Os críticos da indústria de data center costumam descrevê-la como algo semelhante a um vórtice, sugando energia e recursos naturais para o vazio como parte da busca aparentemente interminável por racks mais densos e servidores mais poderosos.

É um tanto irônico, então, que a startup H2OVortex esteja procurando aproveitar o poder dos vértices para reduzir o uso de água em data centers e permitir sistemas de resfriamento mais eficientes.

A empresa criou um gerador de vórtice industrial para torres de resfriamento (IVG-CT) que, segundo ela, pode ser aplicado a sistemas de resfriamento de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) novos e existentes em data centers e reduzir o uso de água e energia, além de eliminar a necessidade de alguns produtos químicos.

A H2OVortex já instalou sua tecnologia em vários data centers e também recebeu aprovação do órgão da indústria, a Associação Holandesa de Data Centers, que recentemente foi coautora de um white paper recomendando que seus membros investiguem como a tecnologia pode ser aplicada em seus data halls.

H2OVortex: o confronto

A tecnologia H2OVortex tem suas origens na pista de gelo. O método tradicional para construir e manter o tipo de superfície necessária para a patinação recreativa e para uma pista profissional de hóquei no gelo é derramar água quente em uma pista já congelada, um processo conhecido como inundação. A água quente contém menos bolhas de ar do que a fria, congela rapidamente e ajuda a criar uma superfície lisa que é perfeita para patinar.

Dado que uma única pista de gelo profissional pode, de acordo com dados da Associação Internacional de Hóquei no Gelo, usar até um milhão de litros de água por ano apenas para recapeamento, os custos associados e o impacto ambiental são significativos. "É uma quantidade ridícula de energia", diz Alain Mestat, sócio-gerente da H2OVortex.

Håkan Grönlund experimentou esse problema em primeira mão. O cofundador da H2OVortex é um ex-jogador semiprofissional de hóquei no gelo em sua Suécia natal e começou a encontrar uma solução mais sustentável. A tecnologia baseada em Vortex resultante, conhecida como REALice, é um dispositivo capaz de remover bolhas de ar da água fria para que ela possa ser despejada no gelo como parte do processo de inundação, eliminando a necessidade de aquecimento.

"Reduzimos os custos operacionais de uma arena de pista de gelo em 40% e temos cerca de 1.500 delas no mercado", diz Mestat. Os clientes satisfeitos incluem a equipe da NHL dos EUA, o San Jose Sharks, que instalou o sistema em cinco pistas em sua sede em Sharks Ice e espera economizar 250.000 kWh de eletricidade, mais de 11.000 Therms de gás natural e 230 toneladas métricas de emissões de CO2 a cada ano como resultado.

Da pista para o data hall

Mas o que tudo isso tem a ver com data centers? Mestat explica que sua empresa pegou a tecnologia principal que está no coração da REALice e a aplicou a sistemas de resfriamento industrial, como os usados para servidores.

Explicando como funciona o sistema IVG-CT, Mestat diz: "Somos especializados em biomimética, então nosso sistema está realmente copiando a natureza. É uma solução baseada na natureza, e analisamos as capacidades intrínsecas de um vórtice para mudar a água e industrializamos isso. Ao criar um vórtice artificial, podemos oferecer um valor agregado fantástico do ponto de vista da sustentabilidade".

Na dinâmica dos fluidos, um vórtice é criado quando o líquido gira em torno de um eixo central. Eles são frequentemente vistos em banheiras de hidromassagem, na esteira de barcos ou no fundo da banheira quando você puxa o plugue. A característica crucial de tais vórtices, do ponto de vista de H2OVortex, é que a ação de girar a água muda suas propriedades.

"Através do vórtice, podemos mudar as características da água", explica Mestat. "Aumentamos sua densidade em cinco por cento, e isso o torna muito mais eficiente como líquido de resfriamento. Também reduzimos a viscosidade em 20%".

Esse segundo ponto é importante porque, à medida que a água se torna mais líquida, "requer menos energia para viajar de A para B", diz Mestat. E "se você pulverizá-lo em uma superfície, ele cobrirá uma área muito mais ampla", acrescenta. "Isso é muito importante em uma torre de resfriamento, porque se você for capaz de cobrir 85-90% da superfície, terá um sistema muito mais eficiente".

O vórtice é criado empurrando água pressurizada (Mestat diz que o sistema requer pressão de água de três bar, o mesmo que uma alimentação regular da rede elétrica) para a extremidade larga de um dispositivo impresso em 3D em forma de cone que lembra à DCD um tagine de terracota. Ele não contém nenhum saboroso ensopado marroquino, mas é capaz de criar vórtices além do que Mestat descreve como um "vácuo quase perfeito" por meio de um processo conhecido como cavitação. Ele diz: "Criamos um vácuo a 0,97 bar e que esmaga quaisquer elementos bacteriológicos e orgânicos vivos na água - o sistema mata qualquer coisa que esteja viva na água continuamente".

Mestat afirma que isso significa que o sistema pode usar qualquer tipo de água sem a necessidade de qualquer intervenção química. Embora o uso de água não potável ou "cinza" no resfriamento do data center já esteja sendo explorado por muitas operadoras - a Amazon anunciou no ano passado que 20 de seus data centers da AWS estavam usando águas residuais purificadas em seus sistemas de resfriamento - isso geralmente precisa ser tratado primeiro para garantir que esteja pronto para ser circulado por um HVAC. Não é assim para o H2OVortex, diz Mestat. O sistema pode usar água de qualquer qualidade e, no final do processo de resfriamento, a água de descarga pode ser facilmente coletada e recirculada.

"Executamos todos os nossos sistemas 100% livres de produtos químicos", explica Mestat. "O benefício líquido de uma torre de resfriamento em um data center é que podemos reduzir o consumo de água em até 50%, embora se estiver usando água potável [potável] esse número possa ser ainda maior. Nosso recipiente se adapta a qualquer tipo de água, portanto, não há necessidade de usar água potável".

O sistema é entregue em um contêiner de transporte que pode ser conectado a um sistema HVAC existente. O número de vórtices necessários para resfriar um data center varia de acordo com o tamanho da instalação, diz Mestat.

"É um sistema totalmente escalável, por isso pedimos aos nossos clientes que preencham uma folha de dados e faremos análises sobre isso para descobrir o que é necessário", continua ele. "Os contêineres são empilháveis, então, se for um HVAC enorme, simplesmente empilhamos outro em cima." Os clientes aparentemente podem esperar um retorno sobre seu investimento em menos de três anos”.

Tornando-se holandês

A H2OVortex está sediada em Luxemburgo, com seu trabalho de P&D realizado por uma equipe na cidade sueca de Malmö, e sua engenharia feita em Tilburg, Holanda. Mestat, um ex-banqueiro de investimentos que passou anos apoiando empresas de tecnologia limpa, inicialmente se envolveu com a empresa como investidor, antes de ingressar na equipe em tempo integral há seis anos.

Com uma presença estabelecida na Holanda, não é surpresa que tenha encontrado uma base de usuários entusiasmada, instalando o sistema em vários data centers, que a Mestat diz estarem operando em instalações "principalmente Edge".

Em julho, a empresa publicou um white paper com a Dutch Data Center Association (DDA) que demonstra como a tecnologia pode ser usada pela indústria. Em um exemplo citado no white paper, um data center holandês não identificado que instalou o sistema IVG-CT foi capaz de reduzir seu "consumo de água potável em mais de 35% (de 95 m3/h para 62 m3/h)".

Continua: "Além disso, o data center alcançou uma redução de emissão de CO2 de mais de 83%. Mesmo durante uma onda de calor prolongada, as operações podem continuar normalmente, enquanto a usina permanece operacional. Isso tornou a gestão da água muito mais controlável e resultou em economias significativas".

Se o data center também tivesse usado fontes alternativas de água, como "águas superficiais e residuais", o white paper diz que o consumo de água potável "poderia ter sido reduzido em 95%".

A DDA disse que o H2OVortex pode ajudar a "mitigar o estresse hídrico e contribuir positivamente para os ecossistemas locais".

Stijn Grove, diretor administrativo da DDA, diz: "Envolver-se com as partes interessadas desde o início, adaptar os sistemas usados em outros setores e garantir monitoramento e manutenção contínuos são essenciais para manter as operações com eficiência hídrica. Esses esforços combinados podem ajudar os data centers não apenas a evitar contribuir para o estresse hídrico, mas também a se tornar parte da solução".

O apoio da indústria será fundamental para que a H2OVortex alcance uma adoção mais ampla, diz Mestat: "Quando você traz qualquer novo widget para o mercado que seja uma tecnologia disruptiva e fácil - basicamente o que estamos dizendo é 'coloque a água aqui e todos os seus problemas serão resolvidos' - vai levar tempo para as pessoas entenderem isso”.

A empresa faz parte do programa acelerador administrado pela empresa americana de tecnologia de água Xylem, e Mestat espera que busque uma joint venture com uma organização maior para ajudar a comercializar sua tecnologia. "Precisamos de uma marca maior para alcançar a penetração", diz ele. "Na Holanda é mais fácil para nós porque temos uma equipe de engenharia no local, trabalhando e falando holandês. Eles fazem isso há dez anos e podem obter referências para novos negócios".

Enquanto isso, a empresa está buscando um cliente de alto perfil e está em discussões com um hiperescala que busca construir um grande data center em um dos climas mais quentes da Europa, que poderia implantar vórtices artificiais como parte de sua solução de resfriamento.

Mestat diz que ambientes quentes, onde a água já é escassa, provavelmente serão os mercados mais férteis para o H2OVortex. Os EUA e o Oriente Médio são alvos óbvios, mas ele diz que o sul da Europa também pode ser lucrativo.

"Nosso valor agregado será em áreas onde você já tem estresse hídrico", diz ele. "Você tem um monte de empresas no momento montando data centers em Barcelona, na Espanha, e Lisboa, em Portugal. Já não há muita água nessas áreas, e a ideia é que possamos complementar os desenvolvimentos nessas áreas”.

"A indústria de data centers é uma potência em termos de criação de empregos e prosperidade econômica, mas precisa ser capaz de mitigar os problemas que enfrenta para que possa continuar se desenvolvendo de forma sustentável. Achamos que temos uma solução que pode ajudar".