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El incremento del uso de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) ha implicado la necesidad de crear potentes centros de procesamiento de datos.

TIC y energía, conectividad total

El incremento del uso de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) ha implicado la necesidad de crear potentes centros de procesamiento de datos. Estos requieren grandes cantidades de energía para gestionar el cálculo, la transmisión, el almacenamiento y la presentación de la información, lo cual antes se hacía en un ordenador personal. Desde la UPC reflexionamos sobre el nuevo paradigma que propone el sector y su confluencia con el mundo de la energía.

25/07/2011
El modelo cloud computing o informática en nube de Internet está de actualidad. Básicamente, supone que los servicios, las aplicaciones y los datos ya no residen en los ordenadores personales, sino en Internet, en centros de procesamiento de datos (CPD) esparcidos por el mundo, y son accesibles desde cualquier dispositivo con conexión a la red como por ejemplo un teléfono móvil inteligente, una tableta o un ordenador portátil.

Este modelo ya es una realidad en la informática doméstica y, según los analistas, es previsible que los próximos años se consolide a gran escala, tanto por lo que respecta a los usuarios individuales como a las empresas. El reto que plantea esta revolución tecnológica para los próximos años será mantener y, incluso, mejorar la disponibilidad de las infraestructuras, y a la vez implementar nuevas tecnologías y servicios que contribuyan a reducir costes mejorando el diseño, la gestión y la eficiencia. Además, aspectos como por ejemplo la seguridad, la fiabilidad, la flexibilidad y la informática verde tomarán más protagonismo.

Energía para granjas
Los CPD ofrecen, fundamentalmente, capacidad de computación o servicios informáticos, alojamiento, correo electrónico, gestión de bases de datos, control de redes y sistemas, mecanismos de seguridad, controles de acceso, gestión de copias de apoyo, etc. “Los más grandes son granjas de ordenadores que ocupan la superficie equivalente a cinco veces el campo del Barça y consumen la electricidad equivalente a la que requieren los hogares de un barrio mediano de una gran ciudad como Barcelona”, afirma Jordi Torres, profesor del Departamento de Arquitectura de Computadores e investigador del Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS).

En estas factorías de información es muy importante que la capacidad eléctrica sea suficiente para dar un servicio ininterrumpido. También lo es controlar la temperatura y la humedad. De hecho, habitualmente el 50 % del consumo energético se destina al aire acondicionado del sistema de refrigeración de las instalaciones.

Actualmente, no obstante, la potencia de la red eléctrica no es un problema. Sin embargo, con consumos de miles de kilovatios, que aumentan cada día más, la eficiencia energética es un aspecto cada vez más importante dentro de los CPD. Esta eficiencia se está consiguiendo, por ejemplo, aprovechando la refrigeración de las plantas para generar agua caliente y distribuirla como servicio de agua caliente sanitaria en el ámbito doméstico.bordonau

En un contexto de crisis energética como el actual, una reducción del consumo energético o un mejor aprovechamiento de los recursos supone un gran beneficio económico y medioambiental. Y es precisamente porque la energía es una parte importante de los costes de un CPD que “estamos inmersos en un proceso de deslocalización en que los centros se ubican en lugares del mundo donde el precio de la energía es más económico o en lugares donde la refrigeración puede ser más eficiente debido a la temperatura ambiente”, afirma Torres.


Este proceso es un riesgo a medio plazo, pero la alternativa de traer los centros al mismo país no es una solución, según el investigador, sobre todo si se tiene en cuenta que aproximadamente el 75 % de la energía global se importa. “No sólo puede generar dependencia de la energía que viene del exterior, sino que nos tenemos que preguntar si, a pesar de la deslocalización, tenemos garantizada la disponibilidad de nuestra información”, añade Torres.

Aparte de centrarnos en el hecho que los CPD sean eficientes, cosa que los expertos consideran fundamental, “si estamos de acuerdo en el hecho que los puntos de acceso a Internet están aumentando exponencialmente, tendríamos que ser capaces de manipular la información sin hacer crecer el consumo energético. Hoy por hoy, no obstante, tenemos unas metodologías de tratamiento de la información poco eficientes tanto desde el punto de vista informático como desde el punto de vista energético”, opina Josep Bordonau, profesor del Departamento de Ingeniería Electrónica y coordinador UPC del KIC InnoEnergy.

Cuando se plantea el salto al cloud computing, la seguridad y la disponibilidad del suministro son dos de los aspectos que suelen generar más reticencias. Para poder garantizarlos, Jordi Torres, autor del libro Empresas en la nube, propone ir hacia un modelo más distribuido. Esto quiere decir “trasladar los CPD a parques de energía renovables en el territorio donde tengan que proveer la información, de forma que estos parques se conviertan en generadores de energía y también de información. La otra opción es acercar las fuentes de energía renovables al lugar donde hay los pequeños CPD de las empresas”, explica.

Debido a la intermitencia de funcionamiento de las energías renovables, la solución más extendida actualmente para garantizar la generación de electricidad durante todas las horas del día es la hibridación de parques eólicos con centrales de biomasa. Cuando no sopla el viento, se queman residuos forestales, residuos agrícolas o residuos sólidos urbanos para asegurar el suministro.

Pero el traslado de los CPD y el uso de energías renovables es una solución que también implica “incrementar la redundancia, es decir, tendremos que tener una red de centros, nodos intermedios y repetidores más espesa, tanto para la información como para la energía. Así, si falla una planta, funcionará la otra y, si se producen problemas en partes concretas de la red, será posible continuar la conexión o el tráfico de datos por un camino alternativo”, puntualiza Bordonau.
 

antoni sudrià... y sin información no habrá energía

En el ámbito de la planificación energética, está bastante extendida la percepción que la manera como nos proveemos de energía dejará de ser entendida tal como hoy la concebimos. Parece claro que los sistemas energéticos tienden a la diversificación de las fuentes y a la distribución territorial y que ganan peso las instalaciones pequeñas y medianas por encima de las grandes centrales productoras.
 
Pero si nos centramos en el modelo de funcionamiento de la red eléctrica, la verdadera importancia de este nuevo modelo recae en la confluencia de la tecnología energética y las tecnologías de la información (TIC) para hacer un sistema eléctrico más flexible y modular, con más calidad de suministro y de servicio, más penetración de energías renovables y menos impacto ambiental. 
Para Antoni Sudrià, las TIC consumen mucha energía, pero permiten gestionar y hacer más eficientes todos los otros sectores.
“Si tenemos más lugares que generan energía, habrá que decidir cómo la consumimos. Es decir, tendremos que decidir si lo hacemos localmente o, por ejemplo, en un CPD, y, si nos sobra, tendremos que resolver cómo la reenviamos en la red eléctrica. Este es un problema difícil que todavía no está resuelto”, dice Josep Bordonau.

Por otro lado, una cuestión que los consumidores a menudo desconocen es el hecho que la energía requiere un equilibrio constante entre la oferta y la demanda. “Es el único producto en el mundo que se tiene que consumir en el mismo momento en que se fabrica. Cuando hay alguna demanda en algún punto de la red, el sistema cubre esta necesidad, cosa que cambia constantemente. Debido a la tendencia de los mercados hacia la generación distribuida y basada en energías renovables, habrá que repensar muchas soluciones tecnológicas”, explica Antoni Sudrià, director del Centro de Innovación Tecnológica en Convertidores Estáticos y Accionamientos (CITCEA) y profesor de la ETS de Ingeniería Industrial de Barcelona.

Una de las cuestiones más importantes es el problema del flujo armónico de cargas en la red eléctrica. Los armónicos son fenómenos provocados por la conexión de dispositivos electrónicos de cargas no lineales que distorsionan el voltaje y originan un descenso del grado de calidad de la energía eléctrica. Son conocidos desde hace mucho tiempo, pero es en un escenario de futuro, con millones de dispositivos conectados, cuando habrá que resolver los efectos.

El actual modelo energético funciona de forma natural. Son redes robustas, quizás anticuadas, pero el sistema funciona porque es poco complejo, pero “con la integración de las TIC, la energía pasará a ser un sistema sofisticado”, afirma Sudrià.
 
Las TIC y la vulnerabilidad
Otra cuestión que requiere una reflexión es el factor de riesgo y el grado de vulnerabilidad que está adquiriendo nuestra sociedad. Las TIC están cada vez más íntimamente relacionadas con las actividades de las personas y la información en formato digital ya forma parte de nuestro día a día hasta el punto que es imprescindible en multitud de situaciones.

“Cada vez somos más dependientes. Hasta ahora lo éramos del agua y de la comida, después de la temperatura, después de la electricidad y ahora, sin tecnología, nos encontramos desprotegidos. No somos conscientes, pero sí somos muy sensibles”
, asegura Antoni Sudrià.

Todo indica que en el futuro todos los consumos dependerán de la información, la computación, las comunicaciones y la informática. Estarán hibridados y constituirán una unidad, de forma que si algo falla, fallará el sistema. Por lo tanto, los ingenieros señalan que la única solución es gestionarlo bien.

“A pesar del índice de riesgo que estamos adquiriendo, nuestro trabajo es aumentar y estructurar la fiabilidad de todos los procesos. La tecnología asegura nuestro futuro, nos permite extraer recursos de la naturaleza sin malograrla. Pero tenemos que cuantificar el riesgo, la redundancia y la fiabilidad. Porque el riesgo cero tiene un coste infinito, no existe”
, concluye.


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