3 de septiembre de 2025
Eficiencia energética en data center
¿Sabías que para 2030 todos los centros de datos consumirán tanta electricidad como un país entero? La International Energy Agency estima un aprox. de 945 TWh, casi lo mismo que Japón hoy en día. Recuerda que a nivel global estamos en plena evolución de la IA, y el entrenamiento y la ejecución de modelos se realiza principalmente en centros de datos. Para que tengas una idea: cada correo de 100 palabras que genera Chat GPT gasta energía y agua, consume una botella de agua de 519 ml. Ahora multiplica eso por los miles de millones de usuarios que teclean instrucciones cada minuto.
Pero sin ir tan lejos, ¿qué tal va la eficiencia energética en tu empresa? ¿Qué tan sostenible es el centro de datos de tu industria? En este post te contamos la manera de medir la eficiencia energética en un data center, las tecnologías, los métodos y los factores que más influyen.
¿Qué significa eficiencia energética en un data center?
La eficiencia energética en los centros de datos se refiere a la capacidad de ejecutar las operaciones informáticas con el menor consumo de energía posible, garantizando la funcionalidad y fiabilidad de la infraestructura las 24 horas del día, los 7 días a la semana.
Los servidores, los sistemas de almacenamiento de grandes volúmenes de datos, los equipos de red y la infraestructura de soporte (iluminación, enfriamiento, sistemas eléctricos y de seguridad) son componentes que requieren un alto suministro energético en los centros de datos, para poder prestar servicios digitales, procesar cómputos elevados y, al mismo tiempo, garantizar la climatización requerida, la distribución eléctrica, el control de accesos etc.
Por lo tanto, la eficiencia energética en centros de datos es esencial para minimizar tanto el impacto ambiental como los gastos operativos generados, manteniendo el rendimiento y la funcionalidad, contribuyendo al ahorro de energía en empresas. Pero ¿qué implica esta eficiencia? Emplear arquitecturas y equipos avanzados que reduzcan la relación entre la energía total y la energía IT (PUE), los litros de agua usados (WUE), las emisiones de carbono… que suministren la misma capacidad de cómputo con un menor gasto de energía.
¿Cómo medir la eficiencia energética en un data center?
Si nos enfocamos en la electricidad consumida, al agua utilizada y al carbono generado en un centro de datos, las principales métricas son las siguientes:
PUE (Power Usage Effectiveness)
La efectividad del uso de la energía PUE es una métrica ampliamente utilizada para calcular la eficiencia energética en los data center. Se define como la relación entre la energía total consumida por la instalación y la energía consumida por el equipo de TI (servidores, almacenamiento y redes). Su fórmula es:
PUE =Consumo de energía total de cetro de datosConsumo de energía de equipamiento de TI
Donde:
- Consumo de energía total de centro de datos: es la energía total de la instalación del data center, que incluye las cargas de equipo de TI, de los sistemas de iluminación, sistemas de enfriamiento, equipos de suministro de energía, etc.
- Consumo de energía de equipamiento de TI: es la energía que se suministra exclusivamente al equipamiento informático principal, donde ocurre el cómputo, procesamiento y transmisión de datos. Abarca los servidores, el equipos de almacenamiento y de redes y otros de control, como las consolas KVM y dispositivos de monitoreo.
La PUE es una métrica a la que se debe dar seguimiento, siempre contrastando los datos con el cálculo inicial. En términos sencillos, refleja cuánta energía “extra” se gasta en mantener la infraestructura TI. Mientras más bajo sea el valor arrojado, existe mayor eficiencia energética del data center
La eficiencia del sistema de aislamiento de fachadas, en la envolvente del edificio, también influye en el rendimiento del data center. Los puentes térmicos pueden afectar negativamente a la PUE, al incrementar el consumo de energía sin que exista un aumento de la productividad de TI.
Un PUE 1,0 refleja una eficiencia ideal, en donde toda la energía al centro de datos es utilizada solo en TI (nada en refrigeración, iluminación, seguridad, etc.). Lo que es inalcanzable en la práctica.
|
DCiE (Data Center Infrastructure Efficiency)
La eficiencia de la infraestructura del centro de datos DCiE es el recíproco de PUE, expresado en porcentaje. Su fórmula se define como el porcentaje de lo que resulta de dividir la energía consumida por TI entre la energía total que llega al centro de datos.
DCiE =(Energía consumida por el equipo de TI /Energía total del centro de datos) X 100%
o
DCiE =(1/PUE) X 100%
Por ejemplo:
|
WUE (Water Usage Effectiveness)
WUE es un indicador de la sostenibilidad de los centros de datos, en términos de uso de agua. Se calcula al obtener la relación de la cantidad de agua utilizada en la refrigeración del data center (chillers, torres de enfriamiento, circuitos de agua, humidificación, etc.) por cada unidad de energía de TI.
WUE =Consumo de agua del centro de datos (en litros) / Energía consumida por el equipo de TI (en kWh – kilovatios por hora)
¿Qué relación tiene el agua con la energía en un centro de datos? A medida que se consume mayor cantidad de energía para procesar operaciones y solicitudes, mayor es la cantidad de agua que se requiere para refrigerar procesadores y chips.
Cuánto menor es la métrica WUE, la eficiencia energética de los centros de datos es mayor.
|
CUE (Carbon Usage Effectiveness)
La eficiencia en el uso del carbono CUE se calcula dividiendo las emisiones totales de CO2 que se generan en el data center entre la energía consumida en el equipo de TI.
CUE =Emisiones totales de CO2 del centro de datos (en kg de CO2) / Energía consumida por el equipo de TI (en kWh)
CEU estima qué tan limpia o contaminante es la energía que se consume en el centro de datos. Y ello depende de la fuente de energía. Un CUE igual a “0” indica que el data center opera con fuentes de energía libres de carbono.
| Por ejemplo, dos data center pueden presentar la misma eficiencia del uso de la energía (PUE), pero un CUE distinto. Si uno opera con free cooling se alimenta de un mix energético de bajas emisiones, o incorpora motores Stage V en sus generadores de respaldo, tendrá un CUE más bajo. En cambio, si el otro utiliza refrigeración mecánica que se alimenta de fuentes con más emisiones, su CUE será más alto. Recuerda que las diferentes fuentes de energía (gas, carbón, renovables, etc.) presentan distintos factores de emisión de carbono. |
Gestión de la energía en el centro de datos
La gestión energética inteligente en un centro de datos implica controlar, equilibrar, hacer seguimiento y optimizar de forma proactiva todos los flujos de energía. En la práctica esto requiere una combinación de hardware de alto rendimiento, sensores de consumo, software de control y otras herramientas avanzadas.
Monitorización de consumo en tiempo real
La base de la eficiencia energética en los centros de datos es la monitorización continua, inteligente y en tiempo real de variables críticas, como el consumo eléctrico de cada equipo, la carga de los servidores, la temperatura y humedad de cada área física…
Al incorporar sistemas de monitorización impulsados por la IA, se consigue el ajuste automático en tiempo real. Por ejemplo, los sensores y algoritmos de IA son capaces de identificar variaciones y ajustar dinámicamente los sistemas de distribución de carga y refrigeración. Además, los sistemas de IA identifican picos anómalos y detectan ineficiencias puntuales
Optimización de la distribución eléctrica
La escalabilidad es una de las prioridades en la arquitectura de la distribución de energía en un centro de datos.
- Debe ser lo suficientemente flexible para expandir o contraer su capacidad energética disponible, según la demanda, al añadir cajas de derivaciones adicionales o reubicando las derivaciones existentes en el canal.
- Se busca un diseño de “huella cero”, en donde la infraestructura eléctrica (canalizaciones, UPS, transformadores…) se integren de tal forma que no ocupen área adicional en el espacio en blanco (sala de TI).
Las arquitecturas modernas emplean distribución en corriente continua DC en ciertos tramos, o sistemas de alimentación modular. Además, el uso de soluciones de canalizaciones de barras abiertas facilita la alimentación descentralizada de los racks, reduciendo el cableado tradicional y disminuyendo la pérdida de energía.
Automatización de cargas
La automatización de cargas de trabajo consiste en ajustar dinámicamente qué servidores o servicios están activos según la demanda, para evitar desperdiciar energía. Además, las plataformas modernas incorporan algoritmos de autoscaling y balanceo de carga automatizados, que redistribuyen tareas entre servidores para mantener una utilización óptima.
Por otro lado, la automatización puede equilibrar la carga entre fuentes de energía, por ejemplo, priorizando baterías o generadores durante picos de tarifa eléctrica. Además puede automatizarse la estrategia de demanda, como aplazar procesos intensivos a horarios valle.
Sistemas inteligentes
Cuando se habla de sistemas inteligentes se engloba el uso de softwares avanzados y redes de sensores IoT para optimizar el centro de datos. Por ejemplo, se deben incluir desde los sistemas de gestión de edificios BMS, que controlan temperatura, humedad y otras variables ambientales hasta soluciones de gestión de infraestructura DCIM y SCADA industrial.
Estos sistemas pueden programarse con reglas o incluso emplear IA para reaccionar automáticamente a las condiciones. Por ejemplo, pueden ajustar la velocidad de los ventiladores CRAC/CRAH según la carga térmica detectada en cada pasillo, o modificar perfiles de operación del UPS en función del estado de la red.
Tecnologías para mejorar la eficiencia energética
El avance tecnológico ha brindado numerosos métodos para garantizar la eficiencia energética en la industria y los data center. Por ejemplo:
Sistemas de refrigeración eficientes
Para garantizar temperaturas de funcionamiento óptimas en un centro de datos, algunos de los métodos más habituales de refrigeración que mejoran la eficiencia energética son los siguientes:
- Free cooling. Este método ayuda a la eficiencia energética en empresas y centros de datos. Logra reducir la temperatura del aire mediante el uso del aire frío exterior o agua fría, en su estado natural. Por supuesto, en la práctica, el free cooling no es completamente gratuito, ya que se necesitan bombas, ventiladores y un equipo de filtración. Requiere controlar el aire suministrado a los equipos informáticos: si el aire exterior presenta temperaturas muy bajas, es preciso mezclarlo con aire caliente del data center; si el aire exterior está a una temperatura elevada, se necesita implementar un mix con refrigeración mecánica.
- Contención térmica. Consiste en separar por completo el flujo del suministro de aire frío del flujo de aire caliente que sale de los equipos. En términos sencillos, evita que se mezclen el aire frío y el caliente. Es un sistema que mejora considerablemente la eficiencia energética en la industria y centro de datos. Entre los tipos de contención térmica existen:
- Contención térmica de pasillo frío. Es un sistema de refrigeración focalizado. Consiste en cerrar un pasillo frío (paneles de techo y puertas del generador) de racks de servidores, mantener el aire frío y redirigirlo a las entradas de aire de los servidores.
- Contención térmica de pasillo caliente. Consiste en crear una barrera física (como un falso techo) en el pasillo de racks de servidores, para conducir el flujo de aire caliente de escape hacia el sistema de retorno del aire acondicionado.
- Refrigeración líquida. Lo que hace es aprovechar las propiedades de transferencias térmicas que posee el agua, que son mayores que en otros fluidos. Por ejemplo, la transferencia térmica del agua es 3.000 veces más eficaz que la del aire.
Uso de energías renovables
No basta solo con mejorar la eficiencia en la gestión de la energía, también es importante aprovechar la energía procedente de fuentes renovables. Por ejemplo, los centros de datos pueden ser alimentados con energía solar o eólica, o implementar una combinación de estas fuentes de energías renovables con soluciones de almacenamiento avanzadas, como el battery power generator que contribuye a la reducción de emisiones de CO2.
Inteligencia artificial aplicada a la eficiencia operativa
La IA y el Aprendizaje Automático se integran cada vez más para afinar la operación y la eficiencia energética en las empresas y en los centros de datos. Por ejemplo, equipos y sistemas inteligentes pueden analizar grandes volúmenes de datos provenientes de los sensores de temperatura y consumo energético, para realizar ajustes en tiempo real con base en sus propias predicciones.
Por ejemplo, existen sistemas que funcionan con redes neuronales que predicen las temperaturas internas con una hora de anticipación y realizan acciones correctivas de manera automática. También pueden optimizar la distribución de cargas en diferentes racks de servidores.
Factores que influyen en la eficiencia energética de un centro de datos
Son varios los factores que pueden condicionar la eficiencia energética en la industria y en los centros de datos. Principalmente:
Diseño de la infraestructura
El sistema de aislamiento de la fachada en los centros de datos puede minimizar la transferencia de calor y elevar la eficiencia energética de los sistemas de refrigeración. Una de las soluciones más efectivas son las fachadas verdes que, además de mejorar la PUE, mitigan el ruido generado por los equipos, fomentan la biodiversidad, ayudan a la integración del data center al entorno urbano y se alinean con la normativa medioambiental de UE.
Ubicación geográfica
Lo primero es seleccionar una ubicación segura con acceso a energía, redes de comunicaciones y agua. Esta disponibilidad impactan tanto en el coste como en la eficiencia y huella de carbono. Además, la temperatura y humedad promedio del entorno afectan directamente la eficiencia de los sistemas de refrigeración, sobre todo si se desea implementar free cooling.
Nivel de carga
Un data center sobredimensionado, diseñado para más carga de la que realmente opera, funciona con baja eficiencia ya que trabaja en un rango lejos del punto óptimo. Por supuesto, es común que los centros de datos operen entre el 80% y 85% de su capacidad. Pero se debe considerar un diseño modular, para mitigar los efectos de la subutilización de la infraestructura.
En LoxamHune te ayudamos a ahorrar energía y a maximizar resultados. Contáctanos. Somos líderes en el servicio de alquiler de equipos eficientes.
