Capacity explora cómo la carrera por satisfacer la creciente demanda digital está transformando el diseño de los centros de datos
La creciente demanda de servicios digitales, que abarcan desde la computación en la nube hasta las cargas de trabajo de inteligencia artificial, ha desencadenado un auge de la construcción en la industria de los centros de datos, a medida que las empresas compiten por expandir la capacidad para satisfacer las insaciables necesidades globales.
Microsoft, por ejemplo, planea invertir 80 millones de dólares en centros de datos enfocados en IA solo en 2025, y la mitad de esa suma se destinará a proyectos en Estados Unidos. De manera similar, el banco japonés SoftBank tiene la ambición de invertir 100 millones de dólares en infraestructura de IA en todo Estados Unidos durante los próximos cuatro años.
Este crecimiento explosivo se refleja en la proyección de que el mercado de centros de datos podría dispararse a una valoración de 483 mil millones de dólares para 2029, según estimaciones de DLA Piper y TMT Finance.
Sin embargo, la magnitud de esta inversión conlleva importantes desafíos. Los centros de datos son notoriamente intensivos en recursos, consumen enormes cantidades de energía y ocupan un espacio físico considerable.
La Fundación Jack Kemp, un grupo de expertos estadounidense, estima que una sola consulta en ChatGPT demanda aproximadamente 10 veces la energía de una búsqueda estándar en Google, y que la creciente demanda podría aumentar las facturas de energía de los consumidores y las pequeñas empresas hasta en un 70% en los próximos cinco años.
Capacidad examina cómo los operadores de centros de datos y las empresas de construcción están afrontando las presiones gemelas de escalar rápidamente para satisfacer la demanda y, al mismo tiempo, garantizar que sus proyectos se construyan de manera sustentable.
Viviendo en un mundo material
Cada vez es más habitual pensar que el funcionamiento de los centros de datos es la principal causa de las emisiones energéticas de un emplazamiento. Sin embargo, la construcción de nuevas instalaciones puede ser tan sucia como su funcionamiento.
El acero utilizado en los centros de datos se deriva en gran medida de minerales de hierro, creados mediante un proceso conocido como alto horno-horno básico de oxígeno, o BF-BOF, que tradicionalmente utiliza hornos que queman carbón.
También existe el hormigón, fabricado a partir de cemento, que utiliza hornos gigantescos alimentados por grandes cantidades de combustibles fósiles. Las cifras de la firma de arquitectura Gensler sugieren que, en el caso de los centros de datos, el hormigón puede representar hasta el 80% de las emisiones de carbono incorporadas de un emplazamiento.
Dale Crawford, director ejecutivo del Steel Tube Institute, dijo a Capacity que, como la vida útil de un centro de datos puede ser tan corta como siete a diez años, los desarrolladores deben tener cuidado con los materiales que emplean para obtener una evaluación precisa de la sostenibilidad de un sitio.
“Solo el 15% de los residuos de madera se recicla, pero el 98% del acero estructural se reutiliza o recicla al final de la vida útil de un edificio, sin que se degrade su calidad ni su aleación”, afirma Crawford. “Asimismo, los conductos de acero son fáciles de separar y son el material más reciclado del mundo: cada año se reciclan entre 60 y 80 millones de toneladas de chatarra de acero”.
En el sector del hormigón, empresas como Eco Material Technologies utilizan puzolanas, o sustitutos del cemento en polvo fino, para ofrecer mezclas de hormigón con un contenido de carbono muy reducido. La empresa toma productos de desecho como las cenizas volantes de las plantas de carbón, los trata mediante su sistema ES Efficient Carbon Offloading (ECO) y luego los utiliza para fabricar cemento duradero y de alta resistencia que contiene mucho menos carbono que el cemento Portland tradicional.
Los productos de Eco Material están presentes en aproximadamente la mitad de los centros de datos construidos en EE. UU. y se están utilizando en la construcción de proyectos como la nueva planta de chips de TSMC en Arizona, las plataformas de lanzamiento de SpaceX en Texas y las instalaciones de fabricación de baterías y semiconductores de Samsung en Taylor, Texas.
Grant Quasha, director ejecutivo de Eco Material Technologies, dice que algunas empresas han “intervenido” en los detalles más finos para intentar reducir la intensidad de las emisiones de estas estructuras de construcción.
Quasha explica que, si bien algunas empresas de construcción se mostraron “ambivalentes” en cuanto al contenido del hormigón, los desarrolladores y usuarios finales, como los del espacio del centro de datos, son personas conscientes que miran atentamente su cadena de suministro.
“Empresas como Meta tienen grupos que están probando todos estos materiales avanzados en estas diferentes recetas para determinar el diseño de combinación óptimo para crear sus centros de datos”, agrega.
Los nuevos centros de datos que tienen conciencia ambiental pueden aplicar productos como el cemento verde de Eco Material, PozzoSlag, para reemplazar entre el 50 y el 60 % del cemento y el concreto, duplicando efectivamente el ahorro de emisiones en comparación con el uso de materiales cementicios complementarios tradicionales.
Quasha revela que PozzoSlag de Eco Material tiene aproximadamente el mismo precio que el cemento Portland, pero genera mucho menos carbono durante la construcción.
Abordar las emisiones de Alcance 3 con diseños más inteligentes
Un operador de centros de datos que es activamente consciente de sus emisiones de Alcance 3 (aquellas generadas no por la propia empresa sino a través de la cadena de suministro) es Compass Datacenters.
Nancy Novak, directora de innovación de Compass, dice que es fundamental que la empresa analice el impacto ambiental de toda su cadena de suministro y no únicamente de las operaciones de un sitio.
“El entorno construido, es decir, todo lo relacionado con el mundo de la construcción, genera nominalmente entre el 45 y el 50 % de todas las emisiones de gases de efecto invernadero en el mundo”, explica Novak. “De esa cantidad, entre el 12 y el 15 % corresponde únicamente a la ejecución de un proyecto, y el resto al mantenimiento, la operación y la modernización de las instalaciones.
“En la industria de los centros de datos, es como pintar un barco: cada tres años, se realiza un reescalado, una actualización y, cuando se entregan los últimos espacios de datos, ya se está empezando a renovar y actualizar con las nuevas tecnologías”.
Como parte de sus esfuerzos, Novak y el equipo de Compass han estado tratando meticulosamente de medir la parte de Alcance 3 de sus instalaciones, un enfoque que condujo a una mejora de la sostenibilidad del 18 al 19 % al realizar cambios en las prácticas fuera del sitio.
“Estamos investigando en profundidad a cada uno de nuestros socios de la cadena de suministro y analizando sus prácticas para poder hacer un seguimiento de nuestra huella de carbono y luego compararla con los estándares de la industria para poder decir empíricamente: aquí es donde estamos, aquí es donde podemos mejorar y aquí está el motivo por el que es mucho mejor que hacerlo de manera tradicional”.
Además de los esfuerzos sustentables de Compass, Novak enfatiza la importancia de la fabricación fuera del sitio y de un enfoque de prefabricación basado en componentes.
Al aprovechar su cadena de suministro, Compass puede crear diseños de centros de datos modulares altamente personalizables y adaptados a la fabricación, mejorando así el rendimiento ambiental general en comparación con las construcciones tradicionales.
Novak explica: “Cuando observas nuestros diseños, tenemos todo el patio de equipos, desde nuestras paredes de aire, incluidas nuestras paredes de aire híbridas que son tanto de agua como de aire, así como nuestros generadores, centros de energía y toda nuestra estructura, junto con nuestros plenums, para llevar las cosas a un entorno fuera del sitio”.
Sin embargo, la sostenibilidad va más allá de centrarse simplemente en el equipamiento; Novak hace hincapié en un enfoque holístico de los diseños. Reunir a un equipo diverso ayuda a impulsar los diseños aún más.
“Este enfoque holístico nos brinda una fuerza laboral más diversa, más segura y de mayor calidad”, afirma Novak. “Y debido a la repetibilidad en los principales espacios mecánicos, eléctricos y de plomería de un centro de datos, se logra una reducción de costos gracias a las economías de escala. Esa es la estrategia más importante que ha tenido Compass y ha tenido mucho éxito con nuestra cadena de suministro estrechamente acoplada”.
Mantener la temperatura fresca: el papel de los sistemas de aire
Algunos centros de datos dependen del enfriamiento por aire en lugar de líquido para reducir la enorme cantidad de calor que generan los servidores en constante funcionamiento.
De acuerdo con Guía de Vertiv sobre sistemas de refrigeración para centros de datosLa temperatura de funcionamiento ideal para estas instalaciones suele oscilar entre 70 y 75 °F (21 y 24 °C).
Para mantener las temperaturas bajo control, Tony Abate, vicepresidente y director de tecnología de AtmosAir Solutions, dice que los operadores necesitan emplear tecnologías de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) eficientes y sostenibles.
“Los centros de datos deben introducir cantidades sustanciales de aire exterior para enfriar los edificios y evitar el ‘calor letal’, que puede dañar los componentes y provocar fallos”, explicó Abate a Capacity. “Este aire exterior debe filtrarse para eliminar la suciedad, el polen y los contaminantes de la combustión, partículas que pueden acumularse en los filtros de los equipos y en los disipadores de calor, lo que reduce la eficiencia de refrigeración y aumenta las temperaturas de funcionamiento”.
Una de las soluciones que destaca Abate es la ionización bipolar (BPI), una tecnología de purificación del aire relativamente nueva que podría ayudar a prolongar la vida útil de los equipos del centro de datos.
Abate explica: “Estos sistemas neutralizan la carga estática, que puede dañar los equipos electrónicos sensibles, y reducen la cantidad de aire exterior necesario. Esto reduce el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero, lo que hace que los centros de datos sean más respetuosos con el medio ambiente”.
Además, la tecnología BPI mejora la calidad del aire interior al mantenerlo en perfecto estado. “Los tubos BPI ayudan a garantizar que las instalaciones funcionen con la máxima eficiencia, protegiendo los equipos electrónicos y minimizando el uso de energía de los sistemas de climatización, que de otro modo puede aumentar las emisiones de gases de efecto invernadero”, añade Abate.
Sostenibilidad en acción: lecciones de LuxConnect
Un operador europeo que sitúa la sostenibilidad como prioridad en sus instalaciones es LuxConnect, una empresa de centros de datos con sede en Luxemburgo.
El operador tiene una estructura poco ortodoxa en comparación con la mayoría de los demás operadores de centros de datos, ya que fue creado por el gobierno de Luxemburgo, pero, si bien es de propiedad estatal, es una empresa de gestión privada.
Paul Konsbruck, director ejecutivo de LuxConnect, explicó a Capacity que este modelo híbrido le ha permitido priorizar proyectos de sostenibilidad sin las mismas presiones de ganancias a corto plazo que enfrentan los operadores privados.
Desde el principio, LuxConnect ha utilizado exclusivamente energía renovable para alimentar sus instalaciones, obteniendo su electricidad predominantemente de países nórdicos como Finlandia y Noruega, incluida energía hidroeléctrica y eólica, como parte de su política de "huella reducida o nula".
Pero en lugar de centrarse únicamente en el cambio a energías renovables como una forma de hacer que los centros de datos sean más ecológicos, Konsbruck dice que incluso algo tan simple como bajar la temperatura de las salas de servidores en un grado o dos puede "reducir significativamente" el consumo de energía.
El equipo de LuxConnect también ha estado trabajando para ser creativo en la reducción del calor residual, convirtiendo un subproducto en un recurso valioso.
Por ejemplo, la empresa se ha asociado con empresas locales para reutilizar el calor residual en proyectos cercanos, como la calefacción de viviendas y apartamentos para personas mayores que se construirán próximamente. El operador también utiliza Kiowatt, una planta de cogeneración cercana, para convertir la madera desechada de los muebles en electricidad.
Konsbruck explica: “La planta quema madera desechada, por lo que el calor que normalmente se libera a la atmósfera se inyecta en la red eléctrica de la zona de negocios cercana. Parte del calor generado por la turbina se utiliza para secar madera fresca para la producción de pellets de madera. Luego, el 65% del calor restante se convierte en agua fría, que luego se transporta a través de una red subterránea de regreso al centro de datos”.
Es un proceso complicado, pero el director general dice que LuxConnect está orgulloso del mismo, ya que reduce las emisiones totales de CO2 de Luxemburgo en aproximadamente 27,000 toneladas métricas por año, además de ahorrarle dinero al operador.
Konsbruck afirma que los esfuerzos de LuxConnect demuestran que la sostenibilidad y la rentabilidad del centro de datos no son mutuamente excluyentes y que la empresa está dispuesta a liderar con el ejemplo.
“Si quieres convencer a otros actores del mercado de que sean lo más sostenibles posible, debes empezar tú mismo”, afirma. “Seguiremos haciéndolo también para demostrar a los demás que es posible ser rentable por un lado y, por otro, tener un fuerte compromiso con la sostenibilidad”.