Así enfría AWS sus centros de datos en Aragón

Detrás de una videollamada, de una compra online, de una consulta médica virtual o del almacenamiento de datos en la nube hay servidores que trabajan de forma continua. Los centros de datos son hoy una parte esencial de la infraestructura digital y de nuestro día a día. Sin embargo, hay un aspecto imprescindible para su correcto funcionamiento: la refrigeración.

Los centros de datos, como los que Amazon Web Services (AWS) tiene en Aragón, necesitan mantener sus servidores a una temperatura adecuada para evitar sobrecalentamientos y garantizar que los servicios digitales funcionen con normalidad. “Al final, un servidor no deja de ser un ordenador. Igual que el ordenador que tenemos en casa necesita ventiladores para refrigerarse, en un centro de datos ocurre lo mismo, pero a gran escala”, explica David Fernández, director de Operaciones de AWS en Aragón.

Durante más del 90% del año, AWS no utiliza agua en ese proceso. La refrigeración se basa en tomar aire del exterior, hacerlo circular por los equipos y expulsarlo de nuevo una vez ha absorbido el calor generado por los servidores. El sistema cambia solo en los días y horas de más calor, cuando el aire exterior deja de ser suficiente para mantener la temperatura adecuada. Entonces AWS hace uso de la refrigeración evaporativa directa, o refrigeración adiabática, una tecnología que utiliza agua de forma puntual.

Dos sistemas de refrigeración

La mayor parte del tiempo la compañía utiliza un sistema de refrigeración por aire que no requiere consumo de agua. El funcionamiento, según Fernández, es similar al de un ordenador doméstico, aunque a una escala mucho mayor. “Tenemos ventiladores gigantes que empujan aire desde el exterior hacia el interior. Ese aire pasa a través de los propios ventiladores de los servidores y el aire caliente que sale se expulsa”, detalla. La comparación más sencilla es la de una vivienda: en lugar de encender el aire acondicionado, se abren las ventanas y se deja circular la brisa exterior.

La situación cambia en los episodios de calor más intenso. Cuando el aire exterior está demasiado caliente, ya no resulta tan eficaz para enfriar los servidores. En esos momentos se activa la refrigeración evaporativa directa (DEC por sus siglas en inglés).

“Hay días muy calurosos en los que el aire exterior puede estar más caliente de lo que necesitamos para refrigerar los servidores. En ese caso, ese aire hay que enfriarlo antes de introducirlo en el centro de datos”, señala Fernández. Ese proceso se realiza mediante refrigeración adiabática, un sistema que permite reducir la temperatura del aire incorporando humedad.

El propio director de Operaciones de AWS en Aragón lo resume con un ejemplo cotidiano: “Es parecido a poner una toalla mojada delante de un ventilador. El aire que llega parece más fresco, pero no es solo una sensación, es una realidad física”. En los centros de datos, el sistema utiliza una especie de esponja técnica humedecida. El aire caliente atraviesa ese material, absorbe humedad y baja su temperatura antes de llegar a los servidores. Según Fernández, esa reducción puede situarse entre 3 y 6 grados.

Este sistema introduce agua en el proceso, pero no de forma permanente. AWS capta agua y la almacena en tanques para su uso cuando es necesaria. En los nuevos proyectos, la compañía también está incorporando embalses para captar agua de lluvia. Ese agua se envía a las salas industriales del centro de datos y se hace circular por el material absorbente. A medida que se evapora, permite enfriar el aire que entra en contacto con los servidores.

El uso de agua, insiste Fernández, se limita a momentos concretos. “Se utiliza menos del 10% del tiempo del año. Y no hablamos necesariamente de días completos, sino muchas veces de horas. Puede haber un pico de temperatura durante unas horas, se activa el sistema con agua y, cuando la temperatura vuelve a estar por debajo del umbral, se para completamente”, explica.

Ese umbral se sitúa, de forma general, a partir de los 30 grados de temperatura exterior. Por debajo de esa cifra, el sistema de ventilación por aire suele ser suficiente.

Todas estas variables se monitorizan en tiempo real. La temperatura exterior, la humedad, las condiciones internas de la instalación y las necesidades de los servidores determinan qué sistema se utiliza en cada momento. “A veces es cuestión de minutos. Si la temperatura sube por encima de los 30 grados, se empieza a utilizar agua. En el momento en que vuelve por debajo del umbral, se detiene y se vuelve simplemente a empujar aire”, apunta Fernández.

"Si toda el agua industrial que se utiliza en la demarcación hidrográfica del Ebro fuese una botella de dos litros, el uso de agua de AWS en 2025 equivaldría a 13 gotas"

Siete veces más eficientes

Haciendo uso de esta combinación de sistemas, AWS anunció hace escasas semanas que, a nivel global, sus operaciones de centros de datos utilizaron solo 0,12 litros de agua por kilovatio hora, una tasa siete veces más eficiente que la media del sector, situada en 0,84 litros por kilovatio hora.

En Aragón, Fernández traduce esos datos a una comparación más visual. Según explica, si toda el agua industrial que se utiliza en la demarcación hidrográfica del Ebro fuese una botella de dos litros, el uso de agua de AWS en 2025 equivaldría a 13 gotas. “A veces los porcentajes tan pequeños son difíciles de entender. Esta comparación ayuda a visualizarlo”, afirma.

Además, Amazon utiliza la refrigeración evaporativa directa como alternativa a los enfriadores mecánicos que emplean otras compañías del sector y que suelen requerir entre un 25% y un 35% más de electricidad. De este modo, evita incrementar el consumo eléctrico precisamente en los momentos en los que la red suele estar sometida a más presión, como ocurre durante los episodios de calor intenso.

El clima aragonés también influye en el funcionamiento de estos sistemas. Aragón tiene veranos cálidos, pero también un nivel de humedad relativamente bajo, una combinación que favorece la eficiencia de la refrigeración adiabática. “La refrigeración adiabática es muy eficiente en este tipo de clima porque el aire tiene poco contenido de agua y se le puede introducir humedad con facilidad. En una región con mucha humedad, la eficiencia sería menor”, explica Fernández.

Mejoras tecnológicas

Además de elegir en cada momento el sistema de refrigeración más eficiente, AWS lleva años invirtiendo en tecnología para elevar progresivamente los umbrales de temperatura a los que pueden operar sus centros de datos. La compañía diseña servidores y chips más eficientes, capaces de tolerar más calor. Si los servidores pueden trabajar a temperaturas más altas, se reduce el número de horas en las que es necesario utilizar agua para refrigerar.

“Siempre estamos reevaluando nuestros diseños para hacer los centros de datos más eficientes y más sostenibles. Los chips de última generación introducen mejoras de eficiencia energética y tienen una mayor tolerancia a la temperatura”, señala Fernández. La clave, resume, está en el equilibrio. “Cuanto más eficiente sea el chip y más tolerante sea al calor, más alta será la temperatura inicial de utilización de agua y, por tanto, disminuirán las horas al año en las que se necesita”, añade.

Compromiso Water Positive

Junto a estas medidas, AWS enmarca su estrategia en su compromiso Water Positive, con el que busca devolver a las comunidades más agua de la que utiliza en sus operaciones. A nivel global, la compañía desarrolla más de 50 proyectos vinculados con este objetivo. En Aragón, Fernández destaca tres iniciativas con una inversión de 17,2 millones de euros, centradas en la mejora del impacto hídrico de la región.

Entre ellas se encuentran proyectos de alerta temprana de avenidas en barrancos de Zaragoza, una nueva traída de agua en Huesca y el proyecto Agrow, desarrollado con agricultores de El Burgo de Ebro y Villanueva de Gállego. Este último utiliza tecnología de AWS para mejorar la eficiencia del riego, identificar cuándo llueve para evitar aportaciones innecesarias de agua y ajustar la cantidad de riego que necesita la tierra.

“Se trata de ayudar a otros sectores a conseguir más con menos. Financiamos estos proyectos con la intención de devolver agua a la comunidad”, concluye Fernández.