Le infrastrutture digitali rappresentano la spina dorsale della nostra esistenza connessa, ma consumano quantità impressionanti di energia elettrica. Ogni query sui motori di ricerca, ogni contenuto multimediale riprodotto online, ogni algoritmo di apprendimento automatico richiede macchine che operano ininterrottamente e, in particolare, dispositivi di dissipazione termica sempre più efficienti. Adesso però una ricerca innovativa apre prospettive inaspettate: raggiungere temperature negative in meno di mezzo minuto, eliminando i tradizionali sistemi a compressione. Una possibilità che potrebbe diminuire sprechi energetici, spese operative e rilascio di gas serra.
La pubblicazione, apparsa sulla rinomata rivista scientifica Nature, sta già alimentando discussioni accese tra professionisti del settore, attivisti climatici e giganti tecnologici. E mentre alcuni – come Elon Musk – ipotizzano addirittura server spaziali, la vera trasformazione potrebbe verificarsi molto più a portata di mano, nei meccanismi di controllo termico.
Quando riflettiamo sul concetto di refrigerazione, ci vengono subito in mente elettrodomestici come frigoriferi o climatizzatori. In verità questi apparecchi operano seguendo lo stesso principio: un compressore mette in circolo un fluido refrigerante che cattura gradualmente il calore e lo espelle verso l’esterno. Si tratta di un metodo funzionale, ma dispendioso dal punto di vista energetico e con scarsa adattabilità.
L’approccio illustrato su Nature percorre invece una via alternativa. In questo caso non esiste compressione di tipo meccanico: il raffreddamento si ottiene attraverso cambiamenti di stato estremamente veloci o mediante specifici fenomeni calorici provocati artificialmente. In termini più accessibili, applicando uno stimolo dall’esterno – come un campo elettromagnetico o una modifica controllata della pressione – la disposizione molecolare del liquido si trasforma istantaneamente, provocando un abbassamento drastico della temperatura in pochissimi secondi.
Non parliamo dunque di “aumentare la potenza refrigerante”, ma di ottimizzare il processo stesso, intervenendo direttamente sulla configurazione molecolare del fluido. È proprio questa peculiarità a rendere il sistema particolarmente promettente per le strutture che ospitano server.
Dal laboratorio alle applicazioni industriali
L’interrogativo fondamentale resta uno: è realmente applicabile su larga scala? Negli ambienti di ricerca il metodo dimostra ottimi risultati, ma un’infrastruttura digitale non è un contesto sperimentale controllato. Si parla di strutture operative senza interruzioni, con generazione di calore variabile in continuazione.
Secondo gli studiosi, l’espansione è realizzabile, ma necessita di installazioni appositamente configurate. Il raffreddamento istantaneo opera efficacemente solo se lo stimolo fisico viene applicato omogeneamente. Per questo motivo si prevedono dispositivi di scambio termico componibili, in grado di riprodurre il medesimo risultato su quantità considerevoli di liquido refrigerante.
Il beneficio, tuttavia, appare chiaro: confrontata con le soluzioni convenzionali, questa innovazione potrebbe rispondere pressoché istantaneamente agli incrementi improvvisi di temperatura prodotti dai processori e dai circuiti dedicati all’apprendimento automatico, prevenendo dispersioni energetiche.
Riduzione dei consumi e dell’impatto climatico
Attualmente una porzione considerevole dell’elettricità assorbita dalle infrastrutture digitali serve esclusivamente a mantenerle a temperature operative. Diminuire questo fabbisogno vorrebbe dire contenere le spese dei servizi online, ma anche limitare le conseguenze ambientali della rete globale e dell’intelligenza artificiale.
Il vantaggio sarebbe duplice. Da una parte minore assorbimento di corrente, dall’altra la chance di diminuire o sostituire completamente i refrigeranti convenzionali, molti dei quali presentano un potenziale di riscaldamento globale elevatissimo, ben superiore all’anidride carbonica.
Le proiezioni più attendibili indicano una contrazione dei consumi per la dissipazione termica compresa tra il 20 e il 30% nelle grandi strutture. Un risultato significativo, considerando l’espansione costante del traffico digitale e delle applicazioni intelligenti.
Le criticità da considerare
Non mancano però le ombre. La ricerca evidenzia anche ostacoli molto tangibili. L’impiego di liquidi contenenti sali o composti aggiunti può generare fenomeni corrosivi e depositi incrostanti, mentre i cicli termici rapidissimi espongono condutture e componenti a sollecitazioni meccaniche intense.
Per affrontare queste sfide si stanno sviluppando materiali metallici più durevoli, trattamenti superficiali innovativi e dispositivi di controllo automatizzato. Sensori digitali potrebbero rilevare preventivamente l’usura dei componenti, scongiurando malfunzionamenti improvvisi e onerosi.
Nel confronto è riemersa anche l’ipotesi dei server orbitali, esaminata da organizzazioni come SpaceX e xAI. Il concetto risulta affascinante, ma cela una contraddizione: nello spazio la dissipazione termica è più complessa che sul nostro pianeta. Nel vuoto cosmico manca l’atmosfera e quindi la convezione naturale. Il calore può essere eliminato soltanto per irraggiamento, mediante enormi pannelli radianti. Insomma, il “gelo spaziale” non risolve automaticamente la questione.
Nella competizione planetaria sull’intelligenza artificiale, tra piattaforme come ChatGPT e colossi quali OpenAI, Google e Meta, non prevale soltanto chi possiede i processori più performanti. Senza una dissipazione termica efficiente, persino il chip più evoluto deve limitare le prestazioni. Ecco perché questa innovazione potrebbe trasformarsi in un elemento cruciale per rendere l’intelligenza artificiale più ecosostenibile, alleggerendo il carico energetico di un comparto in continua crescita.
Fonte: Nature