La demanda de enfriamiento en centros de datos está aumentando y los operadores están ejecutando un acto de equilibrio. A medida que los racks y las cargas de trabajo aumentan con más funciones y servicios de inteligencia artificial (IA), los objetivos de negocio se expanden y los centros de datos transicionan a tecnologías escalables, los operadores de instalaciones están encontrando técnicas y métodos para maximizar la utilización del agua.
¿Qué es la efectividad del uso del agua (WUE)?
Mientras los operadores determinan diseños e innovaciones eficientes de enfriamiento, una métrica y enfoque probado implica el seguimiento de la efectividad del uso del agua (WUE). El WUE mide qué tan eficientemente un centro de datos usa el agua para el enfriamiento. Introducido por The Green Grid, se ha convertido en una métrica clave a medida que la IA impulsa las densidades de rack hasta los 130 kW. Si bien el enfriamiento líquido ofrece una eficiencia energética superior, introduce nuevas demandas de agua que deben gestionarse cuidadosamente para el control de costos y la resiliencia operativa.
El Informe de Uso de Energía en Centros de Datos de EE. UU. 2024 del Laboratorio Berkeley establece que en escenarios proyectados más allá de 2023, se espera que el WUE promedio aumente ligeramente, alcanzando niveles entre los 0.45 y 0.48 L/kWh. Este aumento previsto es impulsado por la expansión de centros de datos hiperescala y de colocación, junto con la creciente adopción de sistemas con enfriamiento líquido.
Gráfica: Proyección del WUE promedio anual más allá del 2023 en data centers de E.E.U.U. (Fuente: Berkeley Lab 2024 US Data Center Energy Usage Report)
El seguimiento del WUE ayuda a los equipos a identificar oportunidades para mejorar la utilización del agua, optimizar las estrategias de enfriamiento y tomar decisiones informadas sobre las actualizaciones de infraestructura. oportunidades para mejorar la utilización del agua, optimizar estrategias de enfriamiento y tomar decisiones informadas en cuanto a mejoras de infraestructura. Para las organizaciones, monitorear y controlar el uso puede traducirse en menor gasto en servicios públicos de la infraestructura, menos problemas regulatorios y una mayor resiliencia a largo plazo.
La siguiente ecuación calcula cuanta agua se utiliza en un centro de datos para soportar cada kilowatt-hora de energía en TI. Un resultado más bajo indica utilización más eficiente del agua.
El seguimiento del WUE establece una referencia. Su mejora contínua comienza con cómo los sistemas de enfriamiento gestionan la reutilización del agua, especialmente a través del ciclo de concentración.
Ciclo de concentración: Una palanca para mejor WUE
Equilibrar el ciclo de concentración (CoC)—la proporción de impurezas sólidas en agua reutilizada y recirculada en comparación con el agua de reposición descargada y concentrada por evaporación— puede reducir las necesidades de agua de reposición hasta en un 20%, contribuyendo al ahorro de costos. Conseguir un CoC equilibrado requiere tratamiento químico para controlar la formación de incrustaciones y el bioensuciamiento, que también protege los intercambiadores de calor posteriores. Los variadores de frecuencia (VFD) en ventiladores y bombas de torre pueden reducir el uso de energía ajustando la salida a la demanda, reduciendo indirectamente el uso de agua al disminuir las tasas de evaporación. Estas medidas pueden mejorar el WUE sin requerir cambios completos en el circuito de enfriamiento.
Estrategias clave para optimizar el uso del agua en centros de datos
Si bien el enfriamiento líquido sigue siendo efectivo, su papel debe sopesarse frente a alternativas emergentes.
- Sistemas de enfriamiento líquido de circuito cerrado: Según EESI, un centro de datos de tamaño mediano que utiliza sistemas de enfriamiento de circuito abierto puede consumir aproximadamente 110 millones de galones de agua anualmente (~416 millones de litros), mientras que las grandes instalaciones de hiperescala pueden usar hasta 5 millones de galones por día (~18.9 millones de litros/día). Los sistemas de circuito cerrado pueden ayudar a los centros de datos a reducir el uso de agua.
- Sistemas de enfriamiento híbridos: Los sistemas híbridos combinan enfriamiento por aire y líquido para mejorar el rendimiento térmico mientras reducen el uso de agua. Estos sistemas suelen operar en modo seco durante la mayor parte del año, usando aire proveniente del entorno para rechazar el calor y mantener un WUE cercano a cero. Funcionan bien en climas moderados pero pueden tener dificultades para mantener la eficiencia en condiciones extremas o durante picos de carga.
- Refrigerantes de bajo GWP como alternativa práctica: Para instalaciones que enfrentan restricciones de agua, los refrigerantes de bajo potencial de calentamiento global (GWP) proporcionan un rendimiento optimizado y tiempo de actividad protegido mientras cumplen con las nuevas regulaciones.
Monitoreo y optimización en tiempo real
La eficiencia del enfriamiento depende de más que el hardware—un control de monitoreo estricto y visibilidad en tiempo real. Los sensores que rastrean cambios de temperatura, humedad y flujo alimentan datos a plataformas que ajustan automáticamente los puntos de ajuste según las condiciones de carga y clima. Sistemas como Vertiv™ Liebert® iCOM™-S analizan cientos de puntos de datos para ajustar con precisión las temperaturas del agua, velocidad de los ventiladores y salida de enfriamiento. Esto puede reducir las fluctuaciones en WUE, señalar anomalías tempranamente y apoyar el mantenimiento predictivo. Para los operadores, esto también significa menos sorpresas, mejor uso de los recursos y rendimiento más estable en cargas de trabajo cambiantes.
Escalando el enfriamiento sin escalar la demanda de agua
Aplicar estrategias enfocadas en WUE, como sistemas de circuito cerrado, enfriamiento híbrido y controles automatizados, puede apoyar las cargas de trabajo de alta densidad mientras se mantiene un consumo de agua estable. Este enfoque ayuda a los operadores a gestionar el uso de recursos con mayor precisión, reducir costos operativos y mantenerse alineados con los estándares ambientales.
Aprenda cómo Vertiv aplica estas estrategias en centros de datos del mundo real. Explore el Informe de Negocio Responsable 2024 de Vertiv para más información sobre el uso eficiente del agua.
