Eficiência energética nos data centers
Há várias formas de aumentar a eficiência energética dos data centers, desde melhorias na infraestrutura física, para reduzir o consumo dos sistemas de refrigeração, até o uso de fontes de energia limpas e a virtualização da TI.
Mário Moreira, colaborador da Infra News Telecom
Em um mundo dominado pela pandemia da Covid-19, que consagrou o home office e elevou exponencialmente a demanda por comunicação e dados, a eficiência energética é, mais do que nunca, essencial para uma melhor gestão dos data centers, grandes consumidores de energia.
Já há algum tempo o tema frequenta o rol de preocupações dos gestores de data centers, à medida que ganha força em todo o planeta a questão da sustentabilidade. Daí o surgimento do conceito dos data centers verdes, que buscam reduzir custos mediante um melhor aproveitamento energético e o uso de fontes limpas e renováveis. No Brasil, fatores como o aumento da capacidade de transmissão de dados e a aproximação da chegada da tecnologia 5G só fazem crescer a importância de dotar os datas centers com equipamentos e fontes de energia ecologicamente sustentáveis.
O engenheiro Arnaldo Barbulio Filho, CEO da QTI Qualidade e Tecnologia da Informação, empresa de consultoria de TI, lembra que o Brasil tem a vantagem de gerar energia limpa, sobretudo a hidrelétrica. “Há data centers que utilizam energia eólica ou fotovoltaica nas atividades de apoio, como iluminação e monitoramento por câmeras”, acrescenta.
Mas, para alimentar os servidores, afirma o engenheiro, seriam necessárias fazendas de geradores eólicos ou de painéis solares, uma vez que a energia consumida pelos data centers é enorme – um ambiente de médio para grande porte gasta de 30 a 50 megawatts. Segundo ele, os servidores respondem, em média, por 50% do consumo de energia de um data center, e a refrigeração por 35% a 40% – o restante vai para as atividades complementares.
Na opinião de Sebastian Brunno, vice-presidente para a América do Sul da divisão Secure Power da Schneider Electric, companhia global especializada em gestão de energia e automação, é preciso diversificar as fontes de energia. “Hoje os data centers precisam ter uma estratégia integrada de descarbonização para atender aos ambiciosos compromissos ambientais do setor, desde a compra de energia renovável por meio de modelos de negócio inovadores, como os PPAs – Power Purchase Agreements, até o foco na eficiência energética durante os processos de concepção, implantação, operação e manutenção.”
O PPA é um acordo de aquisição e fornecimento de energia renovável de longo prazo de um projeto específico, atrelado a um preço prefixado entre um desenvolvedor de energia renovável e um consumidor. “No segmento de data center isso significa amplo acesso a fontes renováveis com maior capacidade de desenvolvimento no país e ampla competitividade, independentemente do tipo de fonte, com garantias de sua origem”, completa Brunno, acrescentando que a Schneider, por meio de seus serviços de energia e sustentabilidade, tem auxiliado clientes no desenho de PPAs “que refletem suas estratégias de negócios, ampliando o leque de opções e reduzindo os riscos associados”.
Ele ainda alerta que tecnologias sustentáveis precisam do auxílio de sistemas robustos de automação e gerenciamento de energia, que permitirão a entrega de energia limpa e confiável para a infraestrutura de TI. “Também é importante munir os operadores de informações em tempo real, ricas e relevantes para maximizar a performance energética e ambiental dos data centers. Com isso, é possível ter economias de TCO entre 30% a 50%.”
Infraestrutura
Há várias formas de aumentar a eficiência energética dos data centers, de modo a aproximar o PUE o mais possível de 1. Além de medidas simples como usar lâmpadas de LED, mais econômicas, é essencial analisar as condições reais dos sistemas de refrigeração do data center e implantar soluções mais eficientes e confiáveis. Recomendações como manter corredores de ar frio, para o bom funcionamento dos servidores, e corredores de ar quente, resultante da operação dos equipamentos, ajudam nesta tarefa. Outros pontos são checar a geração de calor nos racks e o fluxo de ar de passagem em guias para cabo e no piso elevado, por exemplo.
Já em grandes data centers os chillers podem ser necessários. Em espaços menores isso pode ser feito com self containers, que refrigeram o ar externo por meio de compressores a gás. “Existem experimentos que tentam tirar vantagem do clima local. Nos países nórdicos, o ar externo, naturalmente frio, é usado para resfriar o ambiente interno do data center. Com isso, poupa-se energia no resfriamento”, acrescenta Barbulio, da QTI.
Brunno, da Schneider, também destaca a necessidade de reduzir o consumo do sistema de resfriamento, com a escolha de dispositivos com maior eficiência. Por exemplo, adicionar um inversor de frequência variável (VFD) a um chiller existente; substituir a infraestrutura legada por um chiller com VDF integrado; ou ainda projetar manipuladores de ar da sala de computadores (CRAH) com ventiladores de velocidade variável. “Os VFDs combinam a velocidade do motor do chiller com a carga de resfriamento, o que reduz o consumo de energia do chiller, sobretudo porque a carga no compressor varia. Medidas de ganho de eficiência permitem poupar de 30% a 50% do custo total de propriedade”, afirma.
Outra forma de obter economias de energia significativas, de acordo com ele, é aumentar a temperatura dos sistemas de água refrigerada e respectivo delta T, além do uso de resfriamento adiabático para rejeição de calor externo. “Essas estratégias combinadas podem diminuir o consumo de energia em 41%, alcançando até 64%, dependendo da localização do data center e das configurações do sistema de refrigeração”, diz.
Na sua opinião, a eficiência energética precisa ser priorizada em toda a empresa, com comprometimento da alta direção. “Gestores de facilities devem sem empoderados. Eles precisam ter autoridade para formalizar um plano estruturado, com orçamento dedicado, permitindo estabelecer parceria com vários fornecedores de tecnologia, executar os projetos selecionados que atendam às necessidades específicas de cada data center, sem negligenciar o papel das soluções de digitalização para medir, gerenciar e otimizar a performance energética, como a nossa plataforma de IoT EcoStruxure.”
José Roberto da Silva, sócio-diretor da Top Tier Infrastructure, prestadora de serviços para ambientes de missão crítica e alta disponibilidade, acrescenta que a pandemia precipitou a mudança de alguns processos na gestão dos data centers, inclusive na questão energética. “O data center é uma das indústrias que mais demandam energia, tanto no consumo quanto na emissão de carbono equivalente. A eficiência energética é condição econômica do funcionamento desses ambientes, e as empresas buscam um equilíbrio entre eficiência energética e necessidade de redundância, o que eleva o gasto de energia.”
Ele diz que os data centers gastam 3% de toda a energia consumida nos EUA e 2% no mundo. “É muita coisa. Daí a preocupação com a eficiência energética. Na Europa, é mais pela questão ambiental; nos EUA, mais pelos custos. Uma economia de 2% já justifica a compra de equipamentos mais eficientes.”
Virtualização
A virtualização vem sendo discutida pela indústria como um dos caminhos para trazer eficiência energética nos data centers. “Essa técnica visa virtualizar diversos servidores de armazenamento ou de processamento em um mesmo servidor físico. Com isso, é possível maximizar os recursos de hardware e do espaço do data center, aumentando a eficiência dos servidores, consumindo menos energia e melhorando o gerenciamento, escalabilidade e flexibilidade”, comenta Pedro Al Shara, CEO da TS Shara, fabricante nacional de nobreaks e estabilizadores de tensão.
Segundo ele, os sistemas de gerenciamento de energia ajudam a proteger esse novo ambiente, ao fornecerem um controle transparente, eficiente e unificado. “No caso dos nobreaks, os de dupla conversão são os mais indicados para serem aplicados nesses ambientes críticos, já que eles protegem e oferecem uma energia mais limpa à operação”, diz o executivo, acrescentando que o monitoramento de energia identifica o uso e as eficiências dos vários componentes dos sistemas de distribuição elétrica e refrigeração. Embora o monitoramento, por si só, não economize energia, ele pode ajudar a identificar oportunidades para diminuir o consumo.
Geradores de gás natural e nitrogênio
Na avaliação de Al Shara, uma alternativa interessante para uma maior eficiência energética nos data centers é o uso de geradores de gás natural. Ele explica que, basicamente, no lugar de utilizar fontes de energia elétrica, as máquinas do data center utilizam células de combustível integradas, em um processo que, “segundo especialistas do mercado, quase dobra a eficiência de energia do centro e ainda reduz os custos envolvidos”.
De acordo com o executivo, o motivo para toda essa economia é que a simples transmissão da eletricidade até os centros causa uma perda de energia durante o processo. Em compensação, essa perda é significativamente menor com essa fonte. “Isso porque há menos pontos de transmissão, uma vez que o data center é diretamente conectado à tubulação de gás.”
Barbulio, da QTI, conta que há resultados recentes de pesquisas de uma nova forma de refrigeração atuando diretamente nos servidores, onde estes ficarão imersos em um ambiente com nitrogênio. “Pode-se imaginar que os servidores fisicamente não terão mais o atual formato modular múltiplo de U e os racks que os acomodarão serão semelhantes a um freezer horizontal, com os servidores fixados em seu interior”, diz. Neste caso, o maior impacto será na infraestrutura do data center que precisará adaptar as salas de servidores a esse novo formato e implementar uma instalação apropriada para suportar grandes tanques e tubulações separadas de nitrogênio, além da adoção de todos os requisitos de segurança necessários para essa tecnologia.
Selo de eficiência energética
A relevância da eficiência energética na gestão de data centers levou a empresa inglesa Data Center Dynamics a criar um selo internacional atestando a qualidade das instalações sob esse ponto de vista. Trata-se do CEEDA – Certified Energy Efficient Datacenter Award.
De acordo com Marcelo Barboza, assessor técnico para o CEEDA no Brasil, quatro data centers no país já receberam o selo: três da Dataprev e um da Embratel. O CEEDA é dado após a avaliação de 60 quesitos, em quatro categorias (Design & Operações, Co-location, Empresa e Operadora de Telecomunicações). A pontuação pode levar o data center a obter a classificação ouro, prata ou bronze.
Barboza conta que, em um dos data centers que avaliou, havia apenas uma falha de gerenciamento do fluxo de ar. “Bastou colocar anteparos nos racks para evitar a mistura de ar quente e frio. A partir daí, em vez de manter três ares-condicionados ligados e um de reserva, a empresa passou a manter apenas dois equipamentos funcionando. Sem precisar investir, ela conseguiu o selo e ainda poupou energia.”
