Algas que crecen ‘al calor de los datos’ para hacer economía circular con la energía de los 'data centers'

La energía que los centros de datos devoran con feroz glotonería "es convertida casi toda por los servidores en calor, que directamente se pierde" en el aire, señala Olivier Micheli, CEO de Data4. Es la introducción de un proyecto desarrollado por su compañía y la Fundación de la Universidad de París-Saclay, con la colaboración de la startup Blue Planet Ecosystemes y el consejo departmental de l’Essonne (equivalente administrativo a lo que sería una provincia española), en la región Île-de-France.

Ese proyecto, basado en algas que crecen al calor de los datos, se encuentra ya en la fase de mostrar una prueba de concepto operativa y se materializa en el tejado del centro de datos número 10 (DC10), de los 23 datacenters que Data4 concentra en su campus de Marcoussis, a poco más de 30 kilómetros de París.

El campus, que es en realidad la suma de dos espacios contiguos desarrollados sucesivamente, es "el más grande de Europa y 100% europeo", presume la compañía, que organizó una visita para un reducido grupo de medios internacionales, incluido DISRUPTORES.

En Marcoussis, Data4 sigue construyendo todavía más centros de datos y prepara su "campus número tres", en otro terreno a tres kilómetros, que será "un espejo, dedicado especialmente a inteligencia artificial". Según pudo constatarse en la visita, los nuevos edificios diferenciados que albergan sendos datacenters, son cada vez más masivos y con más alturas (los últimos tienen tres), a medida que pasa el tiempo desde la construcción del primero en 2006.

Pero la esencia de la convocatoria no era hablar de la inmensa acumulación de potencia computacional de la compañía, sino de cómo pueden aprovechar sus "excedentes" para hacer prosperar unas humildes microalgas unicelulares, cultivadas en un tanque en el tejado. Lo explica, sobre ese tejado, Linda Lescuyer, jefa de innovación de Data4, acompañada por Cécile Deterre, cofundadora de Blue Planet:

"Pueden imaginarse que en este edificio hay cientos de servidores que dan servicios de almacenamiento de datos e internet. Y el concepto es recuperar el calor que generan [los procesadores], absorbiéndolo continuamente desde ahí abajo hasta este tejado, mediante un circuito de agua. Convertimos el aire caliente de la sala en agua caliente. Sin nuestra instalación biocircular, ese agua se enfría en los aparatos que ven por aquí [el tejado está lleno de compresores para esa tarea] y se reenvía abajo".

El modelo de centro de datos que aplica la compañía es de refrigeración por aire, con un potente circuito de ventilación en el que el aire caliente pasa por un sistema de enfriamiento con agua. El agua se calienta y es enviada a un intercambiador, donde ‘libera’ el exceso de temperatura al aire y regresa a la zona cálida para repetir el ciclo. Es algo parecido al clásico funcionamiento del radiador de un coche. Dentro de las salas de los servidores la temperatura ambiente está entre 24 y 30 grados. No hace el frío que suele sentirse en otros datacenters con aire acondicionado. "Nuestro consumo de agua es mínimo", afirma el cicerone de la visita al campus.

Agua verde

"Lo que ahora presentamos este otro intercambiador de calor", prosigue Lescuyer señalando un enorme paralelepípedo metálico a su espalda, rodeado de tubos transparentes por los que se ve correr agua verde. Es decir, es agua llena de algas. "Esto sirve para transferir el calor del centro de datos a esta caja mediante unas tuberías en las que el agua llega a entre 25 y 30 grados. No es demasiado".

En el intercambiador se transfiere el calor del circuito de refrigeración que trae y lleva el agua hasta la zona de los servidores a otro circuito de agua, en el que se desarrollan las algas. Ambos están separados, según aclara Lescuyer a DISRUPTORES. "No hay conexión de agua, ni intercambio entre los circuitos de las algas y del centro de datos. El único punto de contacto está aquí y no hay riesgo de mezcla, ni accidente, ni nada". Añade que todo está protegido por un sistema de filtros, para más seguridad.

Toma la palabra Paul Schmitzberger, CEO de Blue Planet Ecosystemes: "Una vez que obtenemos el calor del centro de datos podemos proporcionar las condiciones de crecimiento perfectas para las algas. Y, volviendo a la cuestión de la energía, hay un beneficio secundario al tener un gigantesco área donde para la transferencia de calor. Si todo sale bien, y podemos prolongar el área o el tiempo de actividad, el enfriamiento del centro de datos es gratuito". Se refiere a no requerir los enfriadores actuales, que también consumen cierta energía.

El proceso que se produce en esas tuberías visibles, llenas de agua verde, es una aceleración de la función clorofílica de las algas que redunda en su crecimiento. Para ello es preciso que dispongan de CO2, que en la actualidad están recibiendo procedente de proveedores externos, especializados en la captura y aprovechamiento del gas que tanto preocupa a la sociedad actual. En realidad, el dióxido de carbono es imprescindible para el desarrollo del mundo vegetal, a través de la fotosíntesis (que libera oxígeno), y por tanto de la vida en el planeta. Schmitzberger hace alusión a que el proyecto prevé completarse con medios propios para la captura de CO2.

De momento, el resultado de la prueba de concepto conducida en el tejado del data center ofrece un crecimiento y, consecuentemente, asimilación del carbono veinte veces más rápida y eficiente de lo normal en las plantas. "El proceso genera biomasa que se puede utilizar para la industria farmacéutica o como aditivos para piensos o incluso para el consumo humano", señala el CEO de Blue Planet, añadiendo que la "estructura tubular" que rodea al tanque principal "maximiza el espacio donde la luz del sol puede penetrar".

Así se conjugan los tres elementos esenciales: calor, luz y CO2. Pero queda una cuarta variable en la ecuación: el oxígeno, que en cantidades de gran concentración es peligroso y bastante tóxico para el funcionamiento de los mecanismos. "Por eso, mezclamos el agua con el aire, para remover el exceso de oxígeno", puntualiza Schmitzberger. "Aquí [junto al tanque de las algas], ustedes pueden respirar mejor un aire, con más oxígeno".

Del tejado a las fachadas

El proceso requiere cierta atención, para controlar el flujo de CO2, los niveles de oxígeno, el pH del agua, nutrientes… "Con este tanque es, además, que se están afinando ciertos parámetros. Todo esto podría hacerlo una sola persona si sólo tuviéramos esta unidad, pero la visión que tenemos es que todos estos centros de datos, sus paredes y sus tejados tendrán muchos más de estos tubos, así que mantener el equilibrio será otro desafío. Por eso desde Blue Planet no sólo estamos diseñando el hardware y la biología del sistema, sino también el software de control, en el que los algoritmos se cruzan con las operaciones del centro de datos. No queremos interferir en su ciclo de enfriamiento".

La instalación en el tejado del DC10 produce en su estado actual 500 gramos diarios de la especie Chlorella algae, con una asimilación de 900 gramos de dióxido de carbono. A la visión que menciona Schmitzberger, aprovechar las fachadas del centro de datos para criar mayor cantidad de microalgas, le pone cifras Olivier Micheli: el objetivo es producir 20 kilos de algas diariamente y consumir 36 kilogramos de CO2 diariamente.

Aunque no parezcan cifras muy significativas, se trata de volúmenes enormes. El proyecto se propone la fecha de diciembre de 2027 para el desarrollo de un módulo industrial. Y, la continuación sería llegar a todo el parque edificado de la compañía.

"Las fachadas de todos nuestros centros de datos en Francia reciben cerca de 18 teravatios/hora que ahora no se están aprovechando", asevera Lescuyer. "A través de este proyecto pretendemos transformar este calor en energía. Gracias al módulo biocircular tenemos la oportunidad de crear un nuevo recurso ecológico y económico para la región. Y, de paso, puestos de trabajo, que pueden desarrollarse con los centros de datos".

Y a eso hay que añadirle que Data4, en su expansión europea, ya tiene centros de datos en España (uno en Alcobendas y otro en construcción en San Agustín de Guadalix), Italia, Polonia, Alemania y Grecia.