À medida que a indústria de IA esquenta, as Indústrias Karman estão tentando esfriá-la.
A startup Signal Hill afirma ter desenvolvido um sistema de refrigeração que utiliza tecnologia de motor de foguete SpaceX para reduzir o impacto ambiental dos data centers, resfriando-os com menos espaço, menos energia e sem água.
Recentemente, arrecadou US$ 20 milhões e planeja começar a fabricar seus primeiros compressores em Long Beach ainda este ano.
“Nossa tese de alto nível é que podemos produzir o melhor compressor do mercado usando a melhor e mais recente tecnologia”, disse David Tearse, CEO da Karman. “Queremos reduzir o consumo de eletricidade no resfriamento para que você tenha a maneira mais eficiente de resfriar esses chips.”
Chips caros e de última geração que alimentam a IA podem desacelerar ou desligar quando superaquecerem. Eles podem atingir temperaturas de mais de 200 graus, mas precisam estar abaixo de 150 graus para funcionar da melhor forma.
Pode exigir dezenas de milhares de tanques de resfriamento, áreas cheias de equipamentos e grandes quantidades de água.
Karman desenvolveu um sistema de refrigeração semelhante às bombas de calor de uma casa comum; mas suas bombas usam dióxido de carbono líquido como refrigerante, circulado usando tecnologia de motor de foguete em vez de ventiladores. As bombas eficientes da empresa podem reduzir em 80% o espaço necessário para equipamentos de refrigeração de data centers.
Durante anos, os data centers usaram ventiladores e ar condicionado para soprar ar frio sobre os chips. Plantas maiores passam o líquido frio por tubos próximos aos chips para absorver o calor. Este líquido quente é enviado para um campo de resfriamento, onde vastas redes de tubulações utilizam tanta água quanto uma cidade. 50.000 pessoas para remover o calor.
Um data center de 50 megawatts também usa eletricidade suficiente para abastecer uma cidade de médio porte.
À medida que a IA tem data centers superdimensionados adicionando cada vez mais chips, ela precisa de quantidades cada vez maiores de espaço e energia para resfriamento.
“Esta parece uma batalha perdida, especialmente quando você continua concentrando suas fichas”, disse Tearse.
Os sistemas de refrigeração são responsáveis por até 40% do consumo de energia de um data center, e o data center médio de médio porte é responsável por 40% desse consumo. Mais de 35.000 galões água por dia.
Quase 100 gigawatts de capacidade de novos data centers serão adicionados até 2030, e as restrições energéticas tornaram-se o maior obstáculo à expansão. De acordo com a Agência Internacional de Energia, os data centers dos EUA consumirão cerca de 8% de toda a eletricidade do país até 2030.
Comunidades em todos os EUA começaram a protestar contra a construção de centros de dados por receio de que as necessidades de electricidade e água pudessem sobrecarregar as infra-estruturas e aumentar os custos para os consumidores. Prevê-se que os sistemas de refrigeração utilizem até 33 bilhões de galões de água anualmente até 2028.
As grandes empresas tecnológicas e os investidores de capital de risco estão a gastar milhares de milhões de dólares para substituir tecnologias tradicionais por soluções energeticamente eficientes. A Microsoft anunciou um novo design de data center que não utiliza água para resfriamento. Recentemente, ele prometeu garantir que os data centers não aumentem os custos de eletricidade ou retirem água das comunidades próximas.
Espera-se que o mercado de refrigeração de data centers cresça de aproximadamente US$ 11 bilhões em 2025 para aproximadamente US$ 25 bilhões em 2032.
Para atender esse mercado aparentemente insaciável, Karman desenvolveu um compressor rotativo que gira a 30.000 rotações por minuto – quase 10 vezes mais rápido melhor do que os compressores tradicionais para mover o calor.
“Há três ou quatro anos, era muito difícil fazer isso porque os motores não estavam disponíveis. Os componentes automotivos estão atingindo essas velocidades”, disse Chiranjeev Kalra, cofundador e diretor de tecnologia da Karman.
Cerca de um terço da equipe de 23 pessoas de Karman veio da SpaceX ou Rocket Lab e usou tecnologias de engenharia aeroespacial e veículos elétricos para projetar a mecânica de motores de alta velocidade.
O sistema utiliza um tipo especial de dióxido de carbono sob alta pressão para transferir calor do data center para o ar externo. Dependendo das condições, pode fornecer a mesma quantidade de resfriamento utilizando menos da metade da energia.
A bomba de calor da Karman pode transferir calor para o ar ou direcioná-lo para resfriamento extra ou até mesmo para produção de energia.
Um dos pontos potencialmente mais desejáveis dos sistemas é que não necessitam de água, o que permitirá o estabelecimento de data centers em locais onde a água é escassa.
Em lugares muito quentes como Texas e Arizona, os sistemas de resfriamento sofrem com o uso de muita água para resfriar ou com a aceleração para evitar o superaquecimento dos chips.
A última rodada de financiamento de Karman eleva o dinheiro total arrecadado para mais de US$ 30 milhões. Os principais participantes incluíram Riot Venture, Sunflower Capital, Space VC, Wonder Ventures e o ex-CEO da Intel e VMware, Pat Gelsinger.
Karman disse que começará as entregas aos clientes no verão de 2026 em sua unidade de produção em Los Angeles, projetada para produzir 100 unidades por ano. O plano é eventualmente quadruplicar a capacidade.
Se for bem-sucedido, Karman poderá reduzir a participação de mercado da Trane Technologies e da Schneider Electric, líderes em sistemas de rejeição de calor.
