desenvolvidos pela Schneider Electric em colaboração com a NVIDIA, exemplificam o valor de um ecossistema integrado.

Na era da IA, a refrigeração deixou de ser um elemento de apoio invisível para se tornar um habilitador estratégico da inovação e uma fonte de vantagem competitiva. A implementação da refrigeração líquida responde à necessidade técnica de remover calor, ao mesmo tempo em que gera ganhos estruturais de sustentabilidade, promovendo eficiência energética e hídrica, queda de emissões, otimização do espaço físico e suporte a densidades cada vez maiores.

Com dados confiáveis, planejamento estratégico, projetos flexíveis e parcerias sólidas, operadores de data centers têm à disposição os instrumentos necessários para construir infraestruturas resilientes e sustentáveis capazes de alavancar o futuro impulsionado pela IA.

*Luis Cuevas é diretor de Secure Power e Negócios de Data Centers da Schneider Electric no Brasil

Gustavo Fritz <gustavo.fritz@rpmacomunicacao.com.br>