You are here: Home > Monographs > TIC i energia, connectivitat total

Monographs

Share Share

L’increment de l’ús de les tecnologies de la informació i la comunicació (TIC) ha comportat la necessitat de crear potents centres de processament de dades.

TIC i energia, connectivitat total

L’increment de l’ús de les tecnologies de la informació i la comunicació (TIC) ha comportat la necessitat de crear potents centres de processament de dades. Aquests requereixen grans quantitats d’energia per gestionar el càlcul, la transmissió, l’emmagatzematge i la presentació de la informació, cosa que abans es feia en un ordinador personal. Des de la UPC reflexionem sobre el nou paradigma que proposa el sector i la seva confluència amb el món de l’energia.

25/07/2011
El model cloud computing o informàtica en núvol d’Internet està d’actualitat. Bàsicament, suposa que els serveis, les aplicacions i les dades ja no resideixen en els ordinadors personals, sinó a Internet, en centres de processament de dades (CPD) escampats pel món, i són accessibles des de qualsevol dispositiu amb connexió a la xarxa com ara un telèfon mòbil intel·ligent, una tauleta o un ordinador portàtil.

Aquest model ja és una realitat en la informàtica domèstica i, segons els analistes, és previsible que els propers anys es consolidi a gran escala, tant pel que fa als usuaris individuals com a les empreses. El repte que planteja aquesta revolució tecnològica per als propers anys serà mantenir i, fins i tot, millorar la disponibilitat de les infraestructures, i alhora implementar noves tecnologies i serveis que contribueixin a reduir costos millorant-ne el disseny, la gestió i l’eficiència. A més, aspectes com ara la seguretat, la fiabilitat, la flexibilitat i la informàtica verda prendran més protagonisme.

Energia per a granges
Els CPD ofereixen, fonamentalment, capacitat de computació o serveis informàtics, allotjament, correu electrònic, gestió de bases de dades, control de xarxes i sistemes, mecanismes de seguretat, controls d’accés, gestió de còpies de suport, etc. “Els més grans són granges d’ordinadors que ocupen la superfície equivalent a cinc vegades el camp del Barça i consumeixen l’electricitat equivalent a la que requereixen les llars d’un barri mitjà d’una gran ciutat com Barcelona”, afirma Jordi Torres, professor del Departament d’Arquitectura de Computadors i investigador del Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS).

En aquestes factories d’informació és molt important que la capacitat elèctrica sigui suficient per donar un servei ininterromput. També ho és controlar-ne la temperatura i la humitat. De fet, habitualment el 50 % del consum energètic es destina a l’aire condicionat del sistema de refrigeració de les instal·lacions.

Actualment, però, la potència de la xarxa elèctrica no és un problema. No obstant això, amb consums de milers de quilowatts, que augmenten cada dia més, l’eficiència energètica és un aspecte cada vegada més important dins els CPD. Aquesta eficiència s’està aconseguint, per exemple, aprofitant la refrigeració de les plantes per generar aigua calenta i distribuir-la com a servei d’aigua calenta sanitària en l’àmbit domèstic.

bordonau

En un context de crisi energètica com l’actual, una reducció del consum energètic o un millor aprofitament dels recursos suposa un gran benefici econòmic i mediambiental. I és precisament perquè l’energia és una part important dels costos d’un CPD que “estem immersos en un procés de deslocalització en què els centres s’ubiquen en llocs del món on el preu de l’energia és més econòmic o en llocs on la refrigeració pot ser més eficient a causa de la temperatura ambient”, afirma Torres.

Aquest procés és un risc a mitjà termini, però l’alternativa de portar els centres al mateix país no és una solució, segons l’investigador, sobretot si es té en compte que aproximadament el 75 % de l’energia global s’importa. “No només pot generar dependència de l’energia que ve de l’exterior, sinó que ens hem de preguntar si, tot i la deslocalització, tenim garantida la disponibilitat de la nostra informació”, afegeix Torres.


A part de centrar-nos en el fet que els CPD siguin eficients, cosa que els experts consideren fonamental, “si estem d’acord en el fet que els punts d’accés a Internet estan augmentant exponencialment, hauríem de ser capaços de manipular la informació sense fer créixer el consum energètic. Ara per ara, però, tenim unes metodologies de tractament de la informació poc eficients tant des del punt de vista informàtic com des del punt de vista energètic”, opina Josep Bordonau, professor del Departament d’Enginyeria Electrònica i coordinador UPC del KIC InnoEnergy.

Quan es planteja el salt al cloud computing, la seguretat i la disponibilitat del subministrament són dos dels aspectes que solen generar més reticències. Per poder garantir-los, Jordi Torres, autor del llibre Empreses en el núvol, proposa anar cap a un model més distribuït. Això vol dir “traslladar els CPD a parcs d’energia renovables en el territori on hagin de proveir la informació, de manera que aquests parcs es converteixin en generadors d’energia i també d’informació. L’altra opció és apropar les fonts d’energia renovables al lloc on hi ha els petits CPD de les empreses”, explica.

A causa de la intermitència de funcionament de les energies renovables, la solució més estesa actualment per garantir la generació d’electricitat durant totes les hores del dia és la hibridació de parcs eòlics amb centrals de biomassa. Quan no bufa el vent, es cremen residus forestals, residus agrícoles o residus sòlids urbans per assegurar el subministrament.

Però el trasllat dels CPD i l’ús d’energies renovables és una solució que també implica “incrementar la redundància, és a dir, haurem de tenir una xarxa de centres, nodes intermedis i repetidors més espessa, tant per a la informació com per a l’energia. Així, si falla una planta, funcionarà l’altra i, si es produeixen problemes en parts concretes de la xarxa, serà possible continuar la connexió o el trànsit de dades per un camí alternatiu”, puntualitza Bordonau.
 

antoni sudrià... i sense informació no hi haurà energia

En l’àmbit de la planificació energètica, està força estesa la percepció que la manera com ens proveïm d’energia deixarà de ser entesa tal com avui la concebem. Sembla clar que els sistemes energètics tendeixen a la diversificació de les fonts i a la distribució territorial i que guanyen pes les instal·lacions petites i mitjanes per damunt de les grans centrals productores.

Però si ens centrem en el model de funcionament de la xarxa elèctrica, la veritable importància d’aquest nou model rau en la confluència de la tecnologia energètica i les tecnologies de la informació (TIC) per fer un sistema elèctric més flexible i modular, amb més qualitat de subministrament i de servei, més penetració d’energies renovables i menys impacte ambiental.
Per Antoni Sudrià, les TIC consumeixen molta energia, però permeten gestionar i fer més eficients tots els altres sectors.
 


“Si tenim més llocs que generen energia, caldrà decidir com la  consumim. És a dir, haurem de decidir si ho fem localment o, per exemple, en un CPD, i, si en sobra, haurem de resoldre com la reenviem a la xarxa elèctrica. Aquest és un problema difícil que encara no està resolt”
, diu Josep Bordonau.

D’altra banda, una qüestió que els consumidors sovint desconeixen és el fet que l’energia requereix un equilibri constant entre l’oferta i la demanda. “És l’únic producte al món que s’ha de consumir en el mateix moment en què es fabrica. Quan hi ha alguna demanda en algun punt de la xarxa, el sistema cobreix aquesta necessitat, cosa que canvia constantment. A causa de la tendència dels mercats cap a la generació distribuïda i basada en energies renovables, caldrà repensar moltes solucions tecnològiques”, explica Antoni Sudrià, director del Centre d’Innovació Tecnològica en Convertidors Estàtics i Accionaments (CITCEA) i professor de l’ETS d’Enginyeria Industrial de Barcelona.

Una de les qüestions més importants és el problema del flux harmònic de càrregues a la xarxa elèctrica. Els harmònics són fenòmens provocats per la connexió de dispositius electrònics de càrregues no lineals que distorsionen el voltatge i originen un descens del grau de qualitat de l’energia elèctrica. Són coneguts des de fa molt de temps, però és en un escenari de futur, amb milions de dispositius connectats, quan caldrà resoldre’n els efectes.

L’actual model energètic funciona de forma natural. Són xarxes robustes, potser antiquades, però el sistema funciona perquè és poc complex, però “amb la integració de les TIC, l’energia passarà a ser un sistema sofisticat”, afirma Sudrià. 

Les TIC i la vulnerabilitat

Una altra qüestió que requereix una reflexió és el factor de risc i el grau de vulnerabilitat que està adquirint la nostra societat. Les TIC estan cada cop més íntimament relacionades amb les activitats de les persones i la informació en format digital ja forma part del nostre dia a dia fins al punt que és imprescindible en multitud de situacions.

“Cada vegada en som més dependents. Fins ara ho érem de l’aigua i del menjar, després de la temperatura, després de l’electricitat i ara, sense tecnologia, ens trobem desprotegits. No en som conscients, però sí que hi som molt sensibles”, assegura Antoni Sudrià.

Tot indica que en el futur tots els consums dependran de la informació, la computació, les comunicacions i la informàtica. Estaran hibridats i constituiran una unitat, de manera que si alguna cosa falla, fallarà el sistema. Per tant, els enginyers assenyalen que l’única solució és gestionar-ho bé.

“Malgrat l’índex de risc que estem adquirint, la nostra feina és augmentar i estructurar la fiabilitat de tots els processos. La tecnologia assegura el nostre futur, ens permet extreure recursos de la natura sense malmetre-la. Però n’hem de quantificar el risc, la redundància i la fiabilitat. Perquè el risc zero té un cost infinit, no existeix”, conclou.
 

Follow us on Twitter Open link in new window
Latest news
NASA's sub-orbital rocket that was launched from Spaceport America (New Mexico, USA) with the experiment designed at the EETAC. A UPC experiment once again aboard a NASA rocket NASA launched, from Spaceport America (New Mexico, USA), a sub-orbital rocket containing an ... [read +]
Website where you can find all the information about UPC's MOOCs. The UPC launches its first MOOC, on machine translation The massive open online course 'Approaches to Machine Translation: Rule-based, Statistical and ... [read +]
The deadline for submissions to the SEAT-UPC Chair’s international competition to find the best doctoral thesis has been extended The deadline for submissions to the competition organised for the first time by the SEAT Chair of ... [read +]
In collaboration with:
Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología Science Year 2007 Ministerio de Ciencia e Innovación
This website uses cookies to offer you the best experience and service. If you continue browsing, it is understood that you accept our cookies policy Open link in new window.
Oficina de Mitjans de Comunicació.
C/ Jordi Girona 31, 08034 Barcelona Tel.: +34 93 401 61 43
oficina.mitjans.comunicacio@(upc.edu)
© UPC Open link in new window. Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech