Eficiencia en la Nube

Por si no lo sabía, cada vez que publicamos en una red social, hacemos una compra online, vemos una película en streaming o enviamos un e-mail, detrás de esas acciones hay un data center o un centro de procesamiento de datos que lo permiten. Así de gigantesca es su relevancia en el mundo actual.

El apetito voraz y creciente de las personas por servicios de "nube" -metáfora para designar una red mundial de servidores remotos que funciona como un único ecosistema, normalmente asociada a Internet -ha implicado un crecimiento sin precedentes en consumo, conexiones y cantidad de información generada en las últimas décadas y años. "Toda la actividad humana que se realiza en Internet y en otras redes implica procesamiento de datos, traslado y alojamiento de archivos: en pocas palabras, cada vez son necesarios más servidores o data centers donde sucedan estas actividades", explica el portal español newtral.es.

Estas instalaciones suelen ser de gran tamaño para albergar numerosos equipos electrónicos como servidores, ventiladores, conexiones y otros recursos necesarios que se utilizan para mantener una red o un sistema de computadoras, información, conexiones y datos de una o varias empresas.

En Chile, los centros de datos se han expandido con rapidez en los años recientes. De hecho, grandes empresas como Google, Microsoft, Oracle, Claro, Entel, Gtd, Sonda, Odata, Huawei y Ascenty ya poseen o planean contar con uno o varios de ellos en nuestro país, principalmente en la zona central. Un grupo importante se abastece o se alimentará con energías renovables no convencionales.

La Variable Energética

La pandemia generada por el Covid-19 ha impulsado la adaptación forzosa de muchas empresas e industrias a la digitalización de sus procesos y actividades, potenciando tanto el e-commerce como las reuniones virtuales y el teletrabajo. Es una realidad que ha ejercido mayor presión sobre los centros de datos, los cuales poseen una desventaja en un mundo marcado por el cambio climático: su elevado consumo de electricidad.

Un estudio internacional reveló recientemente que el consumo energético representa alrededor del 20% del costo total de un centro de datos estándar. Y que gran parte de ese requerimiento se desperdicia en forma de energía térmica generada por el trabajo de los equipos.

Tecnologías de distinto tipo se ofrecen para el enfriamiento de los centros de datos.

Una investigación de la revista Nature, en tanto, concluyó que los centros de datos contribuyen a las emisiones globales de carbono en un 0,3%. Y todo el sector de las tecnologías de la información y las comunicaciones aporta el 2,5%, una cifra muy similar a la de la aviación comercial. De ahí la importancia de que los data centers sean eficientes y sustentables.

Al respecto, Pablo Torija, gerente de OTIC de Adexus -empresa proveedora de soluciones de outsourcing de procesos de negocios y tecnologías de la información-, expone que "la eficiencia energética de los data center será posible en la medida que logren procesar mayor cantidad de datos con un menor gasto de energía, lo que ayudaría a reducir la emisión de carbono y los costos asociados, es decir, trabajar de forma ecológica. Además, el crecimiento masivo de estas instalaciones, con mega centros que trabajan de manera continua, también contribuirá al desarrollo sustentable y eficiente del uso de la energía eléctrica".

Añade que, en un ecosistema digital, considerando todos sus componentes, "se deben encarar las exigencias de mantenimiento, renovación y cuidado del medio ambiente a través del uso de energías amigables con el ecosistema y tecnologías que protejan al planeta".

Francisco Guzmán, Director de la Asociación Chilena de Empresas de Tecnologías de Información (ACTI), asegura que la eficiencia energética "es uno de los grandes desafíos que enfrentan los data center en materia de sostenibilidad. Con requerimientos que se vinculan, principalmente, a la climatización de las salas y al uso de servidores y equipos TI, hoy muchos de ellos trabajan en el despliegue de modelos que apuntan a optimizar los sistemas de refrigeración y rediseñar los sistemas de aire acondicionado. No hay que olvidar que los centros de datos son alimentados 24/7 sin excepción, por lo que cada vez toma más relevancia contar con una mirada en que el crecimiento del negocio se acompañe de una estrategia que sea coherente con el medio ambiente".

Ventajas de Chile

Sobre el mismo tema, Daniel de Vinatea, Sales Operation and Customers Services Director de Vertiv Latam, otra importante empresa del rubro, destaca que Chile viene creciendo sostenidamente en la construcción y disponibilidad de nuevos metros cuadrados para data center, "por lo que el aumento en consumo de energía es significativo. Esto, considerando que se trata del insumo principal de estos recintos, tanto para que funcionen los servidores como para sostener la capacidad de procesamiento que tienen. Además, la necesitan los equipos de enfriamiento para regular la temperatura de las salas".

Agrega que alrededor del 1% a 2% del consumo energético global es de los data centers. "Puede verse como un valor pequeño, pero está concentrado en una actividad específica como es el procesamiento de datos, que requiere cada vez más de este insumo. Por eso, deben avanzar hacia estrategias de consumo eficiente para reducir los costos en energía y su huella de carbono", afirma.

Daniel de Vinatea revela que del 1% al 2% del consumo energético global se origina en estas instalaciones.

El especialista pone énfasis en las ventajas que ofrece nuestro país para atraer este tipo de instalaciones, sobre todo para la implementación de estrategias de enfriamiento que son menos demandantes de energía.

Luego complementa: "Las temperaturas medias desde Santiago hacia el sur, más bajas que en muchas otras ciudades del mundo, ya permiten que algunas empresas estén operando centros de procesamiento de datos en comunas sureñas. Además, la amplitud térmica que presenta Chile -con temperaturas bastante menores durante la noche- posibilita que en los meses de primavera-verano se puedan utilizar tecnologías de eficiencia energética. En Santiago, particularmente, la humedad relativa no es tan alta como en una ciudad costera, lo que contribuye a que ciertas tecnologías funcionen, se potencien y se aprovechen mucho más las estrategias de eficiencia energética en los data center".

Soluciones de Enfriamiento

¿Qué sistemas de enfriamiento están incorporando los centros de datos para reducir su consumo energético?

Francisco Guzmán cuenta que actualmente existen varias tecnologías que apuntan a hacer los procesos más eficientes, como las soluciones de enfriamiento adiabático, que intercambian calor con agua, permitiendo bajar la temperatura al aire caliente que sale de las máquinas y mantener más baja la temperatura promedio. Añade: "La separación y control de los flujos de aire también favorecen la reducción del consumo energético mediante su confinación y separación en pasillos. El aire caliente que es expulsado por los equipos y el flujo de aire frío que entra a través de los sistemas de refrigeración tienen que manejarse por separado. Pensando en el futuro, ya se trabaja para mejorar aún más la refrigeración de los centros de datos mediante la tecnología de enfriamiento líquido".

También resalta que la virtualización de servidores, que consiste en tener un servidor físico sobre el cual se pueden diseñar una serie de servidores lógicos, permite menos gasto energético, ya que concentra el consumo de varios servidores en uno solo.

Francisco Guzmán destaca las soluciones de enfriamiento adiabático, que intercambian calor con agua.

Por su parte, Daniel de Vinatea destaca tres tecnologías, cuya aplicación depende del tamaño del data center, de la etapa de desarrollo en que éste se encuentre, o del nivel de eficiencia energética que se busque en la planta. El experto de Vertiv las detalla:

• Sistemas tradicionales de enfriamiento de expansión directa:

Utilizan compresores y elementos externos de reducción de calor o condensadores. Incorporan un refrigerante bombeado, que se ocupa cuando la temperatura media del exterior está por debajo de los parámetros en los que se quiere que funcione el data center. Entonces, se aprovecha la capacidad de enfriamiento que existe en la intemperie para enfriar el gas refrigerante y así utilizar menos capacidad de bombeo de los compresores. Esto hace posible una reducción, dependiendo de la temperatura exterior y la capacidad que se tenga, de hasta casi un 40% en el consumo de energía en el centro de datos.

• Equipos de agua helada, chillers y grandes plantas de enfriamiento de agua:

Cuando se utiliza agua con unidades manejadoras de aire, los chillers adiabáticos realizan una pre-etapa de enfriamiento con vapor de agua en unos paneles ubicados a su entrada. Este vapor ayuda a que el sistema tenga un primer bajón de temperatura empleando menos capacidad de enfriamiento mecánico, es decir, sin el uso del compresor para poder enfriar. Por las condiciones que existen en Santiago se pueden lograr ahorros importantes en el consumo de energía que varían entre el 30% y 40%.

• Enfriadores 100% evaporativos con unidades manejadoras de aire de free cooling indirecto:

Casi no requieren enfriamiento mecánico por compresores tradicionales, ya que ocupan vapor de agua para enfriar las salas cuando se trabaja con grandes volúmenes de movimiento de aire. Así se logran ahorros de energía que van del 70% al 90%, porque el consumo energético proviene casi exclusivamente de los ventiladores.

Sobre los desafíos del sector en la materia, Guzmán sostiene que la maduración de esta industria en Chile requiere de una infraestructura cada vez más robusta y eficiente de la mano de desarrollos verdes. Enseguida, el director de ACTI destaca un ejemplo a seguir: "A nivel local hay data centers como Liray de Claro Chile que se empiezan a sumar a esta mirada amigable con el entorno. Bajo la categoría 'LEED BD+C Data Center', este centro cuenta con un programa enfocado a la eficiencia y reducción de huella de carbono. Con ello se logra garantizar el mejor uso de los recursos desde el punto de vista de la optimización de energía eléctrica: con controles y tecnología de bajo consumo hasta manejo de la temperatura con el uso de equipos de enfriamiento eficientes. Y con la ayuda de las condiciones naturales de la zona donde se emplaza (Colina, RM) y sin el uso de químicos contaminantes para su operación".

++++

DATOS:

6
Por ciento aumentará el gasto mundial en infraestructura de centros de datos en 2021 según Gartner, empresa consultora y de investigación en tecnologías de la información.

3
Data center instalará Microsoft en la zona norte de Santiago, los cuales contarán con la tecnología Azure Orbital, una estación satelital terrestre que permitirá recepcionar, procesar y distribuir datos provenientes de satélites.

Artículo publicado en InduAmbiente 171 (julio-agosto 2021), páginas 14 a 16.