Ogni volta che guardiamo un video, utilizziamo un servizio cloud, effettuiamo una ricerca o salviamo un documento online, una rete di server elabora e conserva le informazioni necessarie. Queste macchine operano all’interno dei data center, grandi strutture tecnologiche progettate per funzionare senza interruzioni. Il loro lavoro produce calore e rende indispensabile l’impiego di sistemi di raffreddamento, alcuni dei quali utilizzano acqua.
Il consumo idrico delle infrastrutture digitali è quindi un tema concreto, ma non deve essere interpretato come un argomento contro la tecnologia. Al contrario, sta spingendo il settore verso impianti più moderni, sistemi di controllo più precisi e soluzioni capaci di utilizzare le risorse in maniera sempre più efficiente.
Perché i server hanno bisogno di essere raffreddati
Un server contiene processori, memorie, dischi e altri componenti elettronici che generano calore durante il funzionamento. Se la temperatura supera determinati livelli, le prestazioni possono diminuire e aumenta il rischio di guasti. Nei data center è quindi necessario mantenere condizioni termiche stabili durante tutto l’anno.
Il raffreddamento può avvenire attraverso l’aria, mediante circuiti liquidi oppure tramite sistemi evaporativi. In quest’ultimo caso, una parte dell’acqua assorbe il calore ed evapora, contribuendo ad abbassare la temperatura degli ambienti o degli impianti. Si tratta di una tecnica particolarmente efficace dal punto di vista energetico, soprattutto in alcune condizioni climatiche.
Secondo l’Agenzia internazionale dell’energia, il raffreddamento può rappresentare circa il 7% dei consumi elettrici nei data center hyperscale più efficienti, mentre può superare il 30% nelle strutture aziendali meno avanzate. La differenza dimostra quanto il progetto dell’impianto e le tecnologie adottate possano incidere sull’efficienza complessiva.
Il consumo diretto e quello indiretto di acqua
Quando si parla di acqua utilizzata dal digitale bisogna distinguere due aspetti. Il primo è il consumo diretto, legato ai sistemi di raffreddamento presenti nel data center. Il secondo è quello indiretto, collegato alla produzione dell’elettricità necessaria ad alimentare server, apparecchiature di rete e sistemi ausiliari.
Non tutti i data center consumano quindi la stessa quantità d’acqua. Il dato varia in base al clima, alla posizione geografica, alla tecnologia di raffreddamento, al tipo di energia utilizzata e all’intensità del lavoro informatico. Anche le scelte progettuali hanno un peso importante: costruire una struttura in un’area fresca o con una minore pressione sulle risorse idriche può ridurre sensibilmente l’impatto operativo.
L’IEA indica proprio la localizzazione in aree climaticamente adatte, l’utilizzo di server più efficienti e l’adozione delle migliori tecnologie di raffreddamento tra le principali strategie per limitare i consumi dei data center.
Dal cloud all’intrattenimento online
Le infrastrutture digitali sostengono ormai una parte molto ampia della vita quotidiana. Servono per lo streaming, il lavoro da remoto, l’e-commerce, i social network, l’intelligenza artificiale e l’intrattenimento online, compresi film, musica, videogiochi e giochi di slot online.
Il problema non è la singola attività svolta da un utente, ma la necessità di gestire milioni di richieste contemporaneamente garantendo velocità, sicurezza e continuità. Per questo motivo le grandi piattaforme cercano di concentrare le operazioni in strutture altamente ottimizzate. I data center più moderni possono infatti svolgere una quantità di lavoro molto superiore rispetto alle vecchie sale server, utilizzando in proporzione meno energia e meno acqua.
Circuiti chiusi e raffreddamento diretto dei componenti
Una delle soluzioni più promettenti è rappresentata dai circuiti chiusi. In questi sistemi il liquido refrigerante viene fatto circolare più volte senza essere continuamente prelevato e disperso. Il calore viene trasferito attraverso scambiatori e poi allontanato dall’edificio.
Si stanno diffondendo anche tecnologie di raffreddamento diretto dei chip, nelle quali piastre fredde vengono collocate vicino ai processori. In questo modo il calore viene rimosso esattamente nel punto in cui viene prodotto, evitando di dover raffreddare grandi volumi d’aria. Microsoft, per esempio, utilizza sistemi direct-to-chip con circuiti chiusi e modelli previsionali capaci di stimare il fabbisogno idrico in base alle condizioni meteorologiche e operative.
Queste tecnologie sono particolarmente importanti per i server destinati all’intelligenza artificiale e alle elaborazioni ad alta intensità, perché i componenti più potenti concentrano una grande quantità di calore in spazi ridotti.
Data center che non consumano acqua per il raffreddamento
Un altro passo avanti riguarda le strutture progettate per non utilizzare acqua durante il normale processo di raffreddamento. Microsoft ha introdotto nuovi modelli di data center basati su sistemi a circuito chiuso che, durante il funzionamento, non richiedono l’evaporazione continua di acqua. L’azienda stima che questa soluzione possa evitare l’impiego di circa 125 milioni di litri d’acqua all’anno per ogni struttura.
In altre aree vengono utilizzati sistemi di “free cooling”, che sfruttano direttamente l’aria esterna quando la temperatura lo consente. Nei data center svedesi, questa soluzione può ridurre sensibilmente sia i costi energetici sia l’impiego d’acqua rispetto ai sistemi tradizionali.
La scelta migliore dipende comunque dal territorio. Il raffreddamento ad aria può ridurre il consumo idrico, ma in determinate condizioni può richiedere più elettricità. Per questo gli operatori devono valutare insieme acqua, energia, clima e disponibilità delle risorse locali.
Acque riciclate e fonti non potabili
Un’altra strategia consiste nell’evitare, quando possibile, l’utilizzo di acqua potabile. Alcuni data center impiegano acque reflue trattate, acqua industriale o altre risorse non destinate al consumo umano.
Google valuta la situazione idrica di ogni territorio prima di scegliere la tecnologia di raffreddamento, considerando anche la possibilità di collaborare con i gestori locali per recuperare e trattare acque reflue. AWS, invece, ha annunciato l’obiettivo di quadruplicare entro il 2030 il numero delle proprie strutture alimentate con acqua riciclata.
Questa impostazione consente di mantenere i vantaggi energetici del raffreddamento evaporativo senza gravare necessariamente sulle riserve di acqua potabile.
Misurazione, sensori e intelligenza artificiale
Ridurre i consumi richiede innanzitutto la capacità di misurarli. Per questo il settore utilizza sempre più spesso il parametro WUE, Water Usage Effectiveness, che mette in relazione l’acqua impiegata con l’energia consumata dalle apparecchiature informatiche.
Sensori e software analizzano continuamente temperatura, umidità, carico dei server e condizioni atmosferiche. Gli algoritmi possono regolare pompe, ventole e sistemi di raffreddamento in tempo reale, evitando sprechi e intervenendo soltanto dove necessario.
Il digitale, dunque, non rappresenta soltanto la causa di una maggiore domanda infrastrutturale. È anche lo strumento attraverso cui la domanda viene controllata e ottimizzata.
Una crescita tecnologica sempre più responsabile
I servizi digitali continueranno a espandersi, ma anche l’efficienza delle infrastrutture è destinata a migliorare. Raffreddamento diretto, circuiti chiusi, recupero delle acque, scelta attenta dei territori, hardware più efficiente e monitoraggio intelligente stanno già modificando il modo in cui vengono progettati i data center.
L’obiettivo realistico non è immaginare un digitale privo di qualsiasi consumo, ma costruire un sistema capace di offrire più servizi utilizzando meno risorse per ogni operazione. Il consumo d’acqua dei server è quindi una sfida tecnologica e gestionale, non una condanna del progresso digitale. Proprio la capacità di innovare permette al settore di crescere continuando a ridurre il proprio impatto.
