Instrumentación y eficiencia energética para centros de datos

El rápido crecimiento de los centros de datos, impulsado por la computación en la nube, la inteligencia artificial (IA) y los servicios digitales críticos, conlleva importantes retos en materia de continuidad del servicio, consumo energético y gestión térmica. Las infraestructuras deben garantizar un funcionamiento ininterrumpido, al tiempo que controlan los costes operativos, la huella medioambiental y el aumento de la carga de los equipos informáticos (TI).

En este contexto, Fuji Electric apoya a los operadores e ingenieros de centros de datos con soluciones industriales de probada eficacia que combinan sistemas de alimentación eléctrica crítica, instrumentación de medición y sistemas de supervisión y gestión energética. Estas soluciones permiten garantizar la seguridad de los procesos, optimizar el consumo energético y asegurar la fiabilidad a largo plazo de las infraestructuras.


Instrumentación y optimización del consumo energético de los centros de datos

Pasillo central de un centro de datos con racks de servidores alineados y luces azules en un entorno seguro

En un centro de datos, el más mínimo fallo eléctrico o térmico puede provocar pérdidas importantes. Por lo tanto, es fundamental contar con equipos resistentes y sistemas de medición fiables para gestionar todas las instalaciones.

El desglose del consumo energético de un centro de datos muestra que los servidores representan aproximadamente el 50 % del consumo total, mientras que la refrigeración supone alrededor del 30 %, y la iluminación y otros usos, aproximadamente el 7 %. El consumo energético de los centros de datos se debe principalmente al funcionamiento constante de los servidores, a la refrigeración de los equipos y a los sistemas de seguridad.

Las soluciones de Fuji Electric permiten:

  • Hacer un seguimiento del consumo de energía
  • Mejorar la eficiencia energética global
  • Garantizar la trazabilidad y el cumplimiento normativo de las instalaciones

Introducción a los centros de datos

Técnico encargado de supervisar las pantallas de control en un centro de datos con servidores y visualizaciones en tiempo real

Los centros de datos, o data centers, constituyen el núcleo del ecosistema digital mundial. Se encargan del almacenamiento, el procesamiento y la transmisión de enormes volúmenes de datos para empresas, instituciones y particulares. Estos centros, auténticos pilares de la economía digital, permiten el acceso a recursos informáticos a través de Internet, lo que impulsa el desarrollo de la inteligencia artificial, la computación en la nube y las aplicaciones críticas.

La seguridad de los datos y la disponibilidad de los servicios son prioridades absolutas para los centros de datos, que deben garantizar una continuidad operativa sin fallos. Sin embargo, el consumo eléctrico de estos centros supone un gran reto, tanto desde el punto de vista económico como medioambiental. Ante el crecimiento exponencial de las necesidades de almacenamiento y procesamiento de datos, resulta indispensableoptimizar la gestión energética de las infraestructuras para limitar su impacto sobre los recursos y el medio ambiente, al tiempo que se garantiza la seguridad y la fiabilidad de los servicios digitales.

Mazos de cables de red azules organizados en un armario de conexiones dentro de un centro de datos

El acceso a un suministro eléctrico adecuado y fiable supone un gran reto para los operadores de centros de datos, que además deben hacer frente a una creciente dependencia de la electricidad. Reducir esta dependencia, especialmente de los combustibles fósiles, es fundamental para garantizar el rendimiento y la sostenibilidad de las infraestructuras. Estados Unidos desempeña un papel clave en la modernización de las redes eléctricas para satisfacer la creciente demanda de los centros de datos y otras infraestructuras críticas en su territorio.

El centro de datos es un eslabón esencial del ecosistema digital, ya que sustenta la nube, el streaming de vídeo, los videojuegos en línea y la inteligencia artificial. La inteligencia artificial (IA) es hoy en día el motor del crecimiento de la demanda de potencia de cálculo, lo que acentúa el consumo energético y el impacto medioambiental de los centros de datos. Por lo tanto, es crucial tener en cuenta la sostenibilidad yadoptar soluciones innovadoras para optimizar la gestión energética.

Vista aérea de un complejo industrial con aerogeneradores y edificios técnicos cerca de una zona costera
Complejo industrial alimentado con energías renovables que sirve de ejemplo de optimización de la gestión energética a gran escala.

El consumo energético de los centros de datos en cifras

Ilustración de una nube conectada a servidores con flujos de datos luminosos en un entorno de centro de datos

Según datos recientes, los centros de datos consumen entre el 2 % y el 3 % de la electricidad mundial, y esta proporción podría alcanzar hasta el 13 % de aquí a 2030. También se prevé un aumento anual del 8 % en la capacidad de los centros de datos, lo que supondrá un consumo de electricidad entre dos y cuatro veces superior al actual.

El consumo de los centros de datos a gran escala, auténticos motores de la economía digital, aumentará un 35 % anual hasta 2040. En Francia, los centros de datos representan el 2,5 % de la huella de carbono nacional y son responsables del 1 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero relacionadas con la energía. Estas cifras ponen de relieve la importancia de tener en cuenta el impacto medioambiental de los centros de datos y la necesidad de optimizar su eficiencia energética para lograr ahorros y cumplir con los requisitos ESG.


Optimice y mejore la fiabilidad de sus infraestructuras de centros de datos gracias a una instrumentación de alto rendimiento

El control de la energía, la refrigeración y las condiciones de funcionamiento se basa en una instrumentación industrial fiable, combinada con sistemas de supervisión capaces de centralizar y analizar los datos en tiempo real.

Fuji Electric ofrece soluciones adaptadas a cada fase del funcionamiento de un centro de datos.

Vista aérea de un centro de datos con unidades técnicas exteriores alineadas en los tejados y zonas de mantenimiento
Infraestructura de centro de datos optimizada con equipos externos que ilustran la gestión y la fiabilidad de las instalaciones técnicas

Suministro eléctrico y consumo energético de los centros de datos

Líneas eléctricas de alta tensión que transportan energía y dejan estelas luminosas sobre un paisaje nocturno

El suministro eléctrico es la principal fuente de consumo de un centro de datos y constituye un reto estratégico tanto desde el punto de vista económico como técnico y medioambiental. Un centro de datos convierte la electricidad que recibe de la red en potencia informática y energía térmica. Es fundamental tener en cuenta los aspectos relacionados con la sostenibilidad y el cumplimiento normativo en la gestión del suministro eléctrico. El consumo energético de un centro de datos depende, ante todo, del tamaño de la instalación. No obstante, se estima que los servidores informáticos y los sistemas de refrigeración representan alrededor del 80 % del consumo energético de un centro de datos.

El proceso de suministro eléctrico se basa en una cadena estructurada que va desde la red pública o las fuentes locales hasta las cargas informáticas. En un centro de datos, las cargas informáticas se refieren al conjunto de equipos informáticos directamente responsables del tratamiento, el almacenamiento y la transmisión de datos: servidores, sistemas de almacenamiento y equipos de red. Estas concentran la mayor parte del consumo eléctrico útil, directamente relacionado con la actividad digital del centro.

Armarios eléctricos industriales con paneles de control y señalización de seguridad en una sala técnica

Esta cadena integra sucesivamente la transformación, la distribución, la protección y la medición de la energía. Cada nivel de esta cadena contribuye a las pérdidas totales y repercute directamente en los indicadores de rendimiento energético.

Los principales retos relacionados con el consumo eléctrico de los centros de datos son:

  • Disponer de una visión precisa del consumo por puesto
  • Identificar y reducir las pérdidas eléctricas relacionadas con la distribución y los equipos intermedios
  • Adaptar la capacidad eléctrica al aumento gradual de la demanda de las infraestructuras
  • Garantizar el suministro eléctrico y controlar al mismo tiempo el impacto energético de las arquitecturas redundantes

La calidad de la energía y la capacidad de medir con precisión los flujos eléctricos en cada etapa son fundamentales para alcanzar los niveles de disponibilidad exigidos por los SLA, al tiempo que se mejora de forma sostenible la eficiencia energética de los centros de datos.

Instrumentación adaptada al consumo eléctrico de los centros de datos


Sistemas de refrigeración y gestión térmica de los centros de datos

Instalaciones de refrigeración en cubierta con tuberías y unidades de climatización en un centro de datos moderno

La creciente densidad de los equipos informáticos provoca un aumento significativo de los flujos térmicos. De hecho, los sistemas de refrigeración consumen entre el 30 % y el 40 % de la energía de un centro de datos.

Los sistemas de refrigeración de los centros de datos son esenciales para evitar el sobrecalentamiento de los servidores y mantener unas condiciones térmicas estables en las salas de servidores.

Un control térmico deficiente puede provocar:

  • Un consumo excesivo de energía debido al funcionamiento ineficiente de las instalaciones
  • Una reducción de la vida útil de los equipos informáticos y eléctricos
  • Riesgos de interrupción, limitación o deterioro del rendimiento

Según la arquitectura del centro de datos, la refrigeración puede basarse en dos grandes modalidades complementarias: la refrigeración por ventilación (aire) y la refrigeración por líquido.

Por otra parte, los centros de datos generan una gran cantidad de calor residual. Este calor puede aprovecharse, en particular mediante iniciativas que dan derecho a obtener Certificados de Ahorro Energético. La recuperación y el reciclaje del calor generado por los centros de datos pueden servir, así, para calentar oficinas o viviendas cercanas, lo que contribuye a mejorar la eficiencia energética global.

Técnico equipado con casco y chaleco de seguridad utilizando un ordenador portátil en una sala de servidores

Refrigeración de centros de datos mediante ventilación y control de los flujos de aire

En las arquitecturas de refrigeración por aire (CRAC, CRAH, refrigeración libre), el principio se basa en la circulación controlada de volúmenes de aire frío desde las unidades de tratamiento de aire hacia los armarios de TI, y posteriormente en el retorno del aire caliente hacia los sistemas de refrigeración. Este flujo de aire permite extraer el calor disipado por los servidores y mantener una temperatura de funcionamiento acorde con las recomendaciones.

El control de los flujos de aire es esencial para garantizar una distribución homogénea del frío, evitar la recirculación de aire caliente y prevenir la aparición de zonas de sobrecalentamiento. Los ventiladores constituyen un elemento fundamental de este proceso y representan una parte significativa del consumo energético relacionado con la refrigeración.

El reto consiste en adaptar constantemente los caudales de aire a las cargas térmicas reales, en función de la ocupación de las salas, la densidad de los armarios de TI y las variaciones en la carga informática. De este modo, el control dinámico de los ventiladores permite ajustar la potencia consumida a las necesidades estrictas de refrigeración.

Por lo tanto, una gestión precisa y dinámica de la ventilación constituye un factor clave para reducir el consumo energético de la refrigeración, al tiempo que garantiza unas condiciones térmicas óptimas para los equipos informáticos.

Instrumentación adaptada a la refrigeración por ventiladores

Red de tuberías y racores por la que circula un líquido verde fluorescente en un sistema de refrigeración industrial

Refrigeración líquida de centros de datos: control de los circuitos hidráulicos

La refrigeración por líquido (agua helada, agua templada, refrigeración directa en el rack o por inmersión) se está implantando con fuerza en los centros de datos para hacer frente a las elevadas densidades de potencia y a las crecientes cargas térmicas asociadas, en particular, a las aplicaciones de IA y HPC. A diferencia de la refrigeración por aire, este proceso se basa en la capacidad del fluido para transportar eficazmente el calor lo más cerca posible de las fuentes de disipación.

El principio de funcionamiento se basa en circuitos hidráulicos cerrados. El fluido refrigerante circula desde una unidad de refrigeración o de intercambio térmico hacia los equipos que se deben refrigerar (intercambiadores, puertas traseras, placas frías o cubetas de inmersión), donde capta el calor generado por los servidores. A continuación, el fluido calentado se devuelve a la unidad de refrigeración para ser enfriado antes de iniciar un nuevo ciclo.

El rendimiento energético y la fiabilidad de estos sistemas dependen directamente del control de los caudales, del equilibrio hidráulico y de la calidad de los intercambios térmicos. Un caudal insuficiente puede provocar un aumento de las temperaturas y suponer un riesgo para los equipos, mientras que un caudal excesivo genera un consumo eléctrico innecesario en las bombas.

El rendimiento y la fiabilidad de la refrigeración por líquidose basan, por tanto, en una medición continua y precisa de los caudales, las temperaturas de ida y vuelta, las presiones y la calidad del fluido, con el fin de garantizar un intercambio térmico óptimo, un equilibrio hidráulico controlado y la durabilidad de las instalaciones.


Supervisión energética de los centros de datos: instrumentación, control y optimización del consumo

Dos técnicos analizando las pantallas de supervisión en un centro de datos, con los servidores al fondo

La supervisión energética centralizada constituye la base de la gestión operativa de un centro de datos. Permite recopilar, agregar y correlacionar los datos procedentes de los sistemas eléctricos, térmicos y ambientales con el fin de ofrecer una visión global, fiable y útil de la instalación.

Gracias a los instrumentos de campo y a los sistemas de control, la supervisión energética permite transformar los datos brutos en indicadores operativos útiles para la gestión de la planta.

Entre otras cosas, permite:

  • Visualización en tiempo real del rendimiento energético y operativo del centro de datos
  • Seguimiento de los principales indicadores clave de rendimiento energético
  • La detección temprana de desviaciones, anomalías e incidentes que puedan afectar a la disponibilidad o a la eficiencia energética

La integración coherente de los datos procedentes de los sensores, los sistemas de medición y los equipos de campo es esencial para optimizar el funcionamiento, garantizar la fiabilidad de las decisiones técnicas y mejorar de forma sostenible la eficiencia energética del centro de datos.

Instrumentación adaptada a la supervisión de centros de datos


Preguntas frecuentes – Centros de datos

¿Cómo mejorar la eficiencia energética de un centro de datos?

La mejora de la eficiencia energética se basa en un enfoque global que combina la optimización del suministro eléctrico, la refrigeración y la explotación. De hecho, la energía representa el 54 % de los gastos de un centro de datos. Por lo tanto, el seguimiento preciso del consumo energético (cargas de TI, refrigeración, equipos auxiliares) mediante sistemas de medición y supervisión permite identificar los elementos que consumen más energía y reducir las pérdidas.

¿Qué parámetros deben supervisarse en un centro de datos?

Entre los parámetros clave que hay que supervisar se incluyen la temperatura y la humedad de las salas de TI, los caudales y las presiones de los circuitos de refrigeración, la calidad de la energía eléctrica, el consumo por puesto y el estado de los equipos críticos. Su supervisión continua es indispensable para prevenir incidentes, optimizar el funcionamiento y garantizar la eficiencia energética.

¿Por qué integrar una solución de supervisión industrial en un centro de datos?

Una solución de supervisión industrial permite centralizar todos los datos procedentes de los sistemas eléctricos, térmicos y ambientales, detectar desviaciones de forma proactiva y anticipar incidencias. Facilita el mantenimiento, mejora la capacidad de respuesta de los equipos de operaciones y contribuye a la optimización continua del rendimiento energético y operativo del centro de datos.

¿Cómo controlar y reducir el consumo de agua en un centro de datos?

El consumo de agua, relacionado principalmente con los sistemas de refrigeración por líquido o las torres de refrigeración, constituye un reto medioambiental cada vez mayor para los centros de datos. La medición precisa de los caudales de agua en cada etapa del proceso permite realizar un seguimiento de los volúmenes consumidos, identificar desviaciones y optimizar el funcionamiento de los circuitos hidráulicos. El uso de agua reciclada para la refrigeración de los sistemas es un método emergente para reducir el impacto medioambiental de los centros de datos. Los caudalímetros industriales contribuyen así a una gestión más eficiente y sostenible del recurso hídrico, al tiempo que garantizan el rendimiento térmico de las instalaciones.


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