Centros de datos sostenibles: ¿cómo funcionan y cuáles son sus beneficios?

2 de noviembre de 2023

Los centros de datos son esenciales en la sociedad digital. Almacenan y procesan cantidades ingentes de información: desde correos electrónicos y transacciones financieras hasta contenido multimedia, redes sociales y operaciones críticas de las empresas.

Sin embargo, el funcionamiento de los centros de datos supone un enorme consumo de energía, tanto para hacerlos funcionar como para mantenerlos a la que se considera la temperatura adecuada, por debajo de los 25º.

Un centro de datos de cualquier hiperescalar (como AWS, Microsoft Azure o Google Cloud) consume tanta energía como una pequeña ciudad de 80.000 viviendas.

Los 7,2 millones de centros de datos que hay en todo el mundo consumen el 1,1% de la electricidad global, según WEF.

A pesar de que cada año crecen nuestro apetito y nuestra dependencia de los datos, desde 2010 este porcentaje global se ha mantenido relativamente estable. Esto aunque desde 2010 hasta hoy “el número de internautas se ha duplicado y el tráfico de internet se ha multiplicado por 15.” La clave está en la eficiencia energética y los centros de datos sostenibles.

✅ El consumo de energía de los centros de datos en la Unión Europea (UE) en 2018 fue de 76,8 TWh y se espera que aumente a 98,52 TWh para 2030, un aumento del 28%.

Tanto en términos absolutos como relativos este aumento es significativo, ya que los centros de datos representaron el 2,7% de la demanda eléctrica en la UE en 2018 y se espera que alcance el 3.21% para 2030 si continúa la tendencia actual.

La creciente tendencia hacia la informática en el borde (Edge Computing) debido a la creciente digitalización y la necesidad asociada de capturar, transferir y procesar más datos también es significativa, ya que los centros de datos en el borde (Edge) representaron el 2% del consumo de energía de los centros de datos en 2018 y se espera que llegue al 12% para 2025.

Los centros de datos sostenibles o zero-net-energy (ZNE) están diseñados para ser altamente eficientes en términos de consumo energético y, lo que es más importante, consumen la misma cantidad de energía que generan o incluso menos, lo que los convierte en una fuente neta de energía limpia.

Esto se logra a través de una combinación de tecnologías, sistemas de gestión avanzados y, en muchos casos, el uso de fuentes de energía renovable.

Los centros de datos ZNE impulsan el desarrollo de las sociedades digitales minimizando su impacto ambiental.

“Aunque no existe una solución mágica, se espera que la próxima década logre avances sustanciales hacia centros de datos con cero energía neta a medida que las tecnologías emergentes se combinen e integren de maneras innovadoras,” dicen desde el World Economic Forum.

El objetivo: reducir al mínimo el impacto medioambiental de los centros de datos

Un centro de datos ZNE busca operar con un balance neto de cero en cuanto a su consumo de energía. Esto significa que, durante un año, la cantidad total de energía que consume el centro de datos es igual a la cantidad de energía renovable que produce o adquiere. Se trata de una aproximación esencial para garantizar que la infraestructura digital sea sostenible.

La respuesta radica en el rápido desarrollo de los mencionados centros de datos ZNE, un concepto que cada vez más se perfila como una realidad alcanzable abordando:

Sistemas de refrigeración que aprovechan el calor

Uno de los desafíos principales en los centros de datos es gestionar el exceso de calor generado por los servidores. Para abordar este problema los sistemas de refrigeración por líquido utilizan agua o refrigerante dieléctrico para disipar el calor de manera eficiente.

Lo más importante es que el exceso de calor no se desperdicia: se reutiliza para aplicaciones como calefacción de espacios, calentamiento de agua y procesos industriales.

Optimización mediante IA para maximizar la eficiencia en tiempo real

La inteligencia artificial (IA) desempeña un papel fundamental en la búsqueda de centros de datos net-zero-energy. Los algoritmos de IA se utilizan para analizar y optimizar el consumo de energía en tiempo real, garantizando la máxima eficiencia sin comprometer el rendimiento.

✅ En 2016 la gestión de energía impulsada por IA logró reducir en hasta un 40% en el consumo de energía en los centros de datos de Google.

Infraestructura modular y basada en la demanda

La arquitectura que respalda los centros de datos net-zero-energy se está volviendo cada vez más modular y basada en la demanda. "Los sistemas de Cloud y Edge Computing permiten que el procesamiento y el almacenamiento de datos se distribuyan en múltiples dispositivos, sistemas e incluso ubicaciones," explican en WEF.

La modularidad permite una expansión y adaptación más sencilla, lo que significa que las empresas pueden ajustar su infraestructura de acuerdo con las demandas cambiantes sin desperdiciar recursos. De este modo, se despliegan, expanden o reubican fácilmente para optimizar el uso de energía según sus necesidades cambiantes.

✅ Edge Computing permite que el procesamiento de datos ocurra más cerca de su origen, lo que reduce la necesidad de transferir grandes cantidades de datos a través de largas distancias.

Esto no solo mejora la latencia y la velocidad, sino que también reduce la carga de los centros de datos centrales, disminuyendo así su consumo de energía.

Además, la distribución geográfica de centros de datos puede aprovechar fuentes de energía renovable locales de manera más efectiva.

Software y hardware innovadores

Las innovaciones en software y hardware son clave para lograr centros de datos ZNE. Las arquitecturas de cómputo novedosas, como los SoC (System on Chip), ha demostrado ser alternativas eficientes. También la “computación proporcional a la energía” es una estrategia de optimización, garantizando que los servidores y ordenadores consumen energía en proporción al trabajo que realizan.

Energías renovables y almacenamiento inteligente

Uno de los pilares de los centros de datos ZNE es la adopción generalizada de fuentes de energía renovable. La energía solar y eólica son las fuentes de energía de origen renovable más significativas, y ya permiten centros de datos que obtienen su energía de fuentes limpias y sostenibles.

Sin embargo, la verdadera innovación radica en el almacenamiento inteligente de esta energía. Las baterías avanzadas y los sistemas de almacenamiento permiten a los centros de datos acumular energía cuando está disponible en exceso y aprovecharla cuando es necesario, manteniendo una operación continua y sostenible.

Conclusión

La idea detrás de los centros de datos ZNE es simple pero efectiva: centros de datos que consumen la misma cantidad de energía que generan o incluso menos, lo que los convertiría en una fuente neta de energía limpia. Este concepto está cada vez más cerca de convertirse en una realidad común gracias a los avances tecnológicos y cambios en la postura medioambiental de las empresas.

La adopción de centros de datos ZNE no solo tiene beneficios ambientales significativos, sino que también, a pesar de los retos implícitos (desde costes iniciales a normativas), puede ser una ventaja competitiva para las empresas.

Sin embargo, la reducción de costes operativos y medioambientales a largo plazo puede traducirse en un mayor margen de beneficio. Por tanto, el camino hacia los centros de datos ZNE requiere innovación tecnológica y un cambio de mentalidad hacia la sostenibilidad.