Investigadores estadounidenses diseñan placas de enfriamiento con cobre impreso en 3D que mejoran un 32% la disipación térmica de chips.
- 🔹 Refrigeración líquida avanzada.
- 🔹 Centros de datos con menor consumo energético.
- 🔹 Placas de cobre impresas en 3D.
- 🔹 Hasta un 68% menos de esfuerzo de bombeo.
- 🔹 Menos presión sobre la red eléctrica.
- 🔹 IA, nube y almacenamiento… cada vez más calor.
- 🔹 Fabricación ultraprecisa con cobre puro.
- 🔹 Posible reducción drástica de emisiones indirectas.
Placas frías de cobre podrían reducir drásticamente el consumo energético de los centros de datos
Las infraestructuras digitales consumen cantidades enormes de electricidad. Cada búsqueda en internet, cada vídeo reproducido en streaming y cada consulta realizada a sistemas de inteligencia artificial necesita servidores trabajando sin descanso. Y todo ese trabajo genera calor. Mucho calor.
Ahora, un grupo de ingenieros mecánicos ha desarrollado una nueva tecnología de refrigeración basada en placas frías de cobre impresas en 3D capaces de enfriar chips informáticos con mucha más eficiencia y con un gasto energético muy inferior al de los sistemas actuales.
El estudio, publicado en Cell Reports Physical Science, plantea una solución que podría cambiar la forma en la que funcionan los centros de datos del futuro. La diferencia es enorme: mientras los sistemas tradicionales de refrigeración por aire pueden representar más del 30% del consumo energético total de un centro de datos, esta nueva tecnología reduciría esa cifra hasta aproximadamente el 1,1%.
Y no es un detalle menor. En plena expansión de la inteligencia artificial, la computación en la nube y el almacenamiento masivo de datos, la refrigeración se ha convertido en uno de los grandes problemas energéticos del sector digital.
El calor invisible de la revolución digital
La mayoría de usuarios apenas piensa en ello. Al abrir una aplicación o hacer una consulta a un chatbot, todo parece instantáneo e intangible. Pero detrás existen enormes instalaciones repletas de servidores funcionando las 24 horas.
Esos chips cada vez son más potentes y compactos, lo que provoca densidades térmicas altísimas. La situación empieza a preocupar incluso a las compañías eléctricas y a los operadores de red. En Estados Unidos, por ejemplo, algunos análisis ya apuntan a que los centros de datos podrían representar hasta el 12% de la demanda eléctrica nacional antes de 2028.
Empresas tecnológicas como Microsoft, Google, Amazon o Meta están buscando nuevas estrategias para contener ese crecimiento energético. Algunas ya experimentan con centros de datos submarinos, reutilización del calor residual o sistemas de refrigeración líquida inmersiva.
Porque sí, el aire empieza a quedarse corto.
Por qué la refrigeración líquida resulta mucho más eficiente
Durante décadas, los ordenadores se han enfriado haciendo circular aire mediante ventiladores y sistemas HVAC industriales. El problema es que el aire tiene una capacidad limitada para absorber y transportar calor.
Los líquidos, en cambio, transfieren calor de manera mucho más eficiente.
Los sistemas llamados direct-to-chip cooling colocan placas metálicas directamente sobre los procesadores. En el interior de esas placas circula un refrigerante líquido que absorbe el calor generado por el chip y lo transporta fuera del sistema.
La clave está en maximizar la superficie de contacto entre el metal y el líquido refrigerante. Para ello se utilizan pequeñas estructuras internas llamadas “aletas” o fins.
Hasta ahora, esas aletas tenían formas relativamente simples porque era lo más fácil y barato de fabricar. Rectángulos, cilindros, conos. Nada especialmente sofisticado.
Este nuevo trabajo rompe esa limitación.
Algoritmos que diseñan geometrías imposibles
El equipo utilizó una técnica conocida como optimización topológica, una herramienta matemática capaz de rediseñar estructuras de manera iterativa para mejorar su rendimiento.
En lugar de dibujar manualmente la forma de las aletas, los investigadores dejaron que un algoritmo fuese modificando el diseño poco a poco hasta encontrar la geometría más eficiente posible.
El resultado parece sacado de una estructura biológica más que de una pieza industrial: formas puntiagudas, bordes irregulares y superficies complejas imposibles de fabricar con métodos tradicionales.
Pero funcionan.
Cada modificación del algoritmo evaluaba dos aspectos fundamentales:
- La capacidad de disipar calor.
- La energía necesaria para bombear el líquido.
Ese equilibrio es crucial. No sirve de mucho enfriar mejor si luego las bombas necesitan gastar enormes cantidades de electricidad para mover el refrigerante. Ahí está uno de los avances más interesantes del estudio.
Las nuevas placas consiguieron mejorar la refrigeración hasta un 32% y reducir la pérdida de presión —el esfuerzo necesario para mover el líquido— hasta un 68%.
Menos energía para mover el refrigerante. Más capacidad de enfriamiento. Bastante potente.
La impresión 3D que permite fabricar cobre puro
Fabricar estas geometrías complejas era uno de los mayores obstáculos. El cobre puro tiene una conductividad térmica excelente, mucho mejor que muchas aleaciones utilizadas actualmente, pero es complicado de imprimir en 3D mediante métodos convencionales.
Por eso el equipo colaboró con la empresa Fabric8 para utilizar una técnica denominada fabricación aditiva electroquímica o ECAM.
En lugar de fundir el metal mediante láseres de alta temperatura, el sistema deposita cobre capa a capa mediante procesos electroquímicos extremadamente precisos.
La tecnología permite crear detalles de apenas 30 a 50 micrómetros, dimensiones inferiores al grosor de un cabello humano.
Este punto tiene implicaciones industriales muy interesantes. No solo mejora la eficiencia térmica, también reduce ciertas limitaciones de fabricación que llevaban años frenando el desarrollo de sistemas de refrigeración más avanzados.
Centros de datos más sostenibles… y más baratos de operar
Uno de los aspectos más relevantes del estudio es el impacto potencial a gran escala.
Según los investigadores, un centro de datos con una capacidad informática de 1 gigavatio puede necesitar alrededor de 550 megavatios adicionales únicamente para refrigeración mediante aire.
Con las nuevas placas frías optimizadas, esa demanda bajaría hasta unos 11 megavatios.
La diferencia energética es gigantesca.
Eso significa menos consumo eléctrico, menos necesidad de infraestructuras de refrigeración masivas y, en muchos casos, menos emisiones indirectas de CO₂ asociadas a la generación eléctrica.
Además, el problema ya no afecta solo a gigantes tecnológicos. La expansión de la IA generativa está provocando que universidades, hospitales, administraciones públicas y empresas medianas también necesiten centros de procesamiento más potentes. Y todos ellos se enfrentan al mismo reto térmico.
Europa, de hecho, está endureciendo progresivamente las exigencias de eficiencia energética para infraestructuras digitales. La nueva Directiva de Eficiencia Energética de la Unión Europea incluye obligaciones de transparencia sobre consumo y sostenibilidad para centros de datos de gran tamaño.
La presión regulatoria va en aumento. Y eso acelera la búsqueda de soluciones como esta.
Más allá de los servidores: aplicaciones futuras
La investigación no se limita a centros de datos.
Los autores señalan que este sistema de diseño y fabricación podría aplicarse en sectores muy distintos:
- Electrónica de potencia.
- Vehículos eléctricos.
- Aeronáutica.
- Supercomputación científica.
- Sistemas de almacenamiento energético.
- Equipos médicos avanzados.
Los coches eléctricos de nueva generación, por ejemplo, necesitan gestionar grandes cantidades de calor en baterías, inversores y sistemas de carga ultrarrápida. Una refrigeración más eficiente podría mejorar rendimiento, seguridad y vida útil.
En satélites o sistemas espaciales, donde disipar calor resulta especialmente complicado, este tipo de geometrías optimizadas también podrían marcar diferencias importantes.
Más información: Desarrollo de placas frías de ultra alto rendimiento mediante optimización topológica y fabricación aditiva electroquímica, Cell Reports Physical Science (2026). DOI: 10.1016/j.xcrp.2026.103272
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