Tratamiento y suministro de agua de aporte de alta calidad para centros de datos
- 1. Consumo de agua en centros de datos
- 2. Contaminación de las aguas utilizadas en centros de datos
- 3. Depuración del agua agua de aporte para sistemas de refrigeración
- 4. Conclusión
1. Consumo de agua en centros de datos
Los centros de datos albergan infinidad de servidores y unidades de control, que ocupan grandes extensiones edificadas donde se requiere de una gran cantidad de agua purificada para refrigerarlos y mantenerlos en correctas condiciones de funcionamiento.
Los centros de datos tienen elevados consumos de agua, sobre todo para refrigeración. De media, los centros de datos consumen unos 2.000 m3 de agua a diario. Esto equivaldría a la cantidad de agua que necesita una ciudad para abastecer a unos 10.000 habitantes.
2. Contaminación de las aguas utilizadas en centros de datos
La principal contaminación se produce en las purgas de los sistemas de refrigeración. La tecnología más utilizada son las torres de refrigeración (circuitos semicerrados).
En las torres de refrigeración se producen pérdidas de agua debido a la evaporación y arrastres (Aprox. 2% del caudal circulante) y las purgas (aprox. 3 – 5 %). Estas pérdidas de agua contienen sales concentradas, metales y productos químicos.
Una adecuada gestión del agua permite minimizar el consumo de agua y reducir impacto ambiental de estas instalaciones.
El agua de alimentación al sistema puede proceder de la red municipal, pozos o agua regenerada. Antes de su utilización es necesario conocer sus características fisicoquímicas para determinar el tratamiento adecuado.
La contaminación se produce por aportación de sólidos suspendidos, materia orgánica y microrganismos presentes en el aire que se utiliza en la torre, así como por el incremento de salinidad, dureza y metales que se genera por la concentración derivada de la evaporación del agua.
En el caso de circuitos cerrados, pueden aparecer problemas de corrosión, y como consecuencia, fugas, por lo que se deben dosificar inhibidores de corrosión y filtros de pulido.
La siguiente tabla muestra las analíticas medias de las aguas que encontramos en los circuitos de refrigeración semicerrados que se utilizan para estas instalaciones:
| Parámetro | Unidad | Agua aporte | Agua Refrig. (purga) | Agua tratada en torre refrigeración | Agua tratada circuito cerrado |
|---|---|---|---|---|---|
| Dureza | mg/l CaCO3 | 150 – 500 | 450 – 2000 | 50 | 5 |
| Conductividad | µS/cm | 500-1500 | 1500-5000 | 200-800 | 100 |
| Hierro | mg/l | 0,3 | 0,5 – 5 | 0,1 | 0,05 |
| Turbidez | NTU | 5 | 10 | 1 | 0,5 |
| Contamin. biológica | Variable | Alta | Muy baja | Muy baja |
3. Depuración del agua de aporte para sistemas de refrigeración
Las aguas superficiales contienen sólidos suspendidos y material orgánico en diferente concentración dependiendo de su procedencia. Por ello, deberá caracterizarse y obtener una analítica completa para identificar estos contaminantes y su concentración.
La línea de tratamiento convencional se compone de:
- Separación de sólidos gruesos (tamizado)
- Adición de reactivos correctores de pH (ácido, sosa), si es preciso
- Adición de reactivos coagulantes y floculantes para separación de coloides y SS de pequeño tamaño
- Clarificación por flotación con aire disuelto (DAF)
- Filtración por rellenos (filtros duales o multietapa)
- Membranas filtrantes (µF/UF)
Esta línea de tratamiento es válida para dos corrientes:
- El agua de aportación captada para complementar las purgas y evaporación del circuito de refrigeración semicerrado.
- El agua que se recicla desde las torres de refrigeración una vez enfriada.
En las ocasiones en que la salinidad es elevada, se utilizan tratamientos de pulido con membranas de ósmosis inversa, o con resinas de intercambio iónico.
Diagrama de bloques tratamiento de agua de aportación a Data Centres
4. Conclusión
El elevado consumo de agua de aporte necesaria para alimentar los circuitos de refrigeración de los Data Centers hace imprescindible disponer de sistemas adecuados que permitan reciclar y reutilizar la mayor parte posible de este recurso. Esta estrategia constituye una solución fundamental para garantizar la eficiencia, la fiabilidad y la sostenibilidad de los sistemas de refrigeración de estas instalaciones.
La mayor demanda de agua se produce en los sistemas de refrigeración destinados a disipar el calor generado por los servidores y otros equipos informáticos, que desprenden cantidades significativas de energía térmica y deben operar dentro de rangos de temperatura muy estrictos para asegurar su correcto funcionamiento.
Los sistemas de refrigeración utilizados en los Data Centers son, fundamentalmente, de circuito cerrado y de circuito abierto. En las instalaciones con circuitos cerrados se emplean habitualmente inhibidores de corrosión y sistemas de filtración de pulido para mantener la calidad del fluido de refrigeración. Por su parte, en las instalaciones que utilizan circuitos abiertos con torres de refrigeración —las más frecuentes—, la calidad del agua influye directamente en la formación de incrustaciones, la corrosión de los equipos, el desarrollo microbiológico y el consumo global de agua, por lo que resulta necesario implantar un tratamiento específico.
Como solución general, resulta especialmente adecuada una línea de tratamiento compuesta por flotación por aire disuelto (DAF), seguida de una etapa de microfiltración o ultrafiltración y de un tratamiento de afino final adaptado a la calidad requerida. El sistema DAF permite eliminar sólidos en suspensión, aceites, grasas y materia orgánica; la filtración mediante membranas reduce significativamente la turbidez, los coloides y los microorganismos; mientras que el tratamiento de afino —que puede incluir ablandamiento, desmineralización parcial, ajuste químico y desinfección— garantiza las condiciones necesarias para una operación segura y eficiente de las torres de refrigeración.
Esta combinación de tecnologías permite incrementar los ciclos de concentración, reducir las purgas, minimizar el consumo de productos químicos y prolongar la vida útil de intercambiadores, tuberías y equipos de refrigeración. Asimismo, facilita el aprovechamiento de aguas regeneradas o de calidad variable, contribuyendo a disminuir el consumo de agua potable y a mejorar la sostenibilidad ambiental de los centros de datos.
En consecuencia, la integración de procesos DAF, filtración por membranas y tratamiento de afino constituye una solución robusta, flexible y técnicamente contrastada para el tratamiento del agua de aporte en Data Centers de media y gran capacidad que emplean sistemas de refrigeración mediante torres de refrigeración.
Bibliografía y consultas
IA y agua: cuál es el impacto ecológico de los centros de datos