O que é um data center verde?
Um data center verde, ou sustentável, é uma instalação que abriga infraestrutura de TI e adota tecnologias energeticamente eficientes para otimizar o consumo de energia e reduzir o impacto ambiental.
As organizações recorrem aos data centers verdes para aumentar a eficiência energética e de recursos, prolongar a vida útil da infraestrutura, reduzir os custos de data center e diminuir o impacto de carbono. Uma das formas de alcançar isso é reaproveitando ou reciclando equipamentos físicos e o calor gerado pelos sistemas computacionais. Esses centros também costumam utilizar energia proveniente de fontes renováveis, como solar e eólica. O objetivo principal é dar prioridade à eficiência dos data centers e à sustentabilidade ambiental por meio de práticas energéticas inteligentes.
A sustentabilidade em data centers é essencial para otimizar o uso de recursos organizacionais e garantir a viabilidade no longo prazo. Ao adotar práticas energeticamente eficientes, as empresas reduzem o consumo geral de energia e diminuem seus custos.
As organizações otimizam o consumo de energia, evitam desperdícios e reduzem custos quando usam tecnologias como virtualização, equipamentos energeticamente eficientes e fontes renováveis nos data centers.
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As organizações enfrentam há tempos os desafios do consumo energético em data centers tradicionais, que elevam os custos operacionais e causam forte impacto ambiental.1 Esses espaços concentram inúmeros servidores e outros equipamentos de TI que exigem muita eletricidade para computação, rede e armazenamento de dados.
Medindo a eficiência energética
Eficácia do uso de energia (PUE)
Um dos indicadores usados para avaliar a eficiência de data centers é o PUE (eficiência no uso de energia). Tanto o PUE quanto o CUE (eficiência no uso de carbono) foram desenvolvidos pela The Green Grid, uma associação sem fins lucrativos dedicada a promover a eficiência energética.
O PUE é calculado dividindo o consumo total de energia do data center pela quantidade de energia utilizada especificamente para os equipamentos de TI. Quanto mais próximo o quociente estiver de 1, maior será a eficiência. O PUE é uma ferramenta útil para medir a eficiência atual e estimar o efeito de mudanças na eficiência do data center.
Eficácia no uso de carbono (CUE)
A eficiência no uso de carbono (CUE) mede a sustentabilidade dos data centers com base nas emissões de CO2. A equação é: CUE = emissões de carbono geradas por toda a energia usada no data center / energia consumida por equipamentos de computação de TI.
Existem várias estratégias e componentes usados no design, desenvolvimento e operação de data centers eficientes:
Data centers verdes priorizam projetos compactos e eficientes para reduzir ao máximo o espaço físico necessário na construção. Essa abordagem não só economiza recursos como também diminui a pegada de carbono ambiental da instalação.
Esses data centers verdes optam por materiais e práticas de baixa emissão que ajudam a garantir que o próprio processo de construção minimize a liberação de substâncias nocivas no meio ambiente. Durante a construção e operação, data centers verdes incorporam elementos de infraestrutura energeticamente eficientes. Seja na iluminação ou nas máquinas de construção, tudo é pensado para consumir menos energia e reforçar a sustentabilidade.
Esses data centers verdes também adotam estratégias para reduzir o lixo gerado na construção, priorizando a reciclagem de materiais e o descarte consciente.
Os sistemas de refrigeração eficientes têm papel essencial ao lidar com os desafios do consumo energético nos data centers. As instalações tradicionais geralmente dependem de sistemas de ar-condicionado para resfriar os servidores e evitar superaquecimentos. No entanto, esses sistemas consomem muita energia e aumentam consideravelmente o uso total de eletricidade. Ao implementar tecnologias avançadas de refrigeração, como o resfriamento a líquido ou o resfriamento de precisão, é possível melhorar a eficiência energética, otimizar o controle de temperatura e aliviar a carga de trabalho sobre o ar-condicionado convencional.
No resfriamento a ar, o ar frio circula em torno dos equipamentos para absorver o calor. Trata-se de um método tradicional e econômico, ideal para data centers menores, mas que pode ter dificuldades com cargas térmicas elevadas.
O resfriamento a líquido usa um líquido (geralmente água) para transferir e dissipar o calor. Essa tecnologia é mais eficiente ao lidar com altas densidades térmicas, pois garante controle preciso da temperatura e menor consumo de energia. No entanto, exige infraestrutura e manutenção especializadas.
Uma solução inovadora para aumentar a sustentabilidade dos data centers é o reaproveitamento do calor residual, gerando benefícios energéticos adicionais. Em vez de tratar esse calor como um problema, os data centers o utilizam de forma produtiva.
Uma das alternativas é a cogeração, ou geração combinada de calor e energia (CHP), na qual o calor desperdiçado é reaproveitado para gerar eletricidade adicional ou aquecer outros processos. Isso melhora a eficiência energética geral e aproveita ao máximo a energia gerada no data center.2
As estratégias de contenção de corredores quentes e frios também contribuem para melhorar a eficiência do resfriamento em data centers. Essas técnicas organizam os racks de servidores para otimizar o fluxo de ar e evitar a mistura entre o ar quente e o ar frio. No modelo de contenção do corredor quente, os racks ficam voltados uns para os outros, e o ar quente é canalizado para um corredor isolado.
O confinamento de corredor frio organiza os racks dos servidores com as entradas de ar frio voltadas umas para as outras, formando um corredor frio isolado. Isso melhora a eficiência da refrigeração, alivia os sistemas de resfriamento e garante uma distribuição de temperatura mais uniforme e previsível. Com isso, o data center economiza energia em suas operações.3
A virtualização permite executar vários servidores virtuais em um único servidor físico, consolidando a carga de trabalho e melhorando o uso dos recursos. Ao aproveitar melhor o hardware existente, a virtualização reduz a quantidade de servidores físicos necessários, diminui o consumo de energia e torna a infraestrutura do data center mais eficiente.
Os data centers verdes priorizam a computação responsável, ou seja, a otimização das cargas de trabalho e do uso de recursos. Essa abordagem reduz ou elimina espaços ociosos e permite que as organizações utilizem a infraestrutura de forma mais eficiente em termos energéticos.
A integração de fontes de energia renovável à alimentação elétrica dos data centers é um passo importante para alcançar metas de sustentabilidade e reduzir o impacto ambiental dessas instalações. Ao substituir fontes convencionais, como combustíveis fósseis que emitem gases do efeito estufa, por opções renováveis como solar, eólica ou hidrelétrica, os data centers diminuem sua dependência de energia não renovável.
Essa transição se alinha aos esforços globais de combate às mudanças climáticas e promove uma matriz energética mais limpa e sustentável. Reduzir as emissões de carbono e minimizar a pegada de carbono são metas fundamentais para tornar a operação dos data centers mais sustentável.
Data centers sustentáveis valorizam a reutilização e a otimização dos equipamentos de TI como parte de suas práticas ecológicas. Em vez de descartar e trocar os equipamentos, esses centros prolongam sua vida útil com atualizações, reformas e manutenção eficiente.
Data centers sustentáveis priorizam as práticas de reciclagem responsáveis.4 Quando um equipamento chega ao fim de sua vida útil, a reciclagem correta permite descartar materiais perigosos com segurança e recuperar componentes reutilizáveis para novas iniciativas de reciclagem.
O gerenciamento da infraestrutura de data centers abrange muitas dessas iniciativas. O DCIM oferece uma plataforma centralizada para monitorar e gerenciar diversos elementos da infraestrutura, como distribuição de energia, sistemas de refrigeração e ativos de TI.
Ferramentas de DCIM monitoram o consumo de energia por meio do rastreamento e análise contínuos do uso de energia dentro de um data center.Ao empregar ferramentas avançadas de monitoramento, os operadores de data centers podem obter insights sobre a distribuição e uso de energia em vários componentes, incluindo servidores, sistemas de resfriamento e iluminação.Essa visibilidade em tempo real permite a identificação proativa de ineficiências e a implementação de estratégias de otimização.
Certificações desempenham um papel fundamental no reconhecimento e promoção de práticas sustentáveis dentro de data centers. Certificações e associações notáveis incluem:
Leadership in Energy and Environmental Design (LEED)
O selo LEED destaca o compromisso com práticas de construção e operação responsáveis do ponto de vista ambiental. Para obtê-lo, é necessário atender a critérios específicos de eficiência energética, uso da água, seleção de materiais e impacto ambiental total.
Energy Star
O Energy Star é um programa criado pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) e pelo Departamento de Energia dos EUA (DOE) para promover a eficiência energética. Os produtos com esse selo atendem ou superam os critérios definidos por esses órgãos, mantendo funcionalidade e qualidade com menor consumo de energia.
The Green Grid
The Green Grid é uma associação sem fins lucrativos dedicada a promover a eficiência energética em data centers e ambientes corporativos de computação. Fundada em 2007, ela reúne especialistas de TI, fornecedores e usuários finais para enfrentar, em conjunto, o impacto ambiental das operações dos data centers. A organização oferece recursos, diretrizes e padrões que incentivam práticas sustentáveis e melhoram a eficiência energética no setor.
A computação em nuvem pode reduzir o consumo de energia ao permitir que vários usuários compartilhem os mesmos servidores e aplicações físicos. No entanto, esse impacto positivo não é garantido, ele depende de diversos fatores.
Do lado positivo, a computação em nuvem permite a consolidação de recursos computacionais em data centers centralizados operados por provedores de serviços de nuvem. Essa consolidação resulta em uso mais eficiente de recursos, reduzindo o consumo total de energia associado a empresas individuais que operam seus próprios servidores locais.
Os provedores de nuvem podem otimizar cargas de trabalho, alocar recursos de forma dinâmica e adotar tecnologias com eficiência energética, gerando economia em larga escala. Equipamentos e soluções de resfriamento eficientes são fundamentais para ampliar esses benefícios.
Por outro lado, a expansão da computação em nuvem também impulsionou o crescimento global dos data centers e o aumento significativo do consumo energético. O relatório de 2023 sobre o mercado dos EUA indica que o consumo de energia dos data centers deve dobrar até o fim da década, impulsionado pela demanda por racks prontos para IA e aprendizado de máquina.5 A transferência de dados entre a nuvem e os usuários também consome muita energia, especialmente quando há grande distância entre eles.
Para gerar um impacto líquido positivo, as organizações devem enfatizar a otimização das cargas de trabalho e priorizar o uso eficiente dos recursos e a eliminação de desperdícios ociosos em sua estratégia de nuvem. Devem usar um provedor com uma rede distribuída de armazenamento em data centers e servidores localizados mais próximos dos usuários.Isso reduz os custos energéticos das transferências de dados. E as organizações devem investir em hardware e infraestrutura energeticamente eficientes (ou trabalhar com um provedor que o faça) e enfatizar a eficiência na transferência de dados.
O impacto geral muitas vezes depende da eficiência energética das operações de data center do provedor de nuvem. Organizações que desejam seguir uma estratégia de energia verde precisam considerar isso.
Data centers verdes ajudam a abordar as crescentes preocupações em torno do consumo de energia, impacto ambiental e sustentabilidade. Data centers verdes oferecem uma série de incentivos, incluindo:
- Redução de custos: os data centers verdes ajudam a cortar gastos operacionais ao melhorar a eficiência energética e otimizar o uso de recursos.
- Impacto ambiental reduzido: com práticas ecológicas desde a construção até o funcionamento, esses data centers verdes diminuem o desperdício eletrônico, conservam recursos e ajudam com a pegada de carbono.
- Maior eficiência energética: data centers verdes usam menos energia, reduzindo o consumo total de energia e o impacto ambiental associado.
- Aumento da sustentabilidade: a ênfase na reutilização de equipamentos, reciclagem responsável e construção sustentável ajuda a garantir a sustentabilidade de longo prazo dos data centers.
Recursos
Notas de rodapé
Todos os links são externos so site ibm.com
1“Cost, environmental impact, and resilience of renewable energy under a changing climate: a review,” Ahmed I. Osman, Lin Chen, Mingyu Yang, Goodluck Msigwa, Mohamed Farghali, Samer Fawzy, David W. Rooney & Pow-Seng Yap, Springer Link, 28 de outubro de 2022
2 "Combined Heat and Power Basics ", Energy.gov
3 "Green Power Partnership ", EPA.gov
4“Re-use, refurb, recycle: Circular economy thinking and data center IT assets,” Dan Swinhoe, Data Center Dynamics, 08 de março de 2022
5“Newmark: US data center power consumption to double by 2030,” Matthew Goodwin, Data Center Dynamics, 15 de janeiro de 2024