¿Qué les espera a los ‘data centers’ y a su 1.5% de consumo eléctrico global?

POR SERGIO PLASENCIA – Asociado de Perú Renovable

Los centros de datos son instalaciones que almacenan y procesan grandes cantidades de información digital, siendo su función principal dar vida a la infraestructura física y lógica de los servicios de red y web dentro de una organización. Comúnmente llamados “data centers”, estos espacios son los encargados de correr aplicativos, programas, planillas horarias, bases de datos, o, simplemente, brindar servicios de internet, pero con el uso de equipos tecnológicos de alta densidad de potencia.

Los data centers consumen energía, principalmente, a través de equipos llamados servidores. Dichos equipos no son más grandes que la palma de una mano y están fabricados para poder procesar hasta 1,600 Watts en un espacio de tan solo 8.73 cm de altura, 44.5 cm de ancho y 73 cm de profundidad. Un data center, como los de Google, Facebook o Microsoft, utilizan cientos de estos equipos para procesar información las 24 horas del día durante los 365 días del año, generando un consumo ininterrumpido de energía que mucho destaca hoy en día dentro de la matriz energética a nivel global. 

Los data centers representan entre 1% y 1.5% del total del consumo eléctrico mundial y, según la última información provista por la Agencia Internacional de Energía (IEA, por sus siglas en inglés), su huella incide en el 1% de las emisiones de gases de efecto invernadero. Dichos números son contundentes: 1 de cada 100 unidades de energía eléctrica consumida en el mundo se debe a los data centers, por lo que, infaliblemente, este sector y toda la industria informática, debería tener un horizonte claro dentro de la gestión de los recursos energéticos globales al 2050.

La eficiencia energética es un tema particularmente importante para los data centers; no obstante, el constante crecimiento de procesamiento de información debido a los avances tecnológicos es, en sí mismo, un reto que no permite avistar reducciones de consumo futuras.

Así, la tendencia actual en el sector tecnológico centra su atención en los edge data centers (EDC) y su relación con la evolución de la industria 4.0. Estos son centros de datos dotados con la tecnología necesaria para acercar al usuario a la experiencia del “internet de las cosas” (IoT, por sus siglas en inglés), otorgando la mayor velocidad de procesamiento de información al usuario y viabilizando el desarrollo de tecnologías futuras tales como arquitecturas de realidad virtual (Meta o vehículos autónomos como Tesla).

Pero, el gran desafío de estos avances tecnológicos no solo es el alto consumo de energía, pues un pequeño EDC puede consumir 6 kW-64 kW y uno grande hasta 0.5 MW, sino que toda esa potencia instalada requerirá de sistemas de refrigeración y climatización de gran capacidad de enfriamiento para que los servidores funcionen eficientemente. El consumo energético de un sistema de refrigeración es casi 40% del total de un data center. Un estudio realizado entre los años 2007-2012 (Gráfico 1), demostró en 2014 que el consumo energético de “Infrastructure” o de “Sistemas de refrigeración” representaba, efectivamente, 40% del consumo eléctrico total de un data center. Ello se evidencia en el año 2005, donde el consumo de refrigeración global fue de, aproximadamente, 100 TWh/año de un total de 200 TWh, es decir 50% del consumo eléctrico de data centers.

Gráfico 1: Tendencias del consumo mundial de electricidad TIC (2007-2012)

Fuente: Computer Communications

En ese sentido, ¿qué se puede hacer para mitigar el consumo de data centers al 2050? En primer lugar, los EDC deberán tener una refrigeración eficiente. La estrategia principal siempre será seleccionar equipos de climatización con coeficientes de rendimiento de enfriamiento (COP, por sus siglas en inglés) mayores a 2 donde, si se tiene un data center que consume 30 kW en servidores y se instala un sistema de refrigeración con un COP de 2.23, el consumo de refrigeración final requeriría 2.23 veces menos energía eléctrica para refrigerar dicho data center.

Asimismo, la inversión en equipamiento de protección eléctrico eficiente como “Sistemas de alimentación ininterrumpido” (SAI) con tecnología online-doble conversión, permitirá mejorar la calidad de la energía eléctrica que llega al data center, reduciendo el efecto de saturación eléctrica debido a su tecnología electrónica interna. Es preciso señalar que la selección del SAI más eficiente es hoy en día la mejor estrategia para reducir la facturación de energía activa en horas punta y fuera de punta en los centros de datos, debido a la optimización de la calidad de la energía de la red.

Y, finalmente, el mejor recurso para gozar de un data center eficiente es la simulación y diseño del mismo, utilizando programas computacionales que permitan realizar análisis de consumo energético, de refrigeración, de flujos de potencia, y de flujos de aire, previo a la construcción del centro de datos, pues ello permite tener modelos 3D de diseño sostenible antes de realizar la procura y construcción final del data center.

Cabe resaltar que este tópico se discute dentro de un contexto en el que el aumento del consumo de datos y de recursos energéticos a nivel mundial es inevitable. Así, la Corporación Internacional de Datos (IDC, por sus siglas en inglés) estima que para 2025 existirán alrededor de 55.7 billones de equipos generando, al menos, 80 zetabytes de información. 
En Perú, el 2023 se aprobó la hoja de ruta para los smart grids, connotando que el país debe prepararse para procesar millones de datos energéticos relacionados al smart metering, al menos, hasta el 2030. El reto será diseñar la infraestructura del futuro data center para soportar esa cantidad de datos y que permita el desarrollo de smart grids a nivel nacional. Para ello, la selección de equipos eficientes deberá representar el primer paso para soportar el gran periodo tecnológico venidero con la menor huella de carbono posible.

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1. HPE ProLiant DL380 Gen10 Server user guide.
2. Data centres and data transmission networks (IEA, 2023).
3. Where is the edge? (TIA, 2023).
4. Types and locations at edge data centers: scoping locations that work for you needs (TIA, 2020).
5. Tecnología, información y comunicaciones.
6. Future of industry ecosystems: shared data and insights (IDC, 2021).