En la ciudad de Bibai, en la isla norte de Hokkaido, en Japón, una colina artificial de nieve cruje y se asienta lentamente, derritiéndose gradualmente en el clima templado de verano de la isla.
El cerro ha sido cubierto con una capa de aislamiento grisáceo, como para preservarlo. Pero los dueños de la colina no quieren quedarse con un montón de nieve para siempre. Solo quieren usar el frío que produce al derretirse.
Una tubería helada se extiende desde el montículo hasta un edificio cercano.
La tubería lleva anticongelante. Pero lo que es más importante, alberga las esperanzas de un pequeño grupo de expertos en centros de datos, que creen que un futuro para la refrigeración de los centros de datos podría depender de la nieve.
No esquiar en estas pistas
Hokkaido es un centro para los deportes de invierno. Es la parte más septentrional de Japón y la más fría. Incluso sus días de verano solo alcanzan de 17 a 22°C.
No falta la nieve en Bibai, la quinta ciudad más grande de la isla. Cada año caen alrededor de 10 m. Y aunque los turistas pueden disfrutar del esquí y el snowboard, mantener las calles despejadas es un dolor de cabeza para la ciudad.
Cada año, la ciudad gasta 400 millones de yenes (3,5 millones de dólares) en remover las precipitaciones congeladas. Debido a que es posible que los montones de nieve no se derritan durante todo el año, la ciudad los recoge en camiones de volteo y los lleva a sitios dedicados a derretir nieve.
Básicamente, la nieve es una molestia costosa.
O lo era, hasta que el profesor Kobiyama Masayoshi del Instituto de Tecnología de Muroran, comenzó a experimentar con tubos de anticongelante.
Bajo la dirección del profesor Masayoshi, la Asociación de Investigación de Energía Natural de Bibai buscó formas de hacer uso de la nieve y descubrió que su frialdad o "energía de enfriamiento de la nieve" podría ser realmente útil.
El grupo propuso enfriar los centros de datos con nieve derretida.
Una fuente de inspiración parece haber sido Lawson, una cadena de tiendas de conveniencia japonesa, que en 2012 introdujo un sistema de enfriamiento autónomo basado en nieve para una tienda en el norte de Japón. En lugar de utilizar montones de nieve, la tienda se equipó con un contenedor aislado de 100 metros cúbicos que se llenó con nieve fría.
El agua que corría por las tuberías del contenedor se enfriaba con la nieve y se utilizaba en el sistema de aire acondicionado.
El profesor Masayoshi desarrolló esa idea y, en 2014, un prototipo conocido como White Data Center estaba en funcionamiento , respaldado por fondos de NEDO (Organización de Desarrollo de Tecnología Industrial y Nuevas Energías) de Japón.
El sistema enfría los servidores del centro de datos utilizando la mitad de la energía requerida por las técnicas convencionales y utiliza un producto de desecho sin impacto ambiental.
La montaña nevada del White Data Center no tiene emisiones de CO2 asociadas. Incluso los camiones que recogen la nieve tendrían que hacerlo, existiera o no el centro de datos.
Es una solución comparativamente de baja tecnología, con bajos costos de implementación. El anticongelante circula entre el montículo de nieve y el centro de datos, donde un circuito de agua secundario enfría los servidores.
No hay necesidad de limpiar la nieve, que se acumula en un montón que también contiene basura y lodo de las calles. El equipo simplemente ejecuta una tubería a través del montón, haciendo circular el anticongelante, que regresa al montón después de su viaje a través del centro de datos.
Obviamente, en invierno, no se necesita enfriamiento con nieve ya que la temperatura ambiente es lo suficientemente baja como para enfriar los servidores sin ayuda.
Y el montículo de nieve, cubierto con material aislante para preservarlo, dura todo el año. Se recogerán más el próximo invierno antes de que el montón de este año se haya derretido.
Otros planes de Kyocera…
Como dijimos, Hokkaido tiene mucha nieve, y el White Data Center no fue el único proyecto en la isla que usó nieve para enfriar los centros de datos.
En Ishikari, a 50 km de Bibai, Kyocera Communication Systems ha anunciado planes para un centro de datos con cero emisiones de carbono alimentado únicamente por energía eólica, solar y biomasa.
La construcción del centro de datos de "emisiones cero" se anunció en abril de 2019, y la instalación entrará en funcionamiento en 2021 y se conectará a las instalaciones de energía renovable propiedad de Kyocera en 2022.
El plan era que 2MW de energía eólica y solar estuvieran disponibles para el sitio, que también obtendría energía de una planta de biomasa de un tercero cercano.
No hemos encontrado ninguna actualización más reciente sobre el proyecto, y sospechamos que la pandemia puede haberlo pospuesto, pero nos comunicamos con Kyocera para conocer el progreso y esperamos informar con más detalles.
… y base de datos
También hemos recibido informes de que una tercera empresa trajo la idea de refrigeración por nieve a la isla principal más templada de Japón, Honshu.
En la prefectura de Niigata, la empresa de datos Data Dock supuestamente operaba un centro de datos sostenible utilizando energía renovable, enfriada con agua de deshielo, en la ciudad de Nagaoka, a solo 280 km al norte de Tokio.
El área tiene una temperatura promedio de 12 °C de febrero a diciembre, por lo que habrá menos nieve, pero se informa que el sitio la aprovechó, junto con el aire fresco.
Lamentablemente, el sitio web de Data Dock parece estar inactivo y su página de Facebook no se ha actualizado desde 2019, por lo que sospechamos que este frío centro de datos puede haberse desvanecido.
Es hora de ser comercial
De los tres proyectos japoneses de refrigeración por nieve que conocemos, parece que fue el White Data Center el que tuvo el éxito suficiente para ser comercializado.
Después de funcionar durante cinco años, de 2014 a 2019, el WDC demostró su viabilidad y, en 2021, se estableció la empresa White Data Center.
En abril de 2021, el White Data Center comercial comenzó a operar con aproximadamente 20 racks de servidores, en un terreno de 3,6 hectáreas comprado por uno de los socios del proyecto, Kyodo News Digital.
“Actualmente, un centro de datos de 20 racks está en funcionamiento como instalación experimental”, nos dijo un portavoz de White Data Center por correo electrónico.
Ofrece servicios comerciales, nos dijeron, con cuatro compañías no identificadas que lo usan o planean usarlo: "Las tarifas son más bajas que las de los centros de datos generales", dijo nuestra fuente en WDC.
Y la empresa tiene ambiciosos planes de crecimiento: “Planeamos comenzar la construcción de un nuevo edificio con una capacidad de 200 racks a fines de este año [2022]”.
Mientras que la instalación experimental operaba con una carga de 2 kVA por rack, la nueva instalación tendrá una mayor densidad de potencia de 5 kVA por rack.
Según un comunicado de prensa del gobierno emitido a principios de este año, WDC planea operar un centro de datos con cero emisiones de CO2, utilizando energía renovable de plantas de generación de biomasa.
“El próximo centro de datos que planeamos construir será diez veces más grande que el actual, con 200 racks de servidores en funcionamiento”, dice el presidente y director ejecutivo de WDC, Ijichi Shinichi, en un comunicado.
Calidez para los peces
También hay un beneficio adicional para la instalación. El presidente habló sobre cómo puede desarrollarse el Centro.
“Para utilizar la energía de manera eficiente, estamos experimentando con el cultivo de hortalizas y la cría de peces y mariscos en invernaderos utilizando el calor residual producido por los servidores durante el invierno”, dijo Shinichi.
“Planeamos convertir esto en una realidad a medida que el centro de datos crece en escala”.
Durante su fase de investigación, WDC exploró varias opciones agrícolas para este calor, incluido el abulón, el erizo de mar, la espinaca mostaza japonesa, los tomates cherry y otros productos.
Al entrar en una fase comercial, ha elegido anguilas y champiñones como los primeros productos, según un informe de Asahi Shimbun. Ambos se pueden cosechar después de un corto período de cultivo.
Las anguilas son un alimento básico importante en Japón, donde una enorme industria de cría de anguilas ha aumentado hasta unas 250.000 toneladas por año en los últimos 40 años.
WDC ha importado 1.700 angulas (angulas jóvenes) que crecerán hasta la madurez en tanques en el centro de datos. El ciclo del agua del sistema de refrigeración del centro de datos produce agua a 33°C, lo que es ideal para la cría de anguilas, ya que los tanques se pueden mantener a 27°C durante todo el año sin costes de calefacción.
WDC espera enviar alrededor de 300.000 anguilas, que se cultivarán in situ durante siete meses, hasta que alcancen un peso comercial de 250 g.
En ese momento, se venderán en todo el país y se incluirán en las comidas escolares locales. Serán las primeras anguilas cultivadas en Hokkaido, informa Asahi Shimbun.
¿Podemos unirnos todos a la fiesta de la nieve?
El éxito de WDC es genial. Los operadores de otros lugares podrían preguntarse si pueden imitarlo, pero WDC no es alentador en este sentido.
“Es difícil imitar un lugar solo con nevadas en términos de ingresos y gastos”, dijo el portavoz de WDC con el que contactamos.
"Esto se debe a que, sorprendentemente, hay pocos lugares con las condiciones adecuadas, como el precio de la tierra, la cantidad de nieve y los métodos de recolección, y la recolección estable del combustible necesario para la generación de energía con biomasa".
WDC ha presentado patentes para sistemas de enfriamiento de nieve y sistemas de circulación de utilización de calor, nos dijeron, pero podrían tener aplicaciones limitadas, porque simplemente no hay muchos lugares que tengan suficiente nieve en invierno, la cantidad correcta de sol de verano y una combinación de demanda local de datos y energía renovable.