Secondo le Nazioni Unite, la presenza e la gestione dell’acqua sono strettamente legate al cambiamento climatico. L’aumento della temperatura dell’acqua, in particolare, provoca un peggioramento dei livelli di inquinamento e della qualità dell’acqua, per esempio, mentre lo scioglimento dei ghiacciai diminuisce le scorte idriche, provocando fenomeni siccitosi sempre più frequenti e diffusi.
L’acqua è anche una risorsa largamente sfruttata per la produzione di energia e i data center, essendo particolarmente energivori, sono tra le infrastrutture più attenzionate. Ne consumano direttamente e indirettamente e non possono continuare a farlo in modo incontrollato: non ce lo possiamo permettere.
Il consumo di acqua all’interno di tali strutture è infatti diventato un motivo di preoccupazione anche a causa della mancanza di trasparenza nel settore. Fortunatamente alcune realtà si stanno finalmente aprendo.
Quanta acqua consumano i data center dei big
Secondo The World Counts, un progetto open source che raccoglie i dati di consumo delle aziende di tutto il mondo, ogni anno a livello globale vengono utilizzati più di 43 mila miliardi di metri cubi di acqua. Per quanto riguarda le big tech, si può entrare nel merito del loro contributo a tali cifre perché solitamente lo rendono pubblico.
Nel 2022, Google condividendo il suo impegno per un raffreddamento dei data center attento al clima, ha pubblicato i dati sul suo consumo di acqua dell’anno precedente. Nel 2021, i suoi data center hanno consumato circa 16 miliardi di litri. In media, un data center di Google consuma 1,6 milioni di litri di acqua al giorno.
Amazon
Amazon “in persona” non rende pubblico il proprio consumo totale di acqua ma lo si trova in un report realizzato da un soggetto indipendente. Sembra che i suoi data center utilizzino 0,19 litri di acqua per kWh, a fronte di una media di 1,8 litri di acqua per kWh. Questo parametro, noto come water usage effectiveness (WUE), viene impiegato per misurare la sostenibilità dei data center in termini di utilizzo dell’acqua in relazione al consumo energetico. Più basso è il rapporto tra litri di acqua usati ed energia impiegata, più efficiente è il data center.
Microsoft
Microsoft ha pubblicato sia il suo consumo annuale di acqua che il suo WUE. Il primo nel 2022 è stato di quasi 6,4 miliardi di litri d’acqua mentre il suo WUE medio globale si ferma a 0,49 litri di acqua per kWh.
Questi contributi “big” possono rendere l’idea delle cifre in gioco, ma esistono molti altri data center che consumano acqua in massiccia quantità e non lo dichiarano. Oppure addirittura nemmeno lo monitorano, quindi non sono in possesso dei dati necessari per fornire un quadro accurato del proprio impatto idrico a livello globale.
Chi gestisce data center dovrebbe invece riconoscere l’importanza della trasparenza e condividere i dati relativi al proprio consumo di acqua. Non si tratta di autodenunciarsi ma di concorrere alla creazione di una base di riferimento per il settore per iniziare a definire nuovi obiettivi di sostenibilità, garantire azioni concrete per la riduzione dei consumi idrici, limitare il cambiamento climatico e proteggere la disponibilità di acqua.
Come su usa l’acqua nei data center
Le principali aree di consumo sono i sistemi di raffreddamento e umidificazione.
Sistemi di raffreddamento
I data center dispongono di apparecchiature IT altamente sensibili e ad alta intensità energetica, molte delle quali sono costantemente in funzione. Se si surriscaldano troppo, rischiano di funzionare male o di rompersi. Per evitare che accada, impattando anche sui tempi di attività, molti data center utilizzano un sistema di raffreddamento ad acqua che mantenga le temperature adeguate.
Secondo un articolo pubblicato su npj Clean Water, ci sono diversi metodi per raffreddare i data center. Esistono refrigeratori che riducono la temperatura dell’aria sfruttando l’acqua e utilizzandola come meccanismo di trasferimento del calore. Ci sono anche le torri di raffreddamento che convogliano l’aria calda su un supporto umido per far evaporare l’acqua, oppure gli economizzatori adiabatici che spruzzano l’acqua nel flusso d’aria o su una superficie di scambio termico per raffreddare l’aria che entra nel data center. Anche se alcuni di questi sistemi riutilizzano l’acqua, una buona quantità va comunque persa perché evapora o perché deve mantenere la qualità del processo.
Sistemi di umidificazione
L’aria più secca crea un accumulo di elettricità statica che può portare a scariche elettrostatiche decisamente pericolose per le apparecchiature sensibili di cui è composto un data center. Per mitigare questo fenomeno in certi casi si utilizzano sistemi di umidificazione che mantengono i livelli di umidità desiderati vaporizzando l’acqua e aggiungendola all’aria oppure aspirandola, se si deve rimuovere l’umidità.
I data center utilizzano l’acqua anche indirettamente, attraverso l’elettricità. L’energia, però, potrebbe provenire anche da altre fonti, dal carbone, per esempio, oppure da fonti rinnovabili
Come usare l’acqua in modo più sostenibile
Ecco alcuni modi in cui i data center possono limitare il consumo di acqua:
- Raccogliere e analizzare i dati sull’utilizzo dell’acqua e monitorare il WUE
- Valutare il consumo totale di acqua, sia su quello diretto che su quello indiretto.
- Riutilizzare l’acqua, per esempio all’interno dei sistemi di raffreddamento, per evitare sprechi.
- Adottare un sistema per raccogliere l’acqua piovana o riciclarla coinvolgendo le comunità locali.
- Sperimentare nuove tecniche di gestione dell’acqua puntando a sistemi di raffreddamento mirato, focalizzati su singole file di server. Può servire per trovare nuove e più efficienti soluzioni come quelle messe in campo da Google. Questa big tech applica l’intelligenza artificiale e il machine learning per addestrare reti neurali profonde e ottimizzare la misurazione, il monitoraggio e la gestione dell’acqua.
- Sostituire i sistemi tradizionali con altri dotati di tecnologie di raffreddamento moderne più efficienti. Valutare le apparecchiature più vecchie e passare a un’infrastruttura più sostenibile.
- Costruire nuove strutture in climi più freddi. La geografia gioca un ruolo importante nella sostenibilità dei data center: quelli costruiti in aree calde e aride consumano le risorse idriche locali e richiedono un raffreddamento più intensivo. I data center realizzati dove c’è un clima più freddo possono invece sfruttare l’aria dell’ambiente esterno per mantenere basse le temperature delle apparecchiature.
- Evitare sprechi di refrigerante. Sigillare tutte le aperture nella struttura per identificare ed eliminare gli sprechi di refrigerante e contribuire così a massimizzare l’efficienza del raffreddamento.
- Utilizzare metodi di raffreddamento che non implichino il consumo di acqua. Esistono altri modi più ecologici per mantenere fresche le apparecchiature dei data center. Novenco, per esempio, utilizza ventilatori industriali che sfruttano l’aria esterna: esiste comunque un consumo di acqua ma risulta notevolmente ridotto.
- Esplorare fonti alternative di acqua. Molti data center attingono alle riserve idriche locali di acqua potabile quando potrebbero passare a fonti d’acqua alternative e più sostenibili. Per esempio, il data center di Google ad Hamina, in Finlandia, ha trovato il modo di utilizzare acqua di mare non potabile per raffreddare le proprie infrastrutture.
- Partecipare a programmi di rifornimento idrico. Alcune organizzazioni, come Microsoft, collaborano con le comunità locali per investire in progetti di reintegro dell’acqua nei bacini che ne hanno più bisogno. Questo può aiutare a proteggere e a prolungare la disponibilità di acqua.
Considerata la crisi climatica a cui stiamo assistendo, è necessario che tutti i data center riducano il consumo di acqua e diventino green data center, per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità globale che aiutano a mitigare gli effetti di questa emergenza globale.
