La tecnología de los centros de datos está en constante evolución: volverse más ecológico ya no es una opción, sino que es una obligación. Por eso, la elección ganadora es crear soluciones que permitan el equilibrio perfecto entre eficiencia y respeto por el medio ambiente. La gran pregunta es: ¿Cómo podemos lograr este delicado equilibrio?
Matteo Faccio, Director del Área de Productos y Fabio Poletto, Director de Investigación y Desarrollo de HiRef S.p.A. en Italia, arrojan luz sobre esta interrogante, en su entrevista para el portal inglés de noticias tecnológicas Digital Infra Network y nos ilustran sobre la tecnología de recuperación de calor, cuyo objetivo es canalizar este recurso adicional hacia nuevos edificios, infraestructuras públicas o incluso barrios enteros. ¿Cuál es el resultado? Menos residuos en el medio ambiente y un mayor uso de energía limpia.
La infraestructura de centros de datos tiene un enorme impacto sobre el consumo energético. Es responsable del 1% de la demanda total de energía a nivel mundial. Esto es equivalente a 200 Tera Watts por hora y desde el punto de vista ambiental, esto representa alrededor de 191 mil toneladas de emisiones de CO2 arrojadas a la atmósfera.
Tomando en consideración que, la necesidad de centros de datos se incrementa a un ritmo de 61% cada año y según las estimaciones realizadas sobre las inversiones en data centers a nivel global, se prevé un crecimiento de 10% anual durante los próximos 3 años, podemos entender lo urgente que resulta el desarrollo de procesos sustentables en este tipo de infraestructura.
Entonces, ¿Qué aspectos técnicos debemos tomar en cuenta para ampliar el panorama en centros de datos, no sólo en referencia al propio enfriamiento, sino considerando la generación de calor y también el rechazo de éste?
Es necesario tener en cuenta el sistema de contención delos centros de datos y saber si es posible mantener separado el lado frío del lado caliente, lo que permite que se incremente la temperatura fuera de los dispositivos y cuyo calor es generado por los dispositivos de enfriamiento.
En tiempos recientes, se ha popularizado el sistema de enfriamiento líquido, que cada vez resulta más interesante para el mercado, especialmente para el de computadoras de alto desempeño. Entre sus variantes, podemos mencionar el sistema de enfriamiento directo (Direct Cooling System oD2C), una modalidad de económica de chillers, pasando por el sistema de enfriamiento de inmersión (Inmersión Cooling System), que se puede implementar con una carátula sencilla o de torre.
Todos estos sistemas de enfriamiento líquido, permiten incrementar la densidad de energía que se obtiene para cada rack de 20 a 100kilowatts por cada uno, así como la capacidad computacional, reduciendo las dimensiones del cuarto en donde se almacenan los servidores del centro de datos.
Este es un dato importante para los inversionistas y compradores, ya que incide en los costos de operación pero, desde el punto de vista de HiRef, esto implica tener un incremento en la temperatura que debe disiparse. El incremento de la temperatura da la posibilidad de crear eficiencia en los sistemas de enfriamiento, porque hace más sencillo realizar enfriamiento libre o free cooling.
Existen muchas posibilidades y configuraciones en dispositivos tipo free cooling, por ejemplo, el sistema aire al aire indirecto, que está integrado también por un sistema adiabático; o el enfriador con sistema aire al agua indirecto, que se encuentra integrado en el tablero; e incluso el sistema de enfriamiento líquido directo al chip, que va conectado al gran enfriador seco en el exterior. Pero todos estos sistemas free cooling generan calor que es rechazado hacia la atmósfera, de manera que representa energía desperdiciada.
¿Qué posibilidades se presentan para capturar todo este calor generado y darle utilidad? Primero que nada, debemos estar conscientes de qué tipo de calor es el que se está creando, porque generalmente, cuando pensamos en recuperación de calor nos viene a la mente la generación en grandes centros o procesos industriales, con temperaturas mayores a 100 grados Celsius. En el caso del calor generado por data centers, su temperatura regularmente es20 y 55 grados.
Es difícil utilizar un calor en este rango de temperatura de una forma directa, por lo que, la mejor opción para aprovecharlo, es utilizando una bomba de calor al agua, que es capaz de tomar el calor a50 grados proveniente de los data centers y elevarla a una temperatura de salida de hasta 90°C, además, gracias a la nueva generación de gases refrigerantes, los compresores más actuales son capaces de realizar este calentamiento con una mínima huella de carbono.
Es posible aprovechar el calor generado por los centros de datos a través de la planificación urbana, que permita conducir esta energía hasta lugares donde puede utilizarse en diversas aplicaciones, como piscinas, hospitales, lavanderías y algunos procesos industriales, como los usados para la deshidratación de alimentos en líneas de producción y empacado.
La agricultura es otro de los sectores que podría verse beneficiado con la conducción del calor generado, donde puede aprovecharse para calentar invernaderos o granjas verticales, lo que permite incrementar su producción.
Idealmente, el aprovechamiento del calor rechazado por centros de datos, debería estar integrado en un modelo denominado Red de Calentamiento Distrital de Quinta Generación ó 5G, en la cual la conducción del frío y el calor se realiza de forma bidireccional, a través de 2 redes e tubos, que permitirían tomar o integrar a la red frío o calor dependiendo de lo que cada aplicación necesite, aprovechando así el calor producido y reduciendo costos energéticos.
Importantes proyectos ya se están generando a nivel mundial para lograr una red que aproveche el calor rechazado y en muchos casos, estos esfuerzos van regulados por nuevas disposiciones gubernamentales, como en el caso de Finlandia o Noruega, en donde ya se establece la reutilización del calor residual. Para poner en perspectiva estos esfuerzos, basta revisar el ejemplo de los data centers de Ericsson en Kirkkonummi, en el sur de Finlandia, el cual genera entre 10,000 y 15,000 mega watts de calor residual anualmente, suficiente para cubrir el 20% de la demanda anual de calor de la red de distrito en esa ciudad, es decir, lo requerido por 1,000 hogares.
A fin de aterrizar nuevos proyectos alrededor del calor rechazado, nuevas métricas deberán ser implementadas, para medir el desempeño en producción de calor pero también en eficiencia en el enfriamiento de los centros de datos y que estos países europeos ya están comenzando a estudiar, por lo que el futuro en el aprovechamiento de este recurso presenta un enorme potencial.
