Mantener el aire puro en el interior de las instalaciones de los centros de datos es fundamental para operar con plena eficiencia y proteger los equipos electrónicos. Los operadores deben encontrar un equilibrio entre esto y la minimización del uso de energía para sistemas de climatización, que aumenta las emisiones de gases de efecto invernadero. Tony Abate, vicepresidente y director de tecnología de AtmosAir Solutions, analiza una forma de lograr ambas cosas.
La creciente necesidad de construir nuevos centros de datos (y de modernizar los existentes) para satisfacer las demandas de la IA está poniendo un nuevo énfasis en la utilización de tecnologías para que funcionen de manera más eficiente y sostenible. La IA requiere más capacidad de procesamiento de datos, alta potencia computacional y funcionamiento continuo. Todo esto se traduce en una mayor capacidad de los centros de datos, más superficie y más máquinas en funcionamiento.
Se ha dicho muchas veces que los centros de datos se han vuelto esenciales para nuestra vida moderna. Piense en todas las cosas que toca a diario que se transmiten a servicios basados en la nube, todos los cuales tienen servidores alojados en centros de datos. Los ordenadores de sobremesa o portátiles, los teléfonos inteligentes, los timbres inteligentes e incluso su coche envían y reciben datos desde una ubicación centralizada.
Por ello, el crecimiento y la demanda de centros de datos no tienen precedentes. Según McKinsey, se espera que el mercado de centros de datos crezca de una demanda actual de 25 GW en 2024 a 80 GW en 2030. Para ponerlo en perspectiva, 1 GW equivale a mil millones de vatios. Una planta eléctrica de 1 GW podría abastecer a 876,000 hogares durante un año. Los centros de datos consumirán una cantidad significativa de energía y aumentará significativamente la necesidad de construir nuevas instalaciones y mejorar las antiguas.
Estos centros de datos necesitarán más energía no solo para operar las máquinas, sino también las instalaciones. Un factor importante en estos edificios de gran superficie es la calefacción, la ventilación y el aire acondicionado.
Mirar el cuadro más grande
Hay dos aspectos importantes que se deben tener en cuenta en materia de climatización que ayudarán a que los centros de datos funcionen mejor. Uno de ellos es la capacidad de refrigeración suficiente; las máquinas generan calor y se necesitan temperaturas más frías. Los centros de datos con servidores de alta densidad necesitan mantener temperaturas entre 64 y 72 °F para garantizar que los chips de las máquinas no se sobrecalienten, lo que impediría su rendimiento y provocaría fallos. Esto puede tener un efecto catastrófico en los centros de datos, donde se confía en que la mayoría de las máquinas funcionen de forma continua.
La importancia de la calidad del aire
El acondicionamiento del aire exterior es un factor importante en cualquier edificio donde el control de la temperatura es fundamental. Aquí es donde se utiliza la mayor parte de la energía de HVAC. El uso de estrategias para limitar la entrada de aire exterior es fundamental para mejorar la eficiencia energética en un centro de datos.
Las partículas de polvo que se introducen desde el exterior o el interior del edificio pueden acumularse en los servidores y dificultar la refrigeración, lo que provoca fallos en los equipos. Además, los contaminantes gaseosos como el dióxido de azufre y el sulfuro de hidrógeno pueden ser corrosivos y dañar los servidores. Las medidas típicas que se toman para reducir estos contaminantes son aumentar el aire exterior para diluir los contaminantes gaseosos o utilizar filtros de carbón activado para absorber estos gases. Los filtros de medios para tratar las partículas de polvo fino suelen ser MERV 11 a 13 y muchas instalaciones utilizan filtración multietapa con prefiltros y filtros finales que pueden tener una eficiencia de hasta HEPA. Los filtros de alta eficiencia restringirán el flujo de aire, lo que dificultará la refrigeración y hará que se utilice más energía.
Energía más limpia y verde
Los centros de datos se enfrentan a desafíos considerables. Según la Oficina de Eficiencia Energética y Energías Renovables, solo el 20 % de la energía eléctrica disponible proviene de una fuente sostenible, como la solar, la eólica o la hidroeléctrica. Dada la alta demanda energética de los centros de datos, ¿cómo pueden funcionar de manera más sostenible?
Algunos han empleado estrategias como paneles solares en los techos, dada la gran superficie de estas instalaciones, que pueden generar energía sostenible. También existen muchas oportunidades para reducir la demanda de energía para acondicionar la instalación. Limitar la introducción de aire exterior puede tener un efecto importante en la reducción de la demanda de energía. Además, una menor cantidad de aire exterior reducirá los contaminantes como las partículas PM 2.5 que deben filtrarse.
La implementación de estrategias para utilizar tecnologías avanzadas de purificación del aire, como la ionización bipolar del aire, puede limpiar el aire, reducir las partículas y los compuestos gaseosos y permitir que el edificio recircule más aire acondicionado a la temperatura adecuada y utilice significativamente menos energía. Además, una mejor limpieza del aire, como se describió anteriormente, puede reducir la necesidad de filtros de medios de alta eficiencia. El uso de un filtro con una clasificación MERV más baja reducirá la restricción del flujo de aire, lo que reducirá las necesidades de potencia de los ventiladores de los equipos de HVAC y producirá un mejor flujo de aire para la refrigeración tan necesaria. Ambos efectos darán como resultado una menor demanda de energía.
En particular, la tecnología de ionización bipolar provoca una descomposición en fase gaseosa de los contaminantes gaseosos, lo que reduce estos elementos potencialmente corrosivos y hace que las partículas se aglomeren, volviéndose más grandes y pesadas, donde los filtros menos eficientes pueden capturarlas mejor. Otro beneficio de esta tecnología es la neutralización de la carga estática, ya que la tecnología produce iones positivos y negativos, tal como se encuentran en la naturaleza. Esta neutralización de la estática evitará que las partículas de polvo se acumulen en los servidores y les permitirá funcionar a menor temperatura y de manera más eficiente.
Todas estas opciones reducen la necesidad de energía y disminuyen la huella de carbono de la instalación, lo que ayuda a cumplir los objetivos de sostenibilidad.
Monitorizar para minimizar
En la actualidad, muchos edificios controlan la calidad del aire interior en tiempo real para funcionar de manera más eficiente y sostenible. Conocer los niveles de CO2 puede orientar a una instalación para realizar ajustes automáticos en la ventilación exterior. El seguimiento de los niveles de partículas puede ayudar a la instalación a utilizar un mantenimiento basado en el rendimiento, como el reemplazo de filtros según los datos de calidad del aire interior, en lugar de un mantenimiento prescriptivo basado en el calendario.
A medida que crece la demanda de centros de datos y aumenta la energía necesaria para operarlos, el uso de estrategias creativas como la limpieza y el monitoreo avanzados del aire puede ayudar a minimizar el uso de energía de las instalaciones y mejorar la sustentabilidad y el impacto en el medio ambiente.