¿Cómo aprovechar el calor disipado en las computadoras?

Si tenemos en cuenta que los centros de datos de todo el mundo consumen el 1% de la energía consumida a nivel mundial y, además, todos los procesos de IT a nivel mundial (centros de datos, comunicaciones, equipos de escritorio, etc) generan una huella de carbono equivalente al de la industria aeronaútica (un 2% de las emisiones globales), adoptar sistemas que consuman menos y sean mucho más eficientes es un compromiso que todos debemos adquirir. Un servidor, o cualquier ordenador, desperdicia energía en tiempos muertos y, además, también lo hace en forma de calor disipado (que también se pierde). Pensando en aprovechar esta energía perdida, un equipo del Instituto Técnico-Físico (PTB) de Braunschweig (Alemania) ha desarrollado un sistema capaz de aprovechar este calorpara controlar circuitos electrónicos que permitirían conmutaciones mucho más rápidas, almacenar datos de una manera mucho más eficiente y, además, controlar mejor los efectos parásitos (en forma de corriente) que aparecen debido al calor generado.
Aunque esta investigación no es aplicable en todos los casos (por ejemplo, no se puede aplicar en los transistores basados en el silicio), sí que tiene aplicación en los dispositivos que se fundamentan en estructuras de túneles magnéticos (como los conmutadores que se incluyen en las memorias MRAM, es decir, memorias RAM magnéticas) o en los cabezales de los discos duros. En estas estructuras de túnel, se colocan dos piezas de material magnético que forman una especie de sandwich al estar separadas por un medio aislante de 1 nanómetro de espesor.
Si ambos polos tienen la misma magnetización, la corriente circula y se cierra el circuito mientras que si no la tienen, la resistividad que presenta es extremadamente alta y, a efectos prácticos, se comporta como un circuito abierto. De hecho, sobre este principio se construyen las MRAMs puesto que según la posición de este interruptor así es el dato que se almacena en este bit de información.

El equipo del PTB ha llegado a la conclusión que la magnetización no es el único factor que afecta al paso de corriente por esta unidad básica de memoria, es decir, que no es lo único que controla la resistividad del sistema, ya que el calor también afecta. Cuando los dos electrodos tienen la misma magnetización, los efectos del calor se notan mucho más, es decir, los efectos termoeléctricos no son despreciables y, básicamente, se pueden utilizar para controlar uno de los electrodos mediante la diferencia de potencial entre el extremo más caliente y el más frío. Al cerrar el interruptor (cuando el momento magnético de ambos electrodos coincide), una corriente termoeléctrica circulará y, por tanto, gracias a este control, realmente, estaremos controlando la corriente termoeléctrica y aprovechando la energía que, normalmente, se disiparía en forma de calor.
Aunque este proyecto está en una fase muy temprana y, prácticamente, es más teórico que práctico; podríamos estar ante un camino que nos conduzca a dispositivos mucho más eficientes que, además de consumir menos, disipen mucho menos calor, algo que en el terreno de los grandes centros de datos sería muy bien recibido porque los costes de refrigeración (y los requisitos ambientales de funcionamiento) podrían bajar bastante, lo cual repercutiría en un considerable ahorro económico.
Imágenes: IBM y PTB – Fuente: http://alt1040.com/2011/10/ram-magnetica-aprovechar-calor-disipado