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

A explosão da capacidade computacional de IA está a levar a rede elétrica dos EUA ao ponto crítico. A startup Arcturus afirma poder usar lasers para injetar nanomateriais de carbono em fios de cobre e alumínio, reduzindo para metade as perdas de transmissão na rede; a empresa concluiu uma ronda de financiamento seed de 8 milhões de dólares, mas as amostras continuam na fase de prova de conceito.
(Resumo anterior: Google NotebookLM lança nova funcionalidade de vídeos curtos de 60 segundos: artigos longos transformam-se em resumos para IG)
(Contexto adicional: Fable 5 e Mythos 5 estão de volta! Anthropic anuncia oficialmente o relançamento amanhã, Departamento de Comércio dos EUA levanta controlos à exportação)

Índice deste artigo

Alternar

• Cobre: quanto mais ocupado, menos eficiente; o calor é o assassino da eletricidade
• O que significa reduzir as perdas para metade: de 3% ao crescimento anual da procura
• Ainda muito longe da rede elétrica

Cada vez que é feito um pedido de consulta de IA, a energia consumida por detrás pode ser até cerca de 1.000 vezes superior à de uma pesquisa na Internet tradicional. Multiplicando este número pelos milhões de chamadas de IA por dia a nível global, e depois pela operação contínua 24 horas por dia dos clusters de GPU, percebe-se porque é que a capacidade dos centros de dados para obterem eletricidade estável se tornou o gargalo de infraestrutura mais crítico na indústria tecnológica atual.

De acordo com estimativas de mercado, a procura global de eletricidade dos centros de dados em 2026 deverá atingir 132 GW, com um crescimento anual de cerca de 27%, e o consumo total anual de eletricidade deverá ultrapassar 1.000 TWh, mais do que o consumo anual de todo o Japão. A rede elétrica dos EUA está a suportar uma pressão sem precedentes causada pela IA, e as infraestruturas envelhecidas estão constantemente a testar os seus limites face às novas procuras.

Atualmente, a maioria das soluções aponta para "construir mais centrais elétricas" ou "estender mais cabos", mas um fundador que realiza experiências com materiais numa garagem em Malibu, Califórnia, aborda o problema por outro ângulo: além da insuficiência de fornecimento de eletricidade, o problema reside também no facto de, todos os dias, uma grande quantidade de energia estar a ser silenciosamente desperdiçada no lado da transmissão.

Cobre: quanto mais ocupado, menos eficiente; o calor é o assassino da eletricidade

O cobre é a espinha dorsal do mundo moderno. Desde a rede elétrica, motores elétricos até aos dispositivos de distribuição de energia em centros de dados, 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, maiores as perdas, formando um ciclo vicioso de dissipação contínua de calor.

O CEO da Arcturus, Amir Mashal, afirma: "Continuo a descascar cada camada desta cebola e, no final, descubro que as mesmas limitações aparecem em todo o lado. O mundo moderno realmente funciona com metais." A oportunidade que Mashal vê está na otimização dos próprios materiais.

A abordagem da Arcturus é usar lasers para injetar nanomateriais de carbono em fios de cobre e alumínio. Simplificando, adicionar estruturas de carbono à escala nanométrica nos fios metálicos tradicionais, permitindo que fios do mesmo tamanho transmitam mais eletricidade e gerem menos calor à mesma temperatura. Mashal enfatiza que se trata de uma substituição plug-and-play: "A mesma forma, sem necessidade de redesenhar o sistema, e os trabalhadores não precisam de formação adicional para manusear ou crimpar este material."

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

O que significa reduzir as perdas para metade: de 3% ao crescimento anual da procura

Se os materiais da Arcturus realmente substituírem os condutores tradicionais da rede elétrica, Mashal estima que poderão reduzir para metade as perdas de transmissão, libertando em média cerca de 3% de eletricidade adicional; nos períodos de pico de maior congestionamento da rede, pode libertar até 10%.

É importante notar: 3% equivale aproximadamente ao crescimento anual da procura de eletricidade nos EUA durante um ano inteiro. Ou seja, sem construir novas centrais elétricas ou expandir a escala da rede, apenas reduzindo o calor dissipado pelos fios existentes, já se pode obter mais um ano de espaço de crescimento da energia.

Para os centros de dados, os benefícios são duplos. A redução do calor gerado pelos fios significa que os busbars (barras de distribuição, simplificando, são barramentos de distribuição de energia de grande escala) dentro das racks de servidores podem transmitir mais eletricidade; ao mesmo tempo, a pressão sobre o sistema de arrefecimento também diminui, e o arrefecimento é, por si só, um dos maiores consumos de energia nos centros de dados. Mashal diz: "Quer o teu drone queira o dobro do tempo de voo, ou a tua placa gráfica esteja sempre a sobreaquecer, o gargalo que estas indústrias enfrentam é, na verdade, o mesmo."

Atualmente, a Arcturus está a direcionar-se para centros de dados, drones e robótica como mercados de entrada iniciais, sendo a rede elétrica o objetivo final.

Ainda muito longe da rede elétrica

Mas há um detalhe que merece ser visto com calma. O local de produção atual de Mashal é uma garagem em Malibu, Califórnia, e as amostras que consegue produzir atualmente têm apenas "alguns centímetros de comprimento", servindo como prova de conceito. Os novos 8 milhões de dólares estão planeados para expandir a capacidade de produção para "várias dezenas de metros", permitindo testar o material em cenários como bobinas de motores elétricos e busbars de dispositivos de distribuição de energia.

A distância entre alguns centímetros e várias dezenas de metros, e depois até uma escala de produção suficiente para entrar numa verdadeira rede elétrica, é o fosso que todas as startups de materiais têm de ultrapassar. O excelente desempenho dos nanomateriais de carbono não é novidade no meio académico; a dificuldade está em produzir quantidades suficientemente grandes com custos e taxas de rendimento aceitáveis. Os condutores para a rede elétrica ainda precisam de passar por certificações elétricas e entrar nas listas de compras das empresas de eletricidade, o que muitas vezes leva anos.

No entanto, começar pelos centros de dados é uma escolha estratégica pragmática. O ciclo de compras dos centros de dados é mais curto do que o da rede elétrica, a tolerância para novos materiais é relativamente maior, e os pontos críticos de arrefecimento e consumo de energia já criaram uma procura clara. A Arcturus tem a oportunidade de acumular dados em ambientes controlados antes de realizar testes em larga escala na rede elétrica.