Centro de datos ecológico

El PUE se inventó en 2007 y propuso nuevas directrices para medir el consumo de energía en los centros de datos.

${\displaystyle \mathrm {PUE} ={{\mbox{Potencia total de las instalaciones}} \over {\mbox{Potencia de los equipos de TI}}}}$

Esta relación describe cuánta energía adicional necesita un centro de datos para mantener los equipos de TI por cada vatio suministrado a los mismos. El PUE óptimo para un centro de datos es 1: una situación ideal, sin consumo energético adicional. Cuando se introdujo el PUE, los estudios indicaban que el PUE promedio de la industria se situaba entre 2,5 y 3. En estudios más recientes, el PUE promedio se redujo a aproximadamente 1,7 utilizando este marco. El PUE marcó el inicio de la transición de la industria de los centros de datos hacia la eficiencia energética. ^{[ 5 ]}

Aunque el PUE es la métrica más utilizada por los centros de datos para medir la eficiencia energética, su fiabilidad sigue siendo objeto de debate; ^{[ 7 ] [ 8 ]}

La eficacia del uso del carbono (CUE) es otra métrica utilizada para medir el consumo de energía y la sostenibilidad en los centros de datos. La eficacia del uso del carbono (CUE) mide las emisiones de dióxido de carbono asociadas a un centro de datos en relación con la energía consumida por sus equipos de TI. Desarrollada por The Green Grid, se utiliza para evaluar la eficiencia del carbono de las operaciones de los centros de datos. Valores de CUE más bajos indican menores emisiones de carbono por unidad de consumo de energía de TI. ^{[ 9 ]} Se calcula con la siguiente fórmula: ^{[ 10 ]}

${\displaystyle \mathrm {CUE} ={\frac {Emisiones totales de CO₂ causadas}}}{Potencia del equipo de TI}}}$

Otra forma de expresar esta fórmula es como el producto del factor de emisión de dióxido de carbono (CEF) y el PUE, donde el CEF es el kg de${\displaystyle {\ce {CO2}}}$producido por cada kilovatio-hora de electricidad:

${\displaystyle \mathrm {CUE} ={\frac {\rm {{CO_{2}}emitido(kg{\rm {{CO_{2}}eq)}}}}{unidaddeenergía(kWh)}}}$×${\displaystyle {\frac {Potencia total de las instalaciones}{Potencia del equipo de TI}}}$

Los servidores de bajo consumo son más eficientes energéticamente que los servidores convencionales en los centros de datos. Utilizan la tecnología de los teléfonos inteligentes, que busca equilibrar el rendimiento con el consumo de energía. Los primeros servidores de bajo consumo fueron presentados en 2012 por grandes proveedores de TI como Dell y Hewlett-Packard . Si se utilizan correctamente, los servidores de bajo consumo pueden ser mucho más eficientes que los servidores convencionales. Pueden tener un impacto significativo en la eficiencia del centro de datos, reduciendo el consumo de energía y el costo operativo de las instalaciones de refrigeración . ^{[ 16 ]}

Un centro de datos modular es un centro de datos portátil que se puede ubicar en cualquier lugar donde se necesite capacidad de datos. En comparación con los centros de datos tradicionales, están diseñados para un despliegue rápido, eficiencia energética y alta densidad. Estos centros de datos prefabricados se han vuelto muy populares. El centro de datos modular HP EcoPod admite más de 4000 centros de datos con una clasificación PUE de 1,05 y refrigeración por aire libre. ^{[ 16 ]}

Los sistemas de refrigeración por aire libre utilizan el viento exterior en lugar de las unidades de aire acondicionado tradicionales para salas de computadoras (CRAC) de los centros de datos. ^{[ 17 ]} Si bien el aire exterior aún necesita ser filtrado y humidificado, se requiere mucha menos energía para enfriar un centro de datos con este método. La temperatura del aire exterior es un factor importante, y la ubicación del centro de datos juega un papel fundamental en esta tecnología. ^{[ 18 ]}

En este método, las filas de racks se alinean con la parte posterior de los servidores enfrentada; los pasillos se cierran para capturar el aire. En el confinamiento de pasillo caliente, el calor producido por los servidores se bombea a las unidades de refrigeración. En el confinamiento de pasillo frío, se bombea aire frío a los pasillos cerrados. Ambos métodos de confinamiento son más eficaces que las tecnologías de refrigeración tradicionales y pueden ayudar a reducir el consumo de energía (y su impacto). Aunque puede ser más difícil de implementar, el confinamiento de pasillo caliente es más eficaz que el de pasillo frío. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

Los centros de datos utilizan energía eléctrica, liberando más del 98 por ciento de esta electricidad en forma de calor. El calor residual puede reutilizarse activamente, convirtiendo un centro de datos en un sistema de calefacción de circuito cerrado sin desperdicio. Algunos ejemplos son:

• El centro de reutilización de datos de IBM en Suiza, donde el calor calienta una piscina local.
• En Finlandia, los centros de datos de Yandex y Academica están sustituyendo la calefacción utilizada por entre 500 y 1000 hogares con la energía generada por los propios centros de datos.
• Amazon reutilizó el calor de un centro de datos cercano para un proyecto de biosfera en Seattle. ^{[ 21 ]}

Cierta humedad es necesaria para que los centros de datos funcionen de manera eficiente y para evitar daños a los dispositivos y servidores. La humidificación ultrasónica utiliza ultrasonidos para generar humedad, consumiendo un 90 % menos de energía que los métodos convencionales, como los humidificadores de vapor por resistencia. ^{[ 22 ]}

La refrigeración evaporativa reduce el calor mediante la evaporación del agua. Se utilizan dos métodos principales: paneles evaporativos y sistemas de pulverización a alta presión. Con los paneles evaporativos, el método más popular, el aire se hace pasar a través de ellos, lo que provoca la evaporación del agua y el enfriamiento del aire. La otra técnica, los sistemas de pulverización a alta presión, requiere una superficie mayor y consume más energía debido a las bombas. La refrigeración evaporativa depende de la ubicación geográfica y la estación del año, ya que ambas afectan al nivel de humedad del aire. En comparación con los sistemas de refrigeración mecánica tradicionales, la refrigeración evaporativa generalmente consume mucha menos electricidad. ^{[ 23 ]}

Las empresas tecnológicas están explorando cada vez más la energía nuclear como una solución energética fiable y con bajas emisiones de carbono para los centros de datos. A medida que aumenta el consumo de datos, crece la necesidad de fuentes de energía estables y escalables, y la energía nuclear ofrece una producción constante que puede satisfacer la alta demanda de los centros de datos a gran escala. Empresas como Microsoft han comenzado a investigar el potencial de la energía nuclear, incluidos los pequeños reactores modulares (SMR), para reducir su huella de carbono y, al mismo tiempo, garantizar la fiabilidad energética. Sin embargo, desafíos como los altos costos, los obstáculos regulatorios y las preocupaciones públicas sobre la seguridad y la gestión de residuos siguen siendo consideraciones importantes para su adopción generalizada. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

Los centros de datos de corriente continua (CC) son centros de datos que generan corriente continua in situ mediante paneles solares y almacenan la electricidad en una estación de almacenamiento de baterías . Los ordenadores funcionan con corriente continua, eliminando la necesidad de invertir la corriente alterna (CA) de la red . El centro de datos podría seguir utilizando la CA como solución de respaldo. Los centros de datos de CC podrían ser un 10 % más eficientes y ocupar menos espacio para los componentes de inversión. ^{[ 26 ] [ 27 ]}

Según un nuevo estudio de Arizton Advisory & Intelligence , la inversión total en el mercado mundial de centros de datos ecológicos alcanzó los 35.580 millones de dólares en 2021. Se prevé que la inversión crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 7,6 %. ^{[ 28 ]}

Los componentes eléctricos biodegradables son el resultado de avances técnicos sostenibles. Estas piezas están diseñadas para descomponerse orgánicamente, lo que reduce el impacto ambiental y la generación de residuos electrónicos. La incorporación de materiales biodegradables en los equipos de los centros de datos favorece operaciones más sostenibles y está en consonancia con las aspiraciones de la informática ecológica. ^{[ 29 ]}