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Ao acessar a internet, assistir a filmes em streaming ou usar inteligência artificial, milhões de servidores em data centers trabalham sem parar e geram calor. Esse calor, em grande parte, é desperdiçado no ar. Pesquisadores da Rice University decidiram enfrentar esse desafio com uma ideia simples e ousada: transformar a perda em vantagem.
Ao transmitir um filme, salvar uma foto na nuvem ou interagir com ferramentas de inteligência artificial, há sempre um data center trabalhando intensamente. Esse esforço resulta em calor, e o resfriamento dessas instalações já consome grande parte da eletricidade usada.
O mais importante é que quase metade dessa energia vira calor de baixa temperatura, normalmente liberado no ar sem qualquer aproveitamento.
Um estudo da Rice University mostra como essa perda pode ser revertida. Pesquisadores propõem um sistema que transforma calor desperdiçado em eletricidade limpa, ampliando a sustentabilidade do setor.
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A proposta dos pesquisadores
A ideia é simples: aproveitar a energia solar para aumentar a temperatura desse calor residual e, assim, gerar eletricidade com eficiência.
“Há um rio invisível de ar quente saindo dos data centers”, explicou Laura Schaefer, professora de engenharia mecânica e coautora do artigo. Segundo ela, a pergunta central era se seria possível elevar esse calor com a luz solar e convertê-lo em eletricidade.
A resposta foi positiva. Além disso, os testes apontaram viabilidade econômica para a solução.
O funcionamento do sistema
O estudo, publicado na revista Solar Energy, apresenta um novo ciclo orgânico Rankine (ORC). Esse sistema compacto utiliza um fluido seguro para transformar calor em energia elétrica.
A inovação está na adição de coletores solares planos e baratos nos telhados dos centros de dados. Esses coletores aquecem o fluxo de refrigerante antes de chegar ao ORC, garantindo que a baixa temperatura do calor residual não limite a geração.
Portanto, o sistema combina duas fontes: o calor já gerado pelos servidores e o impacto adicional da luz solar.
A pressão do consumo crescente
Data centers consomem centenas de terawatts-hora por ano, equivalente à demanda de um país de médio porte.
E o crescimento da inteligência artificial acelera ainda mais esse consumo. “Os ganhos de eficiência estão sendo superados pela demanda”, disse Kashif Liaqat, estudante de pós-graduação e coautor do estudo.
Recuperar parte da energia desperdiçada, portanto, é visto como essencial para a sustentabilidade da economia digital.
Comparação com outras soluções
Tradicionalmente, tenta-se elevar a temperatura do calor residual com bombas de calor elétricas. Mas essa prática consome tanta energia que anula os benefícios.
A solução solar térmica, por outro lado, proporciona aumento de temperatura sem sobrecarregar a rede elétrica. “É um caminho mais limpo e simples”, reforçou Schaefer.
Resultados dos testes
Schaefer e Liaqat criaram modelos detalhados para verificar o desempenho em dois grandes centros de dados nos Estados Unidos: Ashburn, na Virgínia, e Los Angeles.
Os resultados mostraram recuperação de 60% a 80% a mais de eletricidade a partir do mesmo calor residual. Em Ashburn, o ganho foi de 60%, enquanto em Los Angeles chegou a 80%.
Além disso, a eficiência do ORC aumentou em mais de 8% nos horários ensolarados. O custo da eletricidade recuperada caiu 5,5% em Ashburn e 16,5% em Los Angeles.
“Los Angeles teve melhor desempenho devido à força dos recursos solares”, comentou Liaqat. Mesmo em Ashburn, onde os invernos são mais frios, a produção cresceu de forma relevante.
Um ponto inesperado
Curiosamente, o sistema funciona melhor justamente nas condições mais comuns hoje em data centers. Muitos servidores modernos são resfriados com sistemas líquidos que não esquentam muito.
“Uma fraqueza virou força com a energia solar”, disse Liaqat.
Esse aspecto amplia as chances de aplicação em instalações atuais sem necessidade de grandes mudanças.
Tecnologia acessível e pronta
O projeto foi pensado para usar coletores solares simples, do tipo usado em aquecimento de água. Montados em telhados, eles se conectam ao sistema de refrigeração do data center.
Como o ORC opera no lado do calor residual, a eletricidade recuperada substitui diretamente parte do consumo da rede.
“É como adicionar um gerador limpo atrás do medidor, que fica mais forte quando o sol está brilhando — exatamente quando a demanda de resfriamento é maior”, explicou Schaefer.
Próximos passos
Os pesquisadores agora querem testar o sistema em operação real e explorar o uso de armazenamento térmico. A ideia é guardar calor solar durante o dia para ampliar a recuperação de energia à noite.
Também planejam avaliar outros tipos de coletores para climas mais frios.
“Não estamos dizendo que isso substitui melhorias em servidores ou refrigeração, que também são cruciais”, concluiu Schaefer. “Mas é uma nova ferramenta — uma que transforma desvantagem em vantagem.”
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