Los centros de datos están en el centro de la conversación, entre continuas noticias sobre su expansión, que podría llegar hasta el espacio exterior para aprovechar las condiciones de vacío y, sobre todo, la posibilidad de alimentarse de energía solar.
Precisamente el consumo energético de los data centers está siendo una cuestión bastante debatida, en un contexto de proliferación y adaptación de estas infraestructuras a los requerimientos que imponen tanto la eclosión de la IA como la digitalización masiva.
En el post que le dedicamos a la sostenibilidad de los data centers, ya abordamos la nueva tendencia hacia un nuevo modelo de centros de datos más eficientes, cuyo consumo de electricidad y agua es más reducido. De modo que resulte más factible una transformación digital sostenible, a diferencia de grandes transformaciones precedentes como la industrialización a gran escala, muy depredadora de recursos a lo largo de todo su ciclo.
Una de las soluciones que se está aplicando para que los centros de datos sean menos demandantes de energía es la refrigeración líquida.
Hasta hace poco, la imagen típica de un centro de datos era la de pasillos con servidores alineados, refrigerados por aire frío que circula sin cesar. Pero la implantación de equipos de alto rendimiento por los requerimientos de la IA en expansión, eleva las temperaturas y, por tanto, las densidades de potencia precisas para lograr una óptima preservación de las condiciones ambientales.
Por qué el aire ya no basta
La refrigeración por aire funciona bien hasta cierto punto. En racks de 10 o 15 kilovatios, el aire puede evacuar el calor sin grandes complicaciones.
El problema viene por los nuevos servidores con chips más potentes, GPUs de cálculo masivo o nodos de entrenamiento de IA, que fácilmente superan los 50 o incluso los 100 kW por rack. A esos niveles de demanda de energía, el aire se vuelve ineficiente y dispara el consumo energético necesario para mantener la temperatura estable.
Cabe valorar, además, que se da un doble problema: de energía y espacio, puesto que los centros de datos necesitan tanto más potencia eléctrica para mover el aire como más superficie para implantar sistemas de climatización de mayor capacidad. Toda vez que el rendimiento energético (PUE) empeora cuando se fuerzan equipos de aire convencionales para cargas tan densas.
El funcionamiento del líquido
El cambio de recurso de refrigeración se sostiene sobre un principio físico básico: el agua o los líquidos dieléctricos transfieren el calor mucho mejor que el aire. Esto permite disipar la carga térmica de los servidores de forma directa, con menos consumo y encima reduciendo el ruido característico de los sistemas de ventilación tradicionales, que requieren un gran caudal de aire y ventiladores de alta velocidad para mantener la temperatura bajo control.
Existen dos tecnologías principales para refrigeraciones líquidas:
- Refrigeración directa al chip (Direct-to-Chip o DLC): se hace circular un fluido a través de placas frías que tocan directamente los procesadores. Es una solución modular, y fácil de implantar en los centros de datos existentes.
- Inmersión (Immersion Cooling): los servidores se sumergen en un líquido dieléctrico que absorbe el calor de todos sus componentes. Es más radical al exigir una nueva infraestructura a medida, pero ofrece un rendimiento excepcional, existiendo ya proyectos para su implantación en data centers de Microsoft, Meta o la china Alibaba.
Ambas opciones pueden reducir entre un 18% y un 25% el consumo energético frente a los sistemas basados en aire, y además posibilitarían aprovechar el calor generado para calentar edificios o incluso redes urbanas de calefacción. Un reaprovechamiento que la Unión Europea promueve dentro de su estrategia de eficiencia energética.
Europa acelera el cambio de modelo
De hecho, la Directiva Europea de Eficiencia Energética (EED) obliga desde 2024 a que los centros de datos de más de 500 kW informen de su rendimiento energético y su consumo de agua. Este requisito, junto con los objetivos de neutralidad climática para 2030, está acelerando la adopción de tecnologías de refrigeración líquida en el continente.
Cabe destacar, además, que la refrigeración líquida no implica más consumo de agua; al contrario, en la mayoría de los casos reduce significativamente el uso hídrico, pues elimina los procesos evaporativos.
Por eso, Microsoft ha anunciado que sus nuevos centros de datos en España no consumirán agua extra para su refrigeración, gracias a un diseño de circuito cerrado de refrigeración líquida, la que a día de hoy emerge como gran solución para la eficiencia energética e hídrica.
Todo lo expuesto favorece el cambio del aire al líquido como recurso principal de refrigeración, en aras de hacer las infraestructuras que sustentan la implantación de la IA y la digitalización mucho más eficientes en su consumo de energía, agua y espacio.