Una consulta en una plataforma de inteligencia artificial (IA), un correo electrónico enviado o respondido y hasta el uso de aplicaciones de mensajería como WhatsApp dependen de una infraestructura que la mayoría de los usuarios no ve: los centros de datos o data centers.
En Costa Rica, la Municipalidad de Limón anunció en su página oficial de Facebook la posible instalación de un gran centro de datos de IA en ese cantón, impulsado por Quantum AI Free Zone Campus. De acuerdo con el ayuntamiento, el proyecto tendría una capacidad eléctrica proyectada de 200 megavatios (MW).
Para poner esos 200 MW en perspectiva, se trata de una capacidad eléctrica comparable con la que demandarían más de 130.000 hogares en Costa Rica. La magnitud de esa demanda plantea una pregunta: ¿qué ocurre dentro de un data center para que una instalación de este tipo requiera tanta capacidad eléctrica?
Los data centers son instalaciones que concentran cientos e incluso miles de servidores y otros equipos tecnológicos necesarios para almacenar, procesar y gestionar grandes cantidades de información y servicios digitales. Allí puede alojarse, por ejemplo, parte de la información que utilizan las plataformas digitales, aunque los datos y servicios pueden estar distribuidos entre distintos centros.
Estas instalaciones también cuentan con equipos de comunicaciones que conectan los servidores con otras redes y permiten el intercambio de información entre los distintos puntos de la infraestructura digital.
La escala de estas edificaciones también ha convertido a los datacenters en un punto de fricción en otras partes del mundo. Una encuesta de Gallup realizada en marzo pasado en Estados Unidos encontró que 71% de los estadounidenses se oponía a la construcción de un data center de IA.
¿Cómo funcionan los data centers?
La manera más sencilla de entender cómo funciona un data center es pensar en una acción cotidiana como enviar o recibir un correo electrónico. Cuando un usuario realiza una solicitud, esta viaja a través de una red hasta los servidores que alojan el servicio de correo. Allí la solicitud es procesada y se genera una respuesta que vuelve al usuario a través de la red.
Los data centers forman parte de esa infraestructura y albergan los servidores que procesan las solicitudes de los usuarios. Para ello cuentan con distintos equipos de red que permiten recibir, dirigir y transmitir la información.
En los centros de datos destinados a inteligencia artificial, además, se utilizan unidades de procesamiento gráfico (GPU, por sus siglas en inglés), capaces de realizar grandes cantidades de cálculos de manera simultánea. Estas unidades son fundamentales para ejecutar los procesos computacionales que requieren los sistemas de IA.
Los data centers no son, por tanto, simplemente grandes espacios donde se guarda información. Son instalaciones en las que diferentes equipos trabajan de manera coordinada para almacenar datos, ejecutar procesos y mantener conectados los servicios digitales.
¿Por qué necesitan tanta electricidad?
Los servidores y las GPU que funcionan dentro de los data centers consumen electricidad y, como consecuencia del procesamiento, generan calor. Al igual que ocurre con una computadora después de un uso prolongado o tener muchos programas en funcionamiento, los equipos necesitan mantenerse dentro de determinados rangos de temperatura para funcionar adecuadamente.
Por esa razón, los data centers requieren sistemas de refrigeración que extraen el calor generado por los equipos y mantienen controlada la temperatura de las instalaciones.
En los centros de datos destinados a IA, la demanda eléctrica puede ser particularmente elevada debido a la cantidad y capacidad de las GPU necesarias para ejecutar procesos computacionales intensivos.
María José Artavia, directora de la Escuela de Ingeniería de Tecnologías de Información del TEC, explicó que cuando la corriente eléctrica circula por los circuitos existe resistencia y otras pérdidas eléctricas que se manifiestan como energía térmica (calor). En un data center, esto adquiere especial importancia por la concentración de numerosas GPU de alta potencia que trabajan simultáneamente.
La secuencia puede entenderse de la siguiente manera: electricidad → procesamiento computacional → generación de calor → refrigeración → expulsión del calor al ambiente.
“El procesador genera mucho calor y por eso se requiere mayor uso de energía para los equipos de enfriamiento de los procesadores que funcionan de manera paralela”, explicó Artavia.
¿Por qué necesitan tanta agua?
El agua puede formar parte de los sistemas utilizados para refrigerar los equipos de un data center. Su función es ayudar a extraer el calor generado durante el funcionamiento de los servidores y otros componentes.
Existen distintos sistemas de enfriamiento que utilizan agua. Algunos funcionan mediante procesos evaporativos, que requieren un flujo constante y garantizado de agua para mantener la operación, mientras que otros permiten una mayor recirculación del agua dentro de circuitos cerrados. Estos últimos suelen utilizarse en instalaciones con una menor densidad de procesamiento por metro cuadrado.
En los sistemas evaporativos, el agua circula por tuberías y ayuda a extraer el calor generado por los equipos. Una parte puede perderse durante el proceso de evaporación, por lo que se requiere un suministro continuo para mantener el funcionamiento del sistema.
Mauricio Segura, profesor de la Escuela de Ingeniería del Tecnológico de Costa Rica (TEC), explicó que los data centers utilizan “torres inmensas que recirculan agua sobre tuberías y hay unos ventiladores muy potentes que enfrían esa agua para pasar esa temperatura fría y pasárselo al data center como tal y extraer el aire caliente”.
La recirculación del agua dentro de un sistema no significa, por tanto, que todos los centros de datos puedan operar sin un aporte continuo de agua. Las necesidades dependen de la tecnología de refrigeración utilizada y de la cantidad de calor que deba disiparse.
El agua utilizada para refrigerar un data center no se convierte automáticamente en agua contaminada. Sin embargo, dependiendo del sistema de refrigeración, puede requerir tratamiento antes de ser descargada o reutilizada. El agua de purga, por ejemplo, puede concentrar sales y minerales y contener productos utilizados en el tratamiento del agua, como inhibidores de corrosión, biocidas u otros agentes químicos.
Al respecto, Artavia señaló que “no debería asumirse que puede descargarse (el agua) directamente al ambiente; su calidad debe evaluarse y gestionarse conforme a la normativa aplicable”.
Los data centers también pueden generar ruido por equipos como generadores eléctricos, chillers, ventiladores, torres de enfriamiento y transformadores. El impacto depende de factores como la potencia y ubicación de estos equipos, la distancia con las viviendas y las medidas de mitigación.
Segura explicó que las instalaciones pueden insonorizarse para evitar que el sonido trascienda la edificación. “Los ventiladores generan bulla, pero no tanta como los transformadores, que tienden a vibrar y generan un zumbido permanente”, dijo.
El especialista recordó que las construcciones comerciales y empresariales no pueden ubicarse en zonas residenciales, una condición que también busca evitar inconvenientes a los vecinos.
En una instalación de la escala proyectada en Limón, con una capacidad eléctrica de 200 MW, esa operación implica no solo una importante demanda de electricidad, sino también sistemas de refrigeración y suministro de agua cuya magnitud dependerá de la tecnología utilizada.
