2 de abril de 2024
Un centro de datos ecológico, o centro de datos sostenible, es una instalación que alberga una infraestructura de TI y utiliza tecnologías de eficiencia energética para optimizar el uso de la energía y minimizar el impacto medioambiental.
Las organizaciones utilizan centros de datos ecológicos para lograr una mayor eficiencia energética y de recursos, ciclos de vida de infraestructura más largos, reducir los costes del centro de datos y minimizar el impacto del carbono. Una forma de lograrlo es mediante la reutilización o el reciclaje de equipos físicos y el calor generado por los sistemas informáticos. Los centros de datos ecológicos también suelen utilizar energía procedente de fuentes renovables, como la solar y la eólica. El objetivo general es priorizar la eficiencia del centro de datos y la sostenibilidad medioambiental mediante el empleo de enfoques inteligentes para la energía.
La sostenibilidad de los centros de datos es una parte importante de la optimización del uso de los recursos organizativos y la promoción de la viabilidad a largo plazo. La adopción de medidas de eficiencia energética ayuda a las organizaciones a reducir costes al reducir el consumo total de energía de los centros de datos.
Al adoptar tecnologías como la virtualización, el hardware de bajo consumo energético y las fuentes de energía renovables en los centros de datos, las organizaciones pueden optimizar el uso de la energía, minimizar los residuos y ahorrar dinero.
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Las organizaciones se han enfrentado durante mucho tiempo a los retos del consumo de energía que acompañan a los centros de datos tradicionales, lo que puede provocar un aumento de los costes operativos y un notable impacto medioambiental1. Estas instalaciones suelen albergar numerosos servidores (y otros equipos informáticos) que consumen grandes cantidades de electricidad para sus funciones de computación, redes y almacenamiento de datos.
Medición de la eficiencia energética
Eficacia del uso de la energía (PUE)
Una métrica utilizada para evaluar la eficiencia de los centros de datos es la efectividad del uso de la energía (PUE). La PUE y la eficacia del uso del carbono, CUE, son métricas desarrolladas por The Green Grid, una asociación sin ánimo de lucro centrada en el avance de la eficiencia energética.
La PUE se calcula dividiendo el consumo total de energía del centro de datos por la cantidad de energía utilizada específicamente para los equipos de TI. Cuanto más cerca esté el cociente de uno, mayor será la eficiencia. La PUE es una herramienta eficaz tanto para medir la eficiencia actual como para medir el impacto en la eficiencia de cualquier cambio en el centro de datos.
Eficacia del uso del carbono (CUE)
La eficacia del uso del carbono se utiliza para evaluar la sostenibilidad del centro de datos en relación con las emisiones de carbono. La fórmula es: CUE = emisiones de CO2 causadas por la energía total del centro de datos dividida por el consumo de energía de los equipos informáticos de TI.
Existen varias estrategias y componentes utilizados en el diseño, el desarrollo y la operación de centros de datos eficientes:
Los centros de datos ecológicos priorizan los diseños compactos y eficientes para minimizar el espacio físico general necesario para la construcción. Este enfoque del diseño del centro de datos no solo conserva los recursos, sino que también ayuda a reducir la huella medioambiental de la instalación.
Los centro de datos ecológicos optan por materiales y prácticas de bajas emisiones que ayudan a garantizar que el propio proceso de construcción minimice la emisión de sustancias nocivas al medio ambiente. Durante la construcción y la puesta en funcionamiento, los centros de datos ecológicos incorporan elementos de infraestructura energéticamente eficientes. Desde los sistemas de iluminación hasta la maquinaria de construcción, los profesionales se esfuerzan por reducir el consumo de energía y promover la sostenibilidad.
Los centros de datos ecológicos también implementan estrategias para minimizar los residuos de construcción, centrándose en el reciclaje de materiales y la gestión responsable de los artículos desechados.
Los sistemas de refrigeración eficientes desempeñan un papel crucial a la hora de abordar los desafíos del consumo de energía dentro de los centros de datos. Las instalaciones tradicionales suelen depender de sistemas de aire acondicionado para refrigerar los servidores y evitar el sobrecalentamiento. Sin embargo, estos sistemas pueden consumir mucha energía, lo que contribuye significativamente al consumo total de energía. La implementación de tecnologías avanzadas de refrigeración, como la refrigeración líquida o la refrigeración de precisión, ayuda a mejorar la eficiencia energética al optimizar el control de la temperatura y reducir la carga de trabajo del aire acondicionado tradicional.
En la refrigeración por aire, el aire frío circula alrededor del equipo para absorber el calor. La refrigeración por aire es un método tradicional y rentable adecuado para centros de datos más pequeños, pero puede tener problemas con cargas de calor de alta densidad.
La refrigeración líquida utiliza un líquido (a menudo agua) para transferir y disipar el calor. La refrigeración líquida ofrece una mayor eficiencia en el manejo del calor de alta densidad, proporcionando un control preciso de la temperatura y reduciendo el consumo de energía. Sin embargo, requiere infraestructura y mantenimiento especializados.
Un enfoque innovador para mejorar la sostenibilidad de los centros de datos implica el uso del calor residual para obtener beneficios energéticos adicionales. En lugar de considerar el calor residual como un inconveniente, los centros de datos lo utilizan con fines beneficiosos.
Uno de los métodos es la cogeneración, o producción combinada de calor y electricidad (PCCE), en la que el calor residual se captura y se utiliza para generar electricidad adicional o proporcionar calefacción a otros procesos. Esto mejora la eficiencia energética general y maximiza la utilidad de la energía generada dentro del centro de datos2
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Las estrategias de contención de pasillos calientes y pasillos fríos también pueden facilitar una refrigeración más eficiente en los centros de datos. Estas estrategias consisten en organizar los bastidores de los servidores para optimizar el flujo de aire y minimizar la mezcla de aire caliente y frío. En una configuración de contención de pasillo caliente, los bastidores de servidores se enfrentan entre sí, y el aire caliente de escape se dirige a un pasillo contenido.
La contención de los pasillos fríos consiste en disponer los racks de servidores de forma que las entradas de aire frío queden enfrentadas, creando un pasillo frío contenido. La contención de los pasillos fríos ayuda a mejorar la eficiencia de la refrigeración, reducir la carga de trabajo de los sistemas de refrigeración y garantizar una distribución de la temperatura más predecible y uniforme. Esto contribuye al ahorro total de energía en las operaciones del centro de datos3
.La virtualización permite que varios servidores virtuales se ejecuten en un solo servidor físico, consolidando las cargas de trabajo y mejorando el uso de los recursos. Al maximizar el uso del hardware existente, la virtualización reduce el número de servidores físicos necesarios, lo que se traduce en un menor consumo de energía y en una infraestructura de centros de datos más eficiente.
Los centros de datos ecológicos hacen hincapié en la informática responsable o en la optimización de las cargas de trabajo y el uso de recursos. Este énfasis ayuda a reducir o eliminar el espacio desperdiciado y permite a las organizaciones hacer un uso más eficiente de los recursos de infraestructura.
La integración de fuentes de energía renovable en el suministro eléctrico de los centros de datos es un paso importante para alcanzar los objetivos de sostenibilidad y reducir el impacto medioambiental de estas instalaciones. Al pasar de las fuentes de energía convencionales, como los combustibles fósiles que emiten gases de efecto invernadero al quemarse, a fuentes renovables como la solar, la eólica o la hidroeléctrica, los centros de datos pueden reducir su dependencia de energías no renovables.
Esta transición se alinea con esfuerzos más amplios para combatir el cambio climático y promueve una combinación energética más limpia y sostenible. Reducir las emisiones de carbono y minimizar la huella de carbono son objetivos fundamentales en la búsqueda de operaciones de centros de datos más sostenibles.
Los centros de datos sostenibles hacen hincapié en la reutilización y la optimización de los equipos de TI como parte de sus prácticas ecológicas. En lugar de desechar y reemplazar el hardware, estos centros prolongan la vida útil de los equipos de TI mediante mejoras, reacondicionamientos y un mantenimiento eficiente.
Los centros de datos sostenibles hacen hincapié en el reciclaje responsable4. Cuando el hardware llega al final de su vida operativa, el reciclaje responsable permite la eliminación adecuada de materiales peligrosos y la recuperación de componentes reutilizables para iniciativas de reciclaje.
La gestión de la infraestructura del centro de datos abarca muchas de estas iniciativas. La DCIM proporciona una plataforma centralizada para supervisar y gestionar diversos aspectos de la infraestructura de los centros de datos, como la distribución de energía, los sistemas de refrigeración y los activos informáticos.
Las herramientas DCIM supervisan el consumo de energía a través del seguimiento y análisis continuos del uso de energía dentro de un centro de datos. Mediante el uso de herramientas avanzadas de monitorización, los operadores de centros de datos pueden conocer mejor la distribución y el uso de la energía en diversos componentes, como servidores, sistemas de refrigeración e iluminación. Esta visibilidad en tiempo real permite la identificación proactiva de ineficiencias y la implementación de estrategias de optimización.
Las certificaciones desempeñan un papel fundamental en el reconocimiento y la promoción de prácticas sostenibles dentro de los centros de datos. Entre las certificaciones y asociaciones más destacadas se incluyen:
Liderazgo en energía y diseño ambiental (LEED)
LEED es una certificación que resalta el compromiso con las prácticas operativas y de construcción ambientalmente responsables. Para obtener la certificación LEED es necesario cumplir criterios específicos relacionados con la eficiencia energética, el uso del agua, la selección de materiales y el impacto medioambiental general.
Energy Star
Energy Star es un programa establecido por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) y el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) para promover la eficiencia energética. Los productos que llevan la etiqueta cumplen o superan los criterios de eficiencia energética establecidos por estas agencias. La atención se centra en mantener la función y la calidad al tiempo que se reduce significativamente el consumo de energía.
The Green Grid
The Green Grid es una asociación sin ánimo de lucro que se centra en el avance de la eficiencia energética en centros de datos y entornos informáticos empresariales. Fundada en 2007, The Green Grid reúne a profesionales del sector, incluidos expertos en TI, proveedores y usuarios finales, para abordar de forma colaborativa el impacto medioambiental de las operaciones de los centros de datos. La organización proporciona recursos, directrices y normas para promover prácticas sostenibles y mejorar la eficiencia energética en todo el sector de los centros de datos.
El cloud computing tiene el potencial de ayudar a reducir el consumo de energía, ya que permite que varios usuarios compartan los mismos servidores físicos y aplicaciones. Sin embargo, el impacto positivo del cloud computing no está garantizado; depende de varios factores.
Desde un punto de vista positivo, el cloud computing permite consolidar los recursos informáticos en centros de datos centralizados gestionados por proveedores de servicios en nube. Esta consolidación se traduce en un uso más eficiente de los recursos, reduciendo el consumo global de energía asociado a las empresas individuales que ejecutan sus propios servidores en las instalaciones.
Los proveedores de servicios en la nube pueden optimizar las cargas de trabajo, asignar recursos de forma dinámica e implementar tecnologías de eficiencia energética, contribuyendo al ahorro de energía a mayor escala. Las tecnologías de refrigeración y hardware energéticamente eficientes contribuyen en gran medida a determinar la magnitud de esta ventaja.
Desde el punto de vista negativo, el auge del cloud computing ha contribuido en gran medida al crecimiento de los centros de datos globales y al consumo sustancial de energía. El Informe General del Mercado de Centros de Datos de Estados Unidos 2023 señala que el consumo de energía de los centros de datos a finales de la década está en camino de duplicar su nivel de 2022, impulsado por la demanda de bastidores preparados para IA y machine learning5. La transferencia de datos hacia y desde la nube también es un proceso que consume mucha energía, en particular cuando los centros de datos están lejos de los usuarios.
Para conseguir un impacto positivo neto, las organizaciones deben hacer hincapié en la optimización de la carga de trabajo, y priorizar el uso eficiente de los recursos y evitar el despilfarro en su estrategia de nube. Deben utilizar un proveedor con una red distribuida de almacenamiento en centros de datos y servidores ubicados más cerca de los usuarios. Esto reduce los costes energéticos de las transferencias de datos. Y las organizaciones deben invertir en hardware e infraestructura energéticamente eficientes (o trabajar con un proveedor que lo haga) y enfatizar la eficiencia en la transferencia de datos.
El impacto general a menudo depende de la eficiencia energética de las operaciones del centro de datos de un proveedor de servicios en la nube. Las organizaciones que quieran seguir una estrategia de energía ecológica deben tenerlo en cuenta.
Los centros de datos ecológicos ayudan a abordar las crecientes preocupaciones en torno al consumo de energía, el impacto medioambiental y la sostenibilidad. Los centros de datos ecológicos ofrecen una serie de incentivos, entre ellos:
- Ahorro de costes: los centros de datos ecológicos contribuyen a reducir los costes operativos gracias a la mejora de la eficiencia energética y la optimización de los recursos.
- Reducción del impacto medioambiental: al incorporar prácticas ecológicas en la construcción y la operación, los centros de datos ecológicos ayudan a reducir la huella de carbono, minimizar los residuos electrónicos y preservar los recursos naturales.
- Mayor eficiencia energética: los centros de datos ecológicos utilizan menos energía, lo que reduce el consumo total de energía y el impacto medioambiental asociado.
- Mayor sostenibilidad: el énfasis en la reutilización de los equipos, el reciclaje responsable y la construcción sostenible ayuda a garantizar la sostenibilidad a largo plazo de los centros de datos.
Recursos
Notas a pie de página
Enlaces externos a 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 y Pow-Seng Yap. Springer Link. 28 de octubre 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. 8 de marzo de 2022.
5“Newmark: US data center power consumption to double by 2030”. Matthew Goodwin. Data Center Dynamics. 15 de enero de 2024.