O crescimento da inteligência artificial (IA), da computação de alto desempenho e das aplicações digitais está a elevar significativamente a densidade de potência dos equipamentos eletrónicos. Processadores, GPUs e aceleradores especializados concentram atualmente elevada capacidade de processamento em volumes reduzidos, criando um desafio para as infraestruturas: remover grandes quantidades de calor sem aumentar proporcionalmente o espaço ocupado, o consumo energético e a complexidade dos sistemas de refrigeração. Neste contexto, as tecnologias de arrefecimento líquido assumem uma importância crescente. A solução 4U LHX, da nVent SCHROFF, foi desenvolvida para bastidores de elevada densidade, combinando a arquitetura convencional de 19″ com um permutador de calor ar-líquido capaz de dissipar até 7,5 kW. A instalação de duas unidades no mesmo bastidor permite atingir até 15 kW de capacidade de dissipação.
Nos sistemas convencionais, o calor produzido pelos componentes é transferido para o ar através de dissipadores e ventiladores e posteriormente conduzido para fora do equipamento. Quando a potência dissipada aumenta, é necessário movimentar volumes cada vez maiores de ar, implicando ventiladores mais potentes, maior consumo elétrico, mais ruído e maiores exigências de espaço. O princípio do 4U LHX consiste em utilizar o ar para recolher o calor no interior do bastidor e transferir essa energia para um circuito líquido através de um permutador de calor. O líquido permite transportar grandes quantidades de calor, tornando esta arquitetura adequada a cargas térmicas elevadas.
Um dos principais benefícios do equipamento é o seu formato compacto de apenas 4U. Concebido para bastidores de 19″, o 4U LHX pode ser instalado em bastidores com profundidade mínima de 800 mm, incluindo infraestruturas existentes que cumpram os requisitos dimensionais aplicáveis. Esta característica é relevante para projetos de modernização, nos quais a substituição integral dos bastidores pode representar custos elevados e interrupções operacionais. A possibilidade de integração em infraestruturas existentes permite introduzir capacidade adicional de arrefecimento sem alterar necessariamente toda a organização física do sistema.
A gestão dos fluxos de ar constitui outro elemento fundamental. O 4U LHX foi concebido para separar os percursos de entrada e saída, utilizando um fluxo da frente para a traseira. Esta configuração reduz o risco de recirculação do ar quente e contribui para manter condições térmicas mais previsíveis. Em aplicações de elevada densidade, onde variações de temperatura podem afetar o desempenho dos equipamentos, o controlo do fluxo é essencial. O sistema dispõe também de sensores de temperatura e controlo da velocidade dos ventiladores em função das necessidades térmicas, permitindo ajustar dinamicamente o fluxo de líquido e de ar. Quando a carga computacional diminui, a capacidade de arrefecimento pode ser reduzida, contribuindo para limitar o consumo energético; quando a carga aumenta, o sistema pode elevar a capacidade de circulação de ar e líquido. A possibilidade de monitorização e controlo remoto permite ainda integrar a gestão térmica nos sistemas de supervisão da infraestrutura.
A aplicação desta tecnologia ganha especial importância nos sistemas destinados à IA. Os aceleradores utilizados nestas aplicações podem apresentar níveis de consumo e dissipação térmica muito superiores aos encontrados em servidores convencionais. Como consequência, a densidade térmica do bastidor torna-se um fator limitativo para a expansão da capacidade de processamento. O desafio não consiste apenas em instalar mais capacidade computacional, mas em garantir que essa capacidade possa funcionar de forma sustentada. Temperaturas excessivas podem conduzir à redução do desempenho, à limitação da frequência de operação ou, em situações extremas, a falhas. Uma infraestrutura térmica adequadamente dimensionada contribui, assim, para preservar a disponibilidade e o desempenho dos sistemas. A instalação de duas unidades LHX no mesmo bastidor permite atingir até 15 kW de dissipação, criando uma solução escalável para aplicações cuja carga térmica ultrapasse a capacidade de uma única unidade.
A utilização de líquido exige cuidados específicos de projeto. O circuito hidráulico deve ser dimensionado de acordo com a carga térmica, a temperatura disponível, o caudal necessário, as características do fluido e os requisitos de manutenção. O fabricante indica a possibilidade de utilização de água ou de misturas contendo propilenoglicol ou etilenoglicol até 50%, permitindo adaptar o sistema a diferentes condições de infraestrutura. A implementação deve considerar a potência térmica efetiva, o perfil de utilização dos equipamentos, a temperatura ambiente, a capacidade do circuito líquido e a margem necessária para futuras expansões.
Além dos centros de dados, as soluções de elevada densidade térmica podem ser utilizadas em sistemas industriais, telecomunicações, laboratórios e plataformas de defesa. A nVent SCHROFF disponibiliza uma variante robustecida do 4U LHX destinada a aplicações navais e terrestres de defesa. Nestes ambientes, a gestão térmica deve coexistir com requisitos de robustez, compatibilidade eletromagnética, disponibilidade e operação em condições adversas. A integração do arrefecimento na arquitetura do bastidor permite abordar de forma conjunta os requisitos térmicos, mecânicos e eletromagnéticos de sistemas eletrónicos críticos.
Do ponto de vista económico, a avaliação da solução deve considerar o custo total de propriedade e não apenas o investimento inicial. O aumento da densidade computacional pode exigir investimentos significativos em climatização, distribuição de energia e espaço físico. Uma solução compacta de permuta ar-líquido pode aumentar a capacidade térmica disponível na infraestrutura existente, reduzindo a necessidade de expansão física imediata. A possibilidade de utilizar uma ou duas unidades permite dimensionar a solução de acordo com a evolução da carga e evitar, sempre que possível, o sobredimensionamento.
A análise térmica deve fazer parte da fase inicial de qualquer projeto de elevada densidade. É fundamental determinar a potência dissipada, identificar os principais pontos de geração de calor e avaliar o comportamento da instalação em condições normais e de carga máxima. A partir destes dados pode ser definida a capacidade necessária e a eventual necessidade de redundância ou expansão futura. A abordagem modular do 4U LHX facilita esta estratégia, permitindo adaptar a infraestrutura à evolução tecnológica.
A evolução da computação está a transformar a refrigeração numa componente estratégica da infraestrutura. À medida que a potência por bastidor aumenta, o desempenho dos sistemas passa a depender diretamente da capacidade de remover calor de forma eficiente, controlada e previsível. Com capacidade de dissipação de até 7,5 kW por unidade e possibilidade de alcançar 15 kW através da instalação de duas unidades, o 4U LHX oferece uma solução compacta e escalável para aplicações de elevada densidade. A combinação entre permuta de calor ar-líquido, controlo dinâmico, sensores térmicos, gestão dos fluxos de ar e integração em bastidores existentes responde aos desafios colocados pela nova geração de sistemas computacionais.
Mais do que uma evolução dos sistemas tradicionais de ventilação, o arrefecimento líquido representa uma mudança na conceção das infraestruturas eletrónicas. Num cenário marcado pelo crescimento da IA, das GPUs e da computação de alto desempenho, soluções como o 4U LHX permitem aproximar a capacidade térmica da infraestrutura das exigências dos equipamentos. Para organizações que procuram modernizar instalações existentes e preparar os seus bastidores para cargas térmicas superiores, esta tecnologia oferece uma combinação de capacidade, escalabilidade e integração, contribuindo para aumentar a densidade computacional sem comprometer a estabilidade e a disponibilidade dos sistemas.
A nVent SCHROFF, representada em exclusivo para o mercado português pela SAE – Sistemas de Automação e de Energia, é uma referência internacional no desenvolvimento de armários de eletrónica para aplicações críticas. Com um know-how acumulado de mais de seis décadas, a marca desenvolve soluções que respondem às exigências dos setores industrial, ferroviário, militar e das telecomunicações, assegurando elevados níveis de proteção mecânica, térmica e contra interferências eletromagnéticas.
Artigo de 30/09/2026
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