A imagem global convencional do Reino Unido é muito "a terra da longa nuvem cinzenta", como se costuma dizer na Nova Zelândia, onde a garoa só é interrompida pela chuva.

E, no entanto, à medida que o longo e quente verão de 2022 chegava ao fim, a Thames Water, a concessionária de água que engloba Londres e Slough, revelou que estava conduzindo uma investigação sobre o uso de água de Data Centers em toda a região em meio à preocupação de que eles estão simplesmente consumindo demais.

Isso pode parecer absurdo nos outonos e invernos encharcados de chuva que se seguiram em 2022 e 2023, mas o dedo da culpa pela escassez de água em partes do Reino Unido estava sendo apontado para os Data Centers. Mas, em todo o mundo, os problemas de uso de água do Data Center estão se tornando questões políticas quase tão grandes quanto, bem, os problemas de energia do Data Center.

Infelizmente, é difícil dizer com total precisão se tais acusações são justas, porque estimar o uso de água do Data Center é ainda mais desafiador do que estimar o uso de energia do Data Center, que até agora teve muito mais atenção.

No entanto, um artigo de 2021 do cientista pesquisador do Lawrence Berkeley National Laboratory, Dr. Arman Shehabi – o mesmo cientista que liderou pesquisas anteriores estimando o uso de energia do Data Center – indica que a indústria de Data Centers é um dos 10 principais usuários comerciais de água nos EUA.

Além disso, ao contrário de outras grandes indústrias usuárias de água, afirmou Shehabi, o setor de Data Centers tende a usar água da rede no resfriamento, aumentando a pressão sobre o abastecimento de água potável.

Mudar para o resfriamento mecânico de baixo consumo de água também não ajuda, pois isso só aumenta o uso de água na usina, que precisa gerar a energia extra necessária para operar o equipamento, apontam Shehabi e Jon Pettitt, diretor comercial da Excool.

Em outras palavras, seja qual for a maneira que um Data Center usa para resfriar seu hardware de TI, o uso de água está envolvido em algum lugar ao longo da linha – muito disso. "Em quase todos os tipos de geração de energia, a água é usada. Portanto, quando se trata de refrigeração, o consumo de água e o consumo de energia sempre andam de mãos dadas", diz Pettitt.

Em outras palavras, os Data Centers que tentam reduzir o consumo de água apenas a empurram para a estação de energia para gerar eletricidade extra para alimentar o resfriamento mecânico, com a desvantagem adicional de perdas elétricas entre a geração de energia e o Data Center em média em torno de 14%.

Tudo isso, é claro, atinge o cerne da medida de 'eficácia do uso da água' (WUE), mas existem várias maneiras pelas quais os sistemas de resfriamento do Data Center podem usar menos água e menos energia, reduzindo a dependência do abastecimento público de água também.

Coleta para o Data Center

Há mais de uma maneira de economizar – ou, mais precisamente, gerenciar melhor – a água. Por exemplo, os operadores de Data Center podem usar a coleta de água da chuva em vez da água da rede.

"Você tem que começar calculando a carga anual e o que você precisa em termos de água - 150 metros cúbicos? 200 metros cúbicos? – e o que isso significa em termos de captação de água da chuva: quando você mais precisa, quanto precisará e quando poderá colher?" pergunta Pettitt.

Um conceito aparentemente simples, portanto, requer uma fórmula bastante complexa para garantir que uma quantidade suficiente de água seja coletada nas épocas certas do ano, e as organizações que dependem da coleta de água da chuva obviamente precisam ser cautelosas para garantir que não sejam pegas de surpresa durante, digamos, uma onda de calor inesperada.

Em outras palavras, vários anos de números de água da chuva precisam ser examinados, e o sistema e os tanques de armazenamento configurados na expectativa de algo em torno da precipitação mínima que você pode razoavelmente esperar.

No entanto, embora a água da chuva obviamente precise ser filtrada, ela é relativamente limpa (e provavelmente é uma xícara de chá melhor do que a água da torneira de Londres). É, portanto, eminentemente adequado para uso em Data Center. "A água da chuva é bastante limpa, mas precisa ser tratada da maneira certa", diz Pettitt.

Ter um suprimento de água no local, em vez de depender da água da rede, é cada vez mais importante em lugares como a Califórnia, por exemplo, que estão sujeitos a graves incêndios florestais. Como resultado, os bombeiros têm o direito legal de comandar o abastecimento de água para combater os incêndios, cortando empresas e residências no processo, além de poderes que lhes permitem desligar a energia também. Enquanto os Data Centers se seguram com geradores de backup contra a perda de energia, quantos tomam medidas semelhantes para garantir um abastecimento contínuo de água?

"Se você estiver administrando uma instalação crítica, precisará planejar todas as eventualidades, então a Excool possui tecnologia de resfriamento mecânico dentro da unidade Excool Zero, permitindo que ela funcione por períodos de tempo quase completamente sem água até que os serviços de água sejam restaurados", diz Pettitt. "Mas também carrega um tanque de 24 horas. Enchemos o tanque, usamos a água do tanque por baixo e enchemos por cima, para que o tanque esteja sempre drenando e não haja risco de desenvolvimento de água estagnada”.

"No entanto, assim que há algum problema com o abastecimento de água, a unidade entra no que é chamado de 'modo de economia de água', que equilibra o resfriamento convencional à base de água com o resfriamento mecânico para minimizar o uso de água de acordo. A qualquer momento, você deve ter água suficiente no tanque para 24 horas de resfriamento", diz Pettitt.

E o sistema, é claro, pode ser preenchido com água da chuva filtrada e coletada.

A menos que você esteja em Singapura.

"Em Singapura, quando chove, a água da chuva pertence legalmente ao governo de Singapura. Você não tem permissão para coletá-la sem estar sujeito a um imposto sobre o que você coleta", diz Pettitt.

No entanto, em Singapura, existem duas fontes de abastecimento de água disponíveis – água potável canalizada para a casa de todos e água "nova". Embora a nova água não seja recomendada para adicionar, digamos, a um uísque de malte Glenfiddich de 50 anos, ela não é apenas razoavelmente limpa, mas também boa, tornando-a utilizável para fins de sistemas de resfriamento de Data Center.

De fato, a água macia e bem filtrada tornou-se absolutamente essencial desde a eliminação gradual da solda à base de chumbo porque a solda de prata, que a substituiu, é mais volátil para muitos dos contaminantes que podem ser importados para o Data Center do ar e da água externos se os filtros do sistema de resfriamento não forem tão bons quanto deveriam ser.

Design inteligente

Ao mesmo tempo, diz Pettitt, há uma boa razão pela qual a Excool chama seu mais recente sistema de resfriamento evaporativo indireto de Excool Zero: porque o nível de consumo de água necessário para produzir o mesmo nível de resfriamento foi radicalmente reduzido.

"Deixamos de usar, há cinco anos, talvez piscinas com água em nossos trocadores de calor para agora usar apenas baldes ou xícaras, mas obtendo uma eficiência muito semelhante como resultado de como controlamos o uso da água dentro do sistema", diz Pettitt.

"A chave para essa melhoria maciça no uso de água é o trocador de calor", diz Pettitt – especialmente o trocador de calor híbrido que a Excool fabrica internamente de acordo com seus próprios padrões específicos para seus próprios produtos.

"Portanto, temos um trocador de calor não metálico hermeticamente fechado. Isso não permite que o ar nem a umidade passem entre os dois extremos. Fabricamos nosso próprio trocador de calor e testamos cada trocador de calor para garantir que esteja 100% correto", diz Pettitt.

Os materiais nos trocadores de calor são feitos a vácuo na fábrica. "Em seguida, colocamos cada prato em uma caixa de luz e inspecionamos em busca de pequenas imperfeições. Pode ser apenas onde o material parece ser um pouco mais fino do que deveria ser e, se encontrarmos algum que fique aquém de nossos padrões, ele será rejeitado ", diz Pettitt.

Entre 500 e 1.000 folhas de trocadores de calor saem da linha de produção todos os dias, e cada uma delas recebe uma inspeção da caixa de luz.

Além disso, ser não metálico – ao contrário das chapas normalmente usadas em um trocador de calor convencional – garante que não haja ferrugem ou corrosão, enquanto a filtragem garante que não haja bloqueios. "Também mudamos nosso projeto de trocador de calor para um contrafluxo, o que nos permitiu reduzir consideravelmente nossa unidade em termos de tamanho e pegada", diz Pettitt. "Isso também torna mais fácil e rápido instalar no local, a um custo unitário reduzido".

Além disso, a introdução de aprendizado de máquina ainda mais avançado no software de controle Excool ajuda a ajustar o gerenciamento de água e energia dos dispositivos.

Esse controle inteligente também pode ser usado para ajustar os custos, bem como o uso, por exemplo, aumentando o resfriamento mecânico à noite, quando os preços da energia estão baixos, e usando mais água (e, portanto, menos energia) para resfriamento durante o dia. "Ou pode ser baseado nas condições externas, quanta água está no tanque interno e até mesmo levar em conta se também está escorrendo de um tanque de água externo", diz Pettitt.

Em partes do mundo particularmente com estresse hídrico, não apenas ser capaz de ajustar a tal ponto, mas ter o software de controle do sistema de resfriamento auxiliando é um benefício significativo.

Voltar ao normal

De volta ao Reino Unido, entretanto, após dois invernos consecutivos encharcados de chuva, a Thames Water não deve mais ficar sem água por algum tempo. Para os Data Centers, no entanto, tecnologias como a coleta de água da chuva sem dúvida permanecerão atraentes, mesmo que apenas para demonstrar o quanto o setor faz em termos de sustentabilidade.

Mas é improvável que os desafios da água do Data Center em muitas partes do mundo diminuam tão facilmente quanto os da Thames Water. Daí o desafio contínuo dos fornecedores e operadores não apenas de reduzir o uso de água e energia dos sistemas de refrigeração, mas também de oferecer muito mais flexibilidade e inteligência na forma como eles são usados.

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