Científicos de NYU diseñan sistema que transporta calor residual en zeolitas para refrigerar centros de datos y mejorar un 12% su eficiencia energética.
- Centros de datos en rápido crecimiento.
- Mucha electricidad destinada solo a refrigeración.
- Calor residual industrial infrautilizado.
- Zeolitas como baterías térmicas reutilizables.
- Hasta 86 % menos electricidad para refrigeración.
- Reducción de presión sobre la red eléctrica.
- Nuevas sinergias entre industria y economía digital.
Baterías térmicas de zeolita: convertir el calor industrial en refrigeración para centros de datos
Los centros de datos se han convertido en una infraestructura esencial del mundo moderno. En esos enormes edificios —del tamaño de un almacén— se guardan fotos, se transmiten películas y se entrenan sistemas de inteligencia artificial cada vez más exigentes. Pero detrás de ese universo digital hay un problema muy físico: el calor.
Miles de servidores funcionando sin descanso generan enormes cantidades de calor, y disiparlo consume una parte considerable de la electricidad total del centro. De hecho, una fracción sorprendentemente alta de la energía no alimenta los microchips, sino que se utiliza únicamente para mantenerlos fríos.
Con la expansión de la inteligencia artificial y los servicios en la nube, la demanda energética de estos centros crece rápidamente. En este contexto, investigadores de NYU Tandon School of Engineering han explorado una idea distinta: utilizar calor residual procedente de instalaciones industriales cercanas para generar refrigeración en centros de datos mediante baterías térmicas basadas en zeolitas.
Según el investigador Dharik Mallapragada, esta estrategia podría ayudar a “doblar la curva” del consumo energético del sector digital y abrir un camino más sostenible para su crecimiento.
Baterías térmicas
En el corazón de la propuesta se encuentran las zeolitas, minerales cristalinos llenos de diminutos poros microscópicos. Esa estructura les permite adsorber vapor de agua, un fenómeno físico que puede aprovecharse para almacenar energía térmica.
Cuando una zeolita seca entra en contacto con vapor de agua, lo absorbe y libera calor. Si posteriormente se calienta lo suficiente, expulsa esa humedad y vuelve a su estado inicial, listo para repetir el ciclo.
Este comportamiento permite utilizar las zeolitas como baterías térmicas, capaces de almacenar energía en forma de calor sin pérdidas significativas con el paso del tiempo.
En una instalación industrial —por ejemplo, una refinería o una planta química— el calor residual de baja o media temperatura (por debajo de unos 200 °C) se emplea para “cargar” la batería. Ese calor seca la zeolita, expulsando el agua que contenía. El vapor se condensa y se recupera.
Una vez cargado, el material puede transportarse —en camión o tren— hasta un centro de datos.
Allí el proceso se invierte. El aire caliente procedente de los servidores provoca la evaporación de agua. Ese vapor es adsorbido por la zeolita seca, lo que genera un efecto de enfriamiento que ayuda a extraer calor del sistema.
En otras palabras, el material funciona como un sumidero térmico que puede sustituir parte de los sistemas tradicionales de refrigeración basados en compresores eléctricos.
Y lo interesante es que, a diferencia de otras tecnologías de almacenamiento térmico, la energía no se pierde con el tiempo. Permanece “bloqueada” en el material hasta que se introduce agua de nuevo, lo que facilita el almacenamiento prolongado o el transporte a decenas de kilómetros.
Grandes ahorros energéticos con compromisos moderados
El equipo de investigación utilizó modelos termodinámicos detallados para comparar este sistema con una configuración convencional: un centro de datos refrigerado con chillers de compresión eléctrica y una instalación industrial que elimina su calor residual mediante torres de refrigeración.
Los resultados muestran un potencial notable.
En muchos escenarios analizados, el sistema combinado podría reducir más del 75 % del consumo eléctrico asociado a la refrigeración entre ambas instalaciones. Solo en el centro de datos, el ahorro podría alcanzar hasta un 86 %.
Esto también mejora un indicador clave en el sector: el Power Usage Effectiveness (PUE), una métrica que mide la eficiencia energética de los centros de datos. El estudio estima una mejora de aproximadamente 12 %.
El uso de agua presenta una situación más compleja. El sistema global podría consumir entre un 15 y un 25 % más de agua, ya que la evaporación forma parte del proceso de refrigeración.
Sin embargo, parte de ese aumento se compensa con una reducción significativa del consumo en la instalación industrial, que ya no necesita disipar tanto calor mediante torres de refrigeración. Además, el agua liberada durante la carga de las zeolitas puede recuperarse y reutilizarse, cerrando parcialmente el ciclo.
Otro aspecto importante es la proximidad geográfica. Para que el sistema funcione de forma eficiente, los centros de datos deben situarse relativamente cerca de instalaciones industriales.
Un análisis geoespacial realizado por el equipo reveló que, en Estados Unidos, la distancia media entre un centro de datos y los 10 complejos industriales más cercanos es de unos 57 kilómetros, una cifra que hace viable la logística en muchos casos.
Incluso teniendo en cuenta la energía necesaria para transportar toneladas de zeolita —suponiendo camiones eléctricos modernos— el sistema seguiría ofreciendo ahorros energéticos netos superiores al 40 % en varios escenarios. El transporte ferroviario podría mejorar aún más estos resultados.
La tecnología, no obstante, todavía se encuentra en fase de modelización. Quedan desafíos por resolver: diseñar lechos de zeolita duraderos, optimizar la transferencia de calor y desarrollar modelos de cooperación industrial entre centros de datos y plantas productivas.
Aun así, el concepto abre una perspectiva interesante: tratar el calor residual como un recurso energético valioso, no como un desperdicio inevitable.
Potencial
El concepto de baterías térmicas de zeolita apunta hacia una transformación interesante: gestionar el calor como si fuera una mercancía energética.
Si esta idea evoluciona y llega a escala comercial, podrían surgir nuevas redes de intercambio térmico entre industrias y centros digitales. Refinerías, acerías, plantas químicas o cementeras generan enormes cantidades de calor residual que hoy apenas se aprovecha.
En regiones con gran densidad industrial —como el norte de Europa, el corredor del Ruhr o algunos polos industriales asiáticos— sería posible desarrollar infraestructuras logísticas de calor, donde ese excedente térmico se almacene y transporte para usos específicos.
Los centros de datos, con su demanda constante de refrigeración, encajan bien en este modelo.
A largo plazo, combinar estas baterías térmicas con energía renovable, transporte eléctrico y redes de calor industrial podría reducir de forma notable el impacto energético del crecimiento digital.
Porque, seamos sinceros: la inteligencia artificial, el streaming o la computación en la nube no van a desaparecer. Todo indica lo contrario.
La cuestión no es frenar la digitalización, sino hacerla compatible con los límites del planeta. Y a veces la solución no está en producir más energía, sino en usar mejor la que ya existe. Incluso cuando se esconde en forma de calor residual.
Vía NYU Tandon School of Engineering
Más información: Zeolite based thermal energy storage to leverage industrial waste heat for data center cooling | ChemRxiv
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