Solução para a crise de consumo de energia da IA? Esta startup Arcturus usa fio de cobre com nanotubos de carbono e afirma que pode reduzir pela metade as perdas na rede elétrica.

A explosão da computação de IA está levando a rede elétrica dos EUA ao ponto crítico. A startup Arcturus afirma que pode usar lasers para injetar nanomateriais de carbono em fios de cobre e alumínio, cortando pela metade as perdas de transmissão da rede. A empresa concluiu uma rodada de financiamento seed de US$ 8 milhões, mas as amostras ainda estão na fase de prova de conceito.

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Índice deste artigo

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• Cobre quanto mais ocupado, menos eficiente; alta temperatura é a assassina da eletricidade
• O que significa reduzir as perdas pela metade: de 3% ao crescimento da demanda de um ano
• Ainda muito distante da rede elétrica

A cada solicitação de consulta de IA, a eletricidade consumida pode ser até cerca de 1.000 vezes maior do que uma pesquisa tradicional na web. Multiplique esse número pelas centenas de milhões de chamadas de IA globalmente por dia, e depois pela operação ininterrupta 24 horas dos clusters de GPU, e você entenderá por que a capacidade de obter eletricidade estável para data centers se tornou o gargalo de infraestrutura mais quente da indústria de tecnologia atual.

De acordo com estimativas de mercado, a demanda global de eletricidade de data centers em 2026 deve atingir 132 GW, com um crescimento anual de cerca de 27%. O consumo total anual de eletricidade deve ultrapassar 1.000 TWh, mais do que o consumo anual de todo o Japão. A rede elétrica dos EUA está sob pressão sem precedentes da IA, e a infraestrutura envelhecida está sendo testada repetidamente pelos novos limites de demanda.

Atualmente, a maioria das soluções aponta para "construir mais usinas" ou "puxar mais fios". No entanto, um fundador que realiza experimentos com materiais em uma garagem em Malibu, Califórnia, aborda de outra direção: o problema não é apenas a oferta insuficiente de eletricidade, mas também a enorme quantidade de energia que está sendo queimada silenciosamente todos os dias no lado da transmissão.

Cobre quanto mais ocupado, menos eficiente; alta temperatura é a assassina da eletricidade

O cobre é a espinha dorsal do mundo moderno. Desde redes elétricas, motores elétricos até dispositivos de distribuição de energia em data centers, quase tudo depende de condutores de cobre e alumínio. Mas o cobre tem uma limitação física fundamental: a condutividade diminui com o aumento da temperatura. Simplificando, quanto mais alta a temperatura do fio de cobre, maior a perda, formando um ciclo vicioso de aquecimento contínuo.

O CEO da Arcturus, Amir Mashal, disse: "Eu continuo descascando cada camada desta cebola e, no final, descubro que a mesma limitação aparece em todos os lugares. O mundo moderno realmente funciona com metais." A oportunidade que Mashal vê está na otimização do próprio material.

A abordagem da Arcturus é usar lasers para injetar nanomateriais de carbono em fios de cobre e alumínio. Simplificando, inserir estruturas de carbono em nanoescala nos fios metálicos tradicionais permite que fios do mesmo tamanho transmitam mais eletricidade com menos calor na mesma temperatura. Mashal enfatiza que se trata de uma substituição plug-and-play: "Mesmo formato, sem necessidade de redesenhar o sistema. Os trabalhadores também não precisam de treinamento extra para manusear ou crimpar este material."

Esta startup, que estava em modo furtivo, se tornou pública recentemente e anunciou a conclusão de uma rodada de financiamento seed de US$ 8 milhões, liderada pela Initialized Capital, com participação da Toyota Ventures, Breakthrough Energy Discovery, 1517 e Wireframe Ventures.

O que significa reduzir as perdas pela metade: de 3% ao crescimento da demanda de um ano

Se o material da Arcturus realmente substituir os fios de transmissão tradicionais da rede, Mashal estima que poderia reduzir as perdas de transmissão da rede pela metade, liberando em média cerca de 3% de eletricidade adicional; nos horários de pico mais congestionados da rede, poderia liberar até 10%.

É importante saber: 3% equivale aproximadamente ao crescimento da demanda de eletricidade de um ano inteiro dos EUA. Ou seja, sem construir novas usinas ou expandir a escala da rede, apenas reduzindo o calor queimado nos fios existentes, já seria possível obter um ano de espaço para crescimento de eletricidade.

Para data centers, os benefícios são duplos. A redução do calor gerado pelos fios significa que os barramentos (busbars, simplificando, grandes barras de distribuição de energia) nos racks de servidores podem transmitir mais eletricidade; ao mesmo tempo, a pressão sobre o sistema de resfriamento também diminui, e o resfriamento em si é uma grande parte do consumo de eletricidade dos data centers. Mashal disse: "Seja o seu drone querendo o dobro do tempo de voo, ou a sua placa de vídeo superaquecendo, os gargalos enfrentados por essas indústrias são os mesmos."

Atualmente, a Arcturus considera data centers, drones e robôs como mercados de entrada inicial, sendo a rede elétrica o objetivo final.

Ainda muito distante da rede elétrica

Mas há um detalhe que vale a pena considerar com calma. O local de produção atual de Mashal é uma garagem em Malibu, Califórnia, onde as amostras que podem ser produzidas são apenas fios de "alguns centímetros de comprimento" como prova de conceito. Os novos US$ 8 milhões estão planejados para expandir a capacidade de produção para "dezenas de metros", permitindo que o material seja testado em cenários como bobinas de motores elétricos e barramentos de dispositivos de distribuição de energia.

De alguns centímetros a dezenas de metros, e depois a uma escala de produção suficiente para entrar em uma rede elétrica real, esta distância é o fosso que todas as startups de materiais precisam atravessar. O excelente desempenho dos nanomateriais de carbono não é novidade no meio acadêmico; o difícil é produzir em quantidade suficiente com custo e rendimento aceitáveis. Os condutores de rede ainda precisam passar por certificações elétricas e entrar na lista de compras das empresas de energia, o que geralmente leva anos.

No entanto, começar pelos data centers é uma escolha estratégica pragmática. O ciclo de compras de data centers é mais curto que o da rede elétrica, e a tolerância para novos materiais é relativamente maior. Os pontos problemáticos de resfriamento e consumo de eletricidade já formam uma demanda clara. A Arcturus tem a oportunidade de acumular dados em um ambiente controlado antes de realizar testes em larga escala na rede elétrica.