Mudanças climáticas devem impactar datacenters

Nesta semana o Governo Federal do Brasil publicou um decreto que estabelece medidas para a redução do consumo de energia elétrica em âmbito dos sistemas nacionais. O documento prevê a redução de 10% a 20% no consumo entre setembro de 2021 e abril de 2022, em relação à média dos mesmos meses nos anos de 2018 e 2019, e impacta diretamente os datacenters e centros de processamento de dados no País.

Entre as recomendações, estão a redução no uso de energia para resfriamento de ambientes, mantendo “as salas dos centros de processamento de dados resfriadas apenas até o limite do tecnicamente necessário”, o desligamento de aparelhos acessórios quando não estiverem em uso, e o apagamento de luzes em ambientes desocupados. Porém, especifica o limite de 24 graus para o ar-condicionado, o que pode ser ineficiente para resfriar os ambientes de servidores.

A medida, segundo o Governo, tornou-se necessária por conta de uma grande seca que assola o País, esgotando reservatórios e represas, e impactando seus sistemas de agribusiness e de geração de energia hidrelétrica, que compõem 65% do fornecimento nacional.

Há poucos meses, os Estados Unidos também enfrentaram situação similar, quando uma emissora publicou um estudo de como os datacenters usam água para o resfriamento de seus ambientes e qual o impacto disso em regiões que enfrentavam uma seca inédita, principalmente na competição pelo uso de água com os próprios residentes locais. No final de maio, cerca de 43% do país experimentava condições de seca, com algumas regiões reportando 50% ou menos que os níveis normais de precipitação.

O calor extremo deste ano levantou questões importantes sobre a localização dos datacenters, cujo custo de implantação leva em consideração o valor da energia, a abundância de água e os métodos de resfriamento possíveis para prolongar a vida útil dos equipamentos.

Mas a discussão sobre o resfriamento não vem de hoje. Nas últimas 5 décadas, a maioria dos centros de processamento de dados era resfriada com ar pressurizado nos pisos elevados. À medida que a densidade de equipamentos aumentou, e a eficiência dos servidores passou a depender da temperatura, outras técnicas foram colocadas em prática, como as estratégias de contenção com a implementação de corredores frios e corredores quentes, ou a construção de unidades de resfriamento em linha, com ventiladores de velocidade variável.

A depender da localização geográfica do data center, e da estação do ano, também é possível usar resfriamento livre, capturando o ar fresco externo em dutos ventilados e direcionando o ar quente dos ambientes internos para fora. Um outro método pode ser o de resfriamento por imersão, onde se submerge os circuitos transformadores de energia em um fluido dielétrico, como o óleo mineral. Tal óleo conduz calor mas não eletricidade, portanto não danifica os componentes e remove o calor com maior eficiência que o uso de ar resfriado.

A Statista estima que o número de data centers no mundo em 2021 é de mais de 7,5 milhões. Desses, 2,6 milhões, ou 35%, estão nos EUA, que consumiram em 2017 mais de 90 bilhões de KWh de eletricidade, o equivalente a 34 plantas energéticas de 500 megawatts cada. O Reino Unido e a Alemanha aparecem a seguir na lista de número de data centers, com 451 e 442, respectivamente. Depois vêem Canadá, Holanda, Austrália, França e Japão. Todas essas regiões têm sido impactadas pelas mudanças climáticas, seja o calor, o frio, a elevação do nível do mar ou até o perigo dos tsunamis.

Em um artigo de 2018, entitulado “Lights Out: Climate Change Risk to Internet Infrastructure” os autores usaram modelos de elevação do nível do mar sobrepostos a um mapa de datacenters e PoPs nas costas dos EUA e concluiram que há vulnerabilidades importantes em condutores enterrados de fibra óptica e centros de dados nessas áreas. O estudo indica que, em 15 anos, mais de 6 Km de fibra estarão submersos e mais de 1.100 datacenters estarão cercados de água. As áreas mais afetadas serão, segundo eles, Nova Iorque, Miami e Seattle.

A seca provocada por mudanças climáticas atingiu bastante o mundo todo nos últimos 20 anos. E o impacto na sustentabilidade dos data centers tem sido sentida e mitigada, com discussões e implementações de novos e mais eficientes usos de energia, a busca por fontes de energia renováveis, uma melhor gestão de água e resíduos, e o planejamento para obter resiliência em relação a eventos climáticos extremos.

Um data center de 15 MW, por exemplo, pode consumir mais de 1,36 milhões de litros de água por dia. Por isso, alguns data centers têm implantado soluções criativas para resfriamento. O data center Hamina do Google na Finlândia usa água do mar do Golfo finlandês para esfriar seus ambientes. Outra técnica usada é a captura de água da chuva e sistemas de arrefecimento evaporativo. No Oregon, a Amazon planeja usar seus resíduos aquáticos para irrigar terras agrícolas ao redor da cidade de Umatilla.

E na Holanda há empresas instalando um sistema chamado Kyotocooling para atingir índices de resfriamento equivalentes com uma fração do consumo de energia. “O disco de Kyoto é uma roda fria, lenta e rotativa, construída a partir de uma placa de alumínio. Metade da roda roda gira no ar fresco exterior e a outra metade no ar quente da sala do servidor. A energia térmica é absorvida e armazenada no alumínio antes de ser liberada para o ar exterior quando a roda tiver rodado a 180°. A energia fria, que é absorvida e armazenada pelas placas permutadoras de calor no exterior, é então liberada no ambiente dos servidores.”

Apesar da evolução tecnológica e do exercício da criatividade, e de algumas grandes empresas terem adotado medidas importantes de redução no consumo de recursos naturais, ainda há também uma grande preocupação com a pegada de carbono. Os data centers mundiais consomem 2% da energia produzida no globo e contribuem para 2% das emissões de CO2, o equivalente a todas as companhias aéreas globais. Ou seja, é um círculo vicioso. Assim, está mais do que na hora de todas as corporações que gerenciam data centers pensarem além do lucro pela economia e juntarem seus esforços aos dos governos locais para reduzir ainda mais seu impacto ambiental, incluindo sua pegada de carbono, criando negócios mais sustentáveis e impondo menores riscos às comunidades locais.