La demanda mundial de data centers, la espina dorsal del mundo digital, evoluciona a toda velocidad, impulsada por la explosión del uso de las tecnologías de inteligencia artificial. A finales de 2023 había más de 11.800 centros de este tipo en el mundo. Este mercado también está creciendo en Brasil, donde en mayor medida se concentra en el estado de São Paulo. Se estima que la energía consumida por los centros de procesamiento de datos de computación en la nube asciende al 1 % de la demanda mundial.
Una de las vías para aumentar la eficiencia energética de los data centers consiste en equiparlos con su propia infraestructura de energía renovable, mediante la instalación de paneles solares o turbinas eólicas, según lo enfatiza el científico de la computación Daniel Cordeiro, de la Escuela de Artes, Ciencias y Humanidades de la Universidad de São Paulo (EACH-USP). Con el apoyo de la FAPESP, su grupo estudia la gestión de los recursos computacionales en los centros de datos para reducir la huella de carbono del sector.
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Las grandes multinacionales del sector están incorporando cada vez más energía limpia a sus operaciones. En 2023, en su informe de sostenibilidad, Google comunicó que, en promedio, la energía consumida por sus centros de procesamiento de datos utilizaba un 64 % de energía verde, llegando en algunos lugares al 90 %, y que el 75 % de su huella de carbono era atribuible a las emisiones indirectas, por ejemplo, las que se producen en los procesos de fabricación de equipos. Microsoft también informó que el 96 % de la huella de carbono de sus data centers tienen como origen las emisiones indirectas.
Uno de los retos que plantea la creación de data centers alimentados con fuentes de energía renovable radica en el carácter intermitente de las mismas. “Los paneles solares solo generan electricidad durante el día, cuando brilla el sol, mientras que las turbinas eólicas dependen de que el viento alcance velocidades óptimas. Por esto es que se necesita utilizar dispositivos de almacenamiento de energía, tales como baterías, que tienen un costo ambiental”, subraya el experto en sistemas de información Miguel Felipe Silva Vasconcelos, quien actualmente realiza una pasantía posdoctoral en el Instituto de Investigaciones en Informática de Toulouse (Irit), de Francia, donde estudia la sostenibilidad de los sistemas computacionales distribuidos, que están compuestos por múltiples elementos, tales como computadoras, teléfonos móviles y sensores, que interactúan entre sí para llevar a cabo determinadas tareas.
Silva Vasconcelos comenzó a dedicarse al tema durante su doctorado, bajo la dirección conjunta de Cordeiro y Fanny Dufossé, de la Universidad Grenoble Alpes, en Francia. “Investigué cómo reducir las emisiones de carbono de un conjunto de data centers de computación en la nube geodistribuido mediante la adopción de una infraestructura local de energía renovable y estrategias de escalonado”, explica Cordeiro, quien contó con el apoyo de la FAPESP.
En este caso, el escalonamiento consiste en definir el centro de procesamiento de datos y el momento del día en que las tareas computacionales requeridas se ejecutarán, siempre con miras a minimizar el consumo de energía de alta emisión de carbono. Los data centers de computación en la nube son muy demandados porque hospedan los principales servicios digitales y aplicaciones que utilizamos a diario.
Para la realización del estudio, presentado en el 23º International Symposium on Cluster, Cloud and Internet Computing, celebrado en Bangalore (India), en 2023, Silva Vasconcelos tuvo en cuenta nueve centros de datos situados en diferentes ciudades, entre ellas São Paulo, París y Camberra (Australia), lugares que, no por casualidad, albergan instalaciones de Microsoft.
Para dimensionar la superficie de los paneles solares y la capacidad de las baterías, el investigador evaluó las características del lugar en donde el centro estaba instalado. Para ello tuvo en cuenta la cantidad de insolación anual, la energía necesaria para refrigerar los servidores y la huella de carbono de la red eléctrica local y la procedente de la fabricación de los paneles solares y baterías.
“Nuestro trabajo dio como resultado un modelo matemático que nos permite determinar las dimensiones óptimas de la infraestructura de generación y almacenamiento de energía renovable de un centro de procesamiento de datos”, relata Cordeiro. “El administrador de una plataforma de computación en la nube que quiera evaluar la infraestructura energética necesaria para sus data centers podrá utilizar nuestro software que implementa este modelo y analizar distintos escenarios de inversión y sus respectivos impactos ambientales”.
Titular del 1,5 % del mercado mundial de data centers, con 181 unidades, Brasil se erige como un país atractivo para el sector. Este mercado ha crecido un 628 % entre 2013 y 2023 en el país, según el estudio intitulado “Brazil data center report”, de la consultora inmobiliaria JLL. “La inversión en centros de procesamiento de datos es importante para asegurar nuestra soberanía digital, que incluye el control sobre los activos digitales, tales como datos, software, hardware e infraestructura”, subraya Cordeiro.
Existen varios proyectos en marcha, entre los que sobresalen tres nuevos centros de procesamiento de datos de Microsoft en la zona de Campinas. El primero de ellos estará listo antes de fin de año. La compañía Amazon, también presente en Brasil, anunció en septiembre de 2024 una inversión de 10.000 millones de reales para la expansión de su infraestructura de data centers en el país de aquí a 2034.
Los países con una matriz energética verde o condiciones favorables para la generación de energía renovable, como es el caso de Brasil, están atrayendo a los grandes operadores de plataformas de computación en la nube, comprometidos con la reducción de las emisiones de CO2 [dióxido de carbono] de sus operaciones utilizando fuentes de energía con baja emisión de carbono”, comenta Silva Vasconcelos.
Sin embargo, los expertos ponderan que aunque el país posee una matriz basada en gran medida en fuentes renovables, la instalación de centros de procesamiento de datos en territorio nacional afecta al medio ambiente ya que, al fin y al cabo, la construcción de centrales hidroeléctricas no está exenta de impactos y siempre habrá un alto consumo de agua, así como emisiones de carbono, directas o indirectas, que emanan de los centros de datos.
“Esta discusión sobre la sostenibilidad ambiental es pertinente siempre que construimos infraestructura de apoyo a algún tipo de industria en el país”, señala Cordeiro. Para el investigador, si los grandes proveedores de las plataformas de computación produjesen su propia energía a partir de fuentes renovables, el funcionamiento de los data centers podría ser más sostenible.
Este artículo salió publicado con el título “Centros de procesamiento de datos sostenibles” en la edición impresa n° 349 de marzo de 2025.
Proyectos
Aplicaciones de la teoría del escalonamiento para optimizar el uso de la energía verde en plataformas de nubes computacionales (no 21/06867-2); Modalidad Ayuda de Investigación; Investigador responsable Daniel de Angelis Cordeiro (USP); Inversión R$ 73.394,59.
Artículos científicos
CORDEIRO, D et. al. Green cloud computing: Challenges and opportunities. Anais Estendidos do XIX Simpósio Brasileiro de Sistemas de Informação (SBSI 2023). 20 mayo 2023.
VASCONCELOS, M. et al. Optimal sizing of a globally distributed low carbon cloud federation. 2023 IEEE/ACM 23rd International Symposium on Cluster, Cloud and Internet Computing (CCGrid). p. 203-15. 2023.
VASCONCELOS, M. et al. Indirect network impact on the energy consumption in multi-clouds for follow-the-renewables approaches. Proceedings of the 11th International Conference on Smart Cities and Green ICT Systems SMARTGREENS. v. 1, p. 44-55. 2022.
Informes
Brazil Data Center Report: Brazil main markets outlook 2023. JLL. ene. 2024.
Powering Intelligence: Analyzing artificial intelligence and data center energy consumption. Electric Power Research Institute (EPRI). 2024.
