La decisión sobre refrigeración que definirá su próxima renovación de infraestructuras

Por la forma en que el mercado habla de refrigeración, se podría pensar que la elección es sencilla: la refrigeración por aire es el legado, la refrigeración líquida es el futuro, y cualquiera que todavía utilice unidades CRAC a gran escala está atrasado.

Eso está mal, y está costando dinero a la gente.

La refrigeración líquida ofrece un aumento real de la eficiencia y permite densidades de rack que el aire simplemente no puede alcanzar. También introduce compromisos de infraestructura, dependencias de las instalaciones y una complejidad de desmantelamiento que no aparecen en la presentación del proveedor.

La arquitectura correcta depende de lo que haya en sus estanterías. 

En la mayoría de los entornos empresariales, la respuesta no es líquido en todas partes. Es líquido donde la carga térmica lo justifica, y aire en todos los demás lugares.

Refrigeración por aire: Aún por defecto, con límites reales

La refrigeración por aire sigue siendo la arquitectura dominante en la mayoría de los centros de datos empresariales. Y para la mayoría de las cargas de trabajo que no son de IA, sigue siendo totalmente adecuada. Las unidades de aire acondicionado para salas de ordenadores (CRAC) y las unidades de tratamiento de aire para salas de ordenadores (CRAH) hacen circular aire frío a través de plénums de suelo elevados o de suministro aéreo.

El aire frío transporta el calor de las puertas traseras de los servidores. Los sistemas de refrigeración gestionan la temperatura ambiente dentro de una envolvente térmica definida. 

Esta infraestructura se conoce bien, las competencias de mantenimiento están ampliamente disponibles y el ecosistema de equipos (servidores, conmutadores, almacenamiento) está diseñado y optimizado en torno a ella.

El límite es la física. 

La capacidad calorífica del aire es aproximadamente 800 veces menor que la del agua en volumen. Mover la cantidad suficiente para gestionar la densidad térmica de un clúster de GPU moderno requiere ventiladores que funcionen a velocidades que consumen mucha energía y generan ruido. Por no hablar de que las propias unidades CRAC consumen una cantidad considerable de energía. 

Según la Association for Computer Operations Management, la densidad de bastidores pasó de 7 kW por bastidor en 2021 a 16 kW por bastidor en 2025, con el mayor crecimiento en los despliegues de IA e hiperescala. A densidades de rack superiores a 30 o 40 kilovatios, la refrigeración por aire se convierte en una propuesta cada vez más cara. Por encima de los 60 kilovatios, deja de ser práctica en cualquier forma convencional.

Para los entornos empresariales que ejecutan cargas de trabajo mixtas (clústeres de inferencia de IA junto con computación, almacenamiento y redes tradicionales), los requisitos se complican. Las filas de almacenamiento y los equipos de red se mantienen dentro del alcance de la refrigeración por aire. Los nodos de la GPU no. 

Desmantelamiento del hardware refrigerado por aire 

El desmantelamiento de la arquitectura refrigerada por aire es sencillo. Sale del bastidor de la misma forma que entró: Sin residuos, sin manipulación de fluidos, sin problemas de contaminación. Los servidores, las unidades y los componentes están listos para las pruebas, la valoración y la reventa o el reciclaje responsable en el momento en que se apagan y se retiran. 

A efectos de ITAD, el hardware refrigerado por aire es el escenario más sencillo.

Refrigeración líquida directa al chip: El punto de entrada pragmático

La refrigeración directa al chip (D2C) (a veces denominada refrigeración por placa fría) suministra refrigerante líquido a través de placas metálicas montadas directamente sobre componentes de alto calor: CPU, GPU y aceleradores. 

Un bucle cerrado transporta el refrigerante desde una unidad de distribución de refrigerante (CDU) a través de tuberías a nivel de bastidor hasta las placas frías y viceversa, transfiriendo el calor a un bucle secundario del edificio o a un intercambiador de calor. El aire de salida del servidor todavía transporta algo de calor residual, que suele ser gestionado por un sistema de aire suplementario más pequeño, pero ~70-90% de la carga térmica se captura directamente en el chip.

El D2C domina actualmente la mayor parte del mercado de refrigeración líquida. Su ventaja de adopción es que no requiere reconstruir los servidores ni sumergirlosLos servidores estándar de Dell, HPE y Lenovo, entre otros, pueden equiparse o adquirirse con refrigeración líquida. NVIDIA recomienda explícitamente la refrigeración directa al chip para sus sistemas DGX y HGX H100. La infraestructura de CDU requiere modificaciones en las tuberías de las instalaciones y sistemas de detección de fugas, pero la transición es mucho menos disruptiva que la refrigeración por inmersión, otro método de refrigeración líquida de eficacia probada.

Desmantelamiento del hardware de refrigeración líquida directa al chip 

En la fase de desmantelamiento, el D2C introduce una complicación específica que no tiene la refrigeración por aire: la fijación de la placa fría. Las placas frías se fijan mecánicamente fijado a la CPU y paquetes de GPU, normalmente con material de interfaz térmica (TIM) entre la placa fría y el paquete de chips. 

Para desmontar una placa fría sin dañar el procesador es necesario conocer las especificaciones de par de apriete y los procedimientos de desmontaje. Si los técnicos tratan los servidores D2C como si fueran servidores refrigerados por aire, dañarán los componentes. Son susceptibles de sufrir daños en la placa fría, en la capa TIM, en el paquete del procesador o en los tres. Dañar un H100 utilizable es esencialmente prender fuego a miles de dólares. 

El refrigerante residual en el bucle del lado del bastidor debe drenarse y eliminarse adecuadamente antes de retirar el hardware. No se trata de una situación compleja de materiales peligrosos; las mezclas de agua y glicol se conocen bien. Pero requiere un procedimiento de drenaje definido.

Su socio de ITAD debe saber preguntar antes de que llegue el equipo de desmantelamiento.

Refrigeración por inmersión: Máxima densidad, máxima complejidad de transición

La refrigeración por inmersión sumerge servidores enteros en un fluido dieléctrico: un líquido no conductor que absorbe el calor de todos los componentes simultáneamente. 

En la inmersión monofásica, el fluido circula por el depósito y por un intercambiador de calor externo, permaneciendo líquido durante todo el ciclo. En la inmersión bifásica, un fluido con un punto de ebullición más bajo se vaporiza al absorber calor, se condensa en un intercambiador de calor situado encima del depósito y vuelve como líquido. De este modo se consigue una eficacia de transferencia de calor significativamente mayor.

Las cifras de densidad son considerables. La inmersión monofásica admite densidades de rack de 100 a 120 kilovatios. Los sistemas bifásicos van más allá. Según AKCP, un centro de datos bien gestionado y refrigerado por aire suele alcanzar una eficiencia en el uso de la energía (PUE) de entre 1,4 y 1,6 unidades. Esto significa que por cada unidad de energía utilizada en computación, se utilizan entre 0,4 y 0,6 unidades de energía en refrigeración. Los centros de refrigeración líquida reducen mucho esa cifra, hasta 1,1 o menos.    

La contrapartida es el compromiso con la infraestructura. 

La inmersión requiere hardware para tanques, armarios estancos diseñados a medida y dimensionados para configuraciones de servidor específicas, CDU diseñadas para inmersión, fontanería modificada de las instalaciones y sistemas de gestión de fluidos dieléctricos. 

Los servidores estándar pueden requerir modificaciones de hardware antes de la inmersión: normalmente se retiran los ventiladores y se debe confirmar la compatibilidad de los componentes con la química dieléctrica específica que se utiliza. Intel ha certificado formalmente fluidos dieléctricos específicos para su uso con sus líneas de procesadores Xeon. GPU de arquitectura Blackwell de NVIDIA están diseñados con refrigeración líquida, incluida la inmersión, como método de gestión térmica previsto.

Desmantelamiento del hardware de refrigeración por inmersión 

El desmantelamiento del hardware refrigerado por inmersión es el más complicado de estas tres arquitecturas de refrigeración. Cada servidor que sale del tanque está cubierto de residuos de fluido dieléctrico. Estos residuos deben limpiarse antes de que el hardware pueda probarse con precisión, valorarse o revenderse. El proceso de limpieza requiere disolventes o agentes de limpieza compatibles con la química dieléctrica específica utilizada (fluidos basados en fluorocarburos, fluidos basados en hidrocarburos y ésteres sintéticos), cada uno de los cuales tiene diferentes requisitos de limpieza y diferentes consideraciones de manipulación medioambiental.

Los fluidos dieléctricos a base de fluorocarburos incluyen compuestos clasificados como PFAS: sustancias per- y polifluoroalquílicas, a veces denominadas sustancias químicas para siempre. El escrutinio normativo de las PFAS está aumentando en EE.UU. y la UE. Un proveedor de ITAD que nunca haya manipulado hardware refrigerado por inmersión procedente de un sistema con fluidos PFAS puede carecer de la vía de eliminación, los conocimientos normativos o las certificaciones de las instalaciones para gestionar correctamente ese flujo. 

No se trata de un caso aislado. Se trata de un riesgo normativo y medioambiental activo que se convierte en su problema en el momento del desmantelamiento si no ha preguntado al respecto a su socio de ITAD antes de iniciar el proyecto.

El modelo híbrido: Cómo colaboran el aire y el líquido

La gran mayoría de los centros de datos empresariales con refrigeración líquida no se están reconvirtiendo del todo. En otras palabras, la arquitectura de refrigeración líquida es casi sinónimo de un modelo híbrido que utiliza tanto refrigeración por aire como líquida.

La lógica funcional de un modelo híbrido es la zonificación térmica. Los clústeres informáticos de IA de alta densidad (nodos de GPU, matrices de aceleradores, infraestructura HPC) se aíslan en zonas refrigeradas por líquido con D2C o inmersión. La mayor densidad de potencia térmica lo justifica. 

La infraestructura estándar de computación, almacenamiento, redes y gestión permanece en zonas refrigeradas por aire, donde la carga térmica no justifica la inversión en infraestructura ni la complejidad operativa del líquido.

Nota: La línea Rubin de NVIDIA no ha salido a la venta en el momento de publicar este blog, pero sus estimaciones de kW por rack oscilan entre los 1.000 y los 2.000 euros. 

El intercambiador de calor de puerta trasera (RDHx) es una tecnología intermedia que encaja de forma natural en los diseños híbridos. Un panel refrigerado por líquido instalado en la parte trasera de un rack de servidores estándar absorbe el calor del aire de salida antes de que vuelva a entrar en la sala de datos. 

RDHx no requiere placas frías ni modificaciones en los servidores (los servidores refrigerados por aire existentes funcionan sin cambios), pero reduce la carga de la infraestructura de refrigeración de las instalaciones y amplía el rango de densidad viable de las filas refrigeradas por aire. En el momento del desmantelamiento, el hardware RDHx se retira a nivel de bastidor y no requiere manipulación de fluidos a nivel de componentes.

El reto operativo en una instalación híbrida es que las distintas zonas requieren distintos procedimientos de desmantelamiento, distintos conocimientos de ITAD y distinta documentación. 

Es posible que un proveedor de ITAD capaz de gestionar eficazmente hardware refrigerado por aire no tenga los conocimientos sobre placas frías, la capacidad de manipulación de fluidos dieléctricos o los permisos medioambientales necesarios para gestionar correctamente las zonas refrigeradas por líquido. Analice la arquitectura de refrigeración en una fase temprana de la planificación del desmantelamiento o se verá obligado a resolver la logística a mitad de la operación.

La economía del desmantelamiento de un centro de datos refrigerado por líquido

El hardware refrigerado por aire sale limpio del rack, se comprueba, se valora y pasa al mercado secundario o al reciclaje responsable en un plazo relativamente predecible. El sector conoce bien el proceso ITAD y es fácil calcular el valor de recuperación.

El hardware directo a chip añade complejidad a la mano de obra a nivel de componentes. La retirada de las placas frías requiere técnicos formados que conozcan las especificaciones de par de apriete y el procedimiento de retirada para cada configuración de hardware. Las placas frías retiradas incorrectamente dañan los paquetes de procesadores y reducen o eliminan el valor de reventa. 

Un socio de ITAD que haya procesado antes sistemas DGX y HGX aporta ese conocimiento. Uno que no lo haya hecho será propenso a cometer errores.

El hardware refrigerado por inmersión añade complejidad a la manipulación de fluidos, además del trabajo a nivel de componentes. Cada servidor requiere una limpieza antes de poder inspeccionarlo o probarlo con precisión. La química del fluido dieléctrico determina el método de limpieza y los requisitos de eliminación medioambiental. 

Si la instalación utilizó fluidos a base de fluorocarburos, el flujo de residuos se cruza con la normativa sobre PFAS que está evolucionando activamente tanto en EE.UU. como en la UE. El proveedor de ITAD necesita una vía de eliminación documentada para ese flujo, no el compromiso de averiguarlo en algún momento.

Ninguna de estas complejidades hace que la refrigeración líquida sea una elección equivocada. 

Las exigencias de rendimiento térmico, especialmente para los componentes de hardware de IA, encajan perfectamente con la refrigeración líquida. Pero la refrigeración líquida conlleva costes, y los equipos de su centro de datos deben tenerlo en cuenta desde el principio. Planifique el desmantelamiento añadido cuando instale la arquitectura de refrigeración, no cuando llegue el ciclo de actualización.