Centros de datos y agua: convertir la purga de las torres de refrigeración en un recurso estratégico

A medida que se acelera la adopción de la IA, los centros de datos se han convertido en la columna vertebral física del mundo digital, impulsando todo, desde asistentes virtuales hasta análisis predictivos y modelos generativos. Sin embargo, detrás de cada ciclo informático se esconde un recurso fundamental que rara vez aparece en los titulares: el agua.

Los grandes centros de datos dependen del agua para gestionar el enorme calor que generan los servidores de alta densidad. Para una instalación de 100 megavatios, eso puede significar hasta 2 millones de litros de agua al día, aproximadamente el consumo diario de miles de hogares. Al mismo tiempo, muchas de las regiones que atraen el desarrollo a gran escala ya sufren estrés hídrico. Equilibrar el crecimiento de la capacidad informática con un uso responsable del agua se está convirtiendo en un reto determinante para la industria.

Aquí es donde una estrategia más inteligente para la purga de torres de refrigeración (CTBD) puede marcar la diferencia. En lugar de desechar la CTBD como un flujo de residuos, los operadores pueden tratarlo para transformarlo en una fuente interna fiable de agua reciclada de alta calidad.

La huella hídrica oculta de los centros de datos

La mayoría de las conversaciones sobre centros de datos se centran en la eficiencia en el uso de la energía (PUE). Sin embargo, el agua desempeña un papel igualmente fundamental en el mantenimiento de la infraestructura en línea.

Los servidores y los dispositivos de red funcionan constantemente y generan enormes cantidades de calor. Sin una disipación eficaz del calor, se sobrecalientan y fallan. Aunque los sistemas basados en aire son muy utilizados, la refrigeración por agua suele ser mucho más eficaz a la hora de gestionar las enormes cargas térmicas que generan los equipos modernos de alta densidad, especialmente en el caso de la inteligencia artificial y otras cargas de trabajo intensivas.

El agua se utiliza para controlar la humedad, para alimentar los enfriadores, en las centrales eléctricas adyacentes que suministran electricidad al centro de datos y durante el mantenimiento del sistema y las pruebas de los sistemas de respaldo. Todo está interconectado y todo depende de una infraestructura de suministro de agua estable y bien gestionada.

El resultado es una demanda sustancial y continua de los recursos hídricos locales, que a menudo se extraen de los sistemas municipales de agua potable, ya que son los más accesibles. En regiones con escasez de agua, esto puede poner a los centros de datos en competencia directa con las comunidades, la agricultura y otras industrias por los mismos recursos limitados. Al mismo tiempo, las normativas medioambientales restringen cada vez más la forma en que los flujos de residuos calientes y concentrados pueden verterse de nuevo en ríos, lagos o aguas costeras.

Para mantener su licencia de funcionamiento, los centros de datos deben demostrar que utilizan el agua de forma más eficiente, reciclan siempre que es posible y minimizan su huella hídrica.  Lo que agrava aún más este desafío es que no es estático. La escala, la intensidad y la huella geográfica de los centros de datos están cambiando rápidamente y, con ellos, las exigencias que se imponen a la infraestructura hídrica local.

El agua como limitación estratégica: qué cambiará para 2026

De cara al futuro, el agua está llamada a convertirse en uno de los factores determinantes que limitarán el crecimiento de los centros de datos. A medida que proliferan las cargas de trabajo de inteligencia artificial y aumenta la densidad computacional, la demanda de agua se acelera más rápido de lo que muchos sistemas regionales de agua fueron diseñados para soportar. Los análisis del sector apuntan cada vez más a mediados de la década de 2020 como un punto de inflexión, cuando la disponibilidad de agua, la capacidad de tratamiento y el escrutinio normativo influirán directamente en dónde se pueden construir los centros de datos y cómo pueden funcionar.

1. La demanda de agua aumentará considerablemente con la expansión de la infraestructura de IA.

Los centros de datos consumen mucha agua debido a las necesidades de refrigeración, especialmente en el caso de las instalaciones que alojan cargas de trabajo de entrenamiento e inferencia de IA. Las grandes instalaciones pueden consumir millones de galones al día, y algunas estimaciones prevén un aumento significativo de las necesidades de agua a medida que se acelera la demanda de IA.

Por ejemplo:

• los centros de datos típicos ya utilizan entre cientos de miles y millones de galones de agua al día para sus operaciones de refrigeración.Las
• proyecciones más amplias indican que, a medida que aumenta la capacidad de las instalaciones, el consumo de agua asociado a las operaciones de refrigeración podría multiplicarse varios veces en comparación con los niveles actuales.

Esta tendencia significa que la demanda de agua en todo el sector podría intensificarse a partir de 2026, impulsada tanto por las nuevas construcciones como por el aumento de la densidad informática por instalación.

2. La disponibilidad de agua influirá en las decisiones sobre la ubicación

El suministro de agua y la estructura normativa ya se están convirtiendo en factores determinantes a la hora de elegir la ubicación de los nuevos proyectos de centros de datos. Los centros de datos construidos en regiones áridas o con escasez de agua, como algunas zonas del suroeste de Estados Unidos, Oriente Medio y partes de Asia, pueden competir directamente con los usuarios municipales y agrícolas por unos recursos cada vez más escasos.

Las principales implicaciones son:

• los gobiernos y las empresas de servicios públicos examinan cada vez más los permisos y las asignaciones de agua para las instalaciones de alto consumo.
• Empresas que se enfrentan a un mayor riesgo de incumplimiento normativo en cuencas con escasez de suministro o durante períodos de sequía.
• Algunos municipios están considerando la posibilidad de imponer moratorias o límites normativos a los nuevos centros hasta que se formalicen las estrategias hídricas.

Los operadores están respondiendo teniendo en cuenta la seguridad y la sostenibilidad del agua en las evaluaciones iniciales de los emplazamientos y dando prioridad a las fuentes que reducen la extracción de agua dulce.

3. El reciclaje y las estrategias alternativas para el agua se están volviendo esenciales

La reutilización del agua, la refrigeración de circuito cerrado y las tecnologías de tratamiento avanzadas ya no son complementos opcionales, sino que se están convirtiendo en requisitos básicos para la viabilidad a largo plazo. Varios líderes del sector están invirtiendo en diseños de sistemas eficientes en el uso del agua que recirculan o reutilizan el agua de refrigeración, lo que reduce significativamente el consumo neto.

Las estrategias de agua reciclada y circular no solo reducen la dependencia del agua dulce local, sino que también protegen a los centros de datos frente a la oposición normativa y comunitaria en cuencas con estrés hídrico.

4. La innovación se centra en la eficiencia hídrica y en nuevos enfoques de refrigeración

Los sistemas tradicionales de refrigeración por evaporación, que pierden agua a través de la evaporación como parte del rechazo de calor, están siendo objeto de escrutinio tanto por su consumo de agua como por su impacto medioambiental. Entre los nuevos enfoques que están surgiendo en el sector se incluyen:

• técnicas de refrigeración híbridas o secas que reducen significativamente el consumo de agua.
• Sistemas de circuito cerrado que minimizan las retiradas externas.
• Métricas de rendimiento hídrico más detalladas (por ejemplo, la eficacia en el uso del agua, WUE) que ayudan a comparar y gestionar el rendimiento hídrico a gran escala.

En conjunto, estas tendencias apuntan a una conclusión clara: garantizar la resiliencia hídrica a largo plazo requerirá algo más que mejoras incrementales en la eficiencia. Los centros de datos deberán tratar el agua como un recurso gestionado dentro de los límites de las instalaciones, recuperándola, reciclándola y reutilizándola siempre que sea posible para reducir la dependencia de los suministros externos y las vías de descarga.

Por qué la purga de la torre de refrigeración es el mejor punto de partida

En este contexto, la purga de las torres de refrigeración representa uno de los puntos de partida más prácticos y eficaces para mejorar el equilibrio hídrico de un centro de datos. En un sistema típico de refrigeración por evaporación, el agua circula a través de torres de refrigeración, absorbe calor y se pierde parcialmente en forma de vapor. A medida que se produce la evaporación, las sales y minerales disueltos se concentran en el agua restante. Para mantener bajo control las incrustaciones y la corrosión, los operadores purga periódicamente parte del agua circulante. Esa purga es la descarga de la torre de refrigeración.

La CTBD es un objetivo ideal para el reciclaje:

• ya se recoge en un único punto de las instalaciones.
• El flujo y la composición son relativamente constantes.
• Transporta una parte significativa de la carga de sólidos disueltos de la instalación.

Si la CTBD puede tratarse y reutilizarse como agua de reposición, el centro de datos puede reducir su dependencia de fuentes externas de agua dulce, reducir los volúmenes de descarga y los costes asociados, y aumentar los ciclos de concentración de sus torres de refrigeración, todo ello sin cambiar el concepto básico de refrigeración.

La barrera técnica es la química del agua. La CTBD es típicamente un arroyo salobre enriquecido con sales poco solubles, como sílice, carbonato cálcico y sulfato cálcico. Los sistemas convencionales de ósmosis inversa para agua salobre (BWRO) suelen estar limitados a un 75-80% de recuperación antes de que la incrustación se vuelva inmanejable. Para aumentar la recuperación con diseños tradicionales, normalmente se requieren etapas adicionales, bombas de refuerzo y bucles de recirculación, lo que hace que el sistema sea más complejo y costoso.

Diseño de sistemas CTBD de alta recuperación: de los límites químicos a las soluciones prácticas

La purga de torres de refrigeración (CTBD) es uno de los objetivos más atractivos para la reutilización del agua en los centros de datos, pero también es uno de los que presenta más limitaciones técnicas. A medida que las sales disueltas se concentran por evaporación, los compuestos poco solubles, como la sílice, el carbonato cálcico y el sulfato cálcico, alcanzan rápidamente los umbrales de incrustación. Los sistemas convencionales de ósmosis inversa de agua salobre (BWRO) suelen alcanzar una recuperación máxima del 75-80 %, más allá de la cual aumentan considerablemente el riesgo de incrustaciones, el consumo de productos químicos y la inestabilidad operativa.

Para lograr una mayor recuperación se requiere una filosofía de diseño diferente, que separe la eliminación de sal de los límites de presión osmótica y gestione la química de la incrustación de forma proactiva en lugar de defensiva.

Un enfoque a nivel de sistema para una alta recuperación

En la práctica, los sistemas de reutilización CTBD de alta recuperación deben abordar tres retos simultáneamente:

1. Evitar la formación de incrustaciones en las superficies de las membranas mientras opera con recuperaciones elevadas.
2. Eliminar las sales problemáticas del sistema en lugar de recircularlas sin cesar
3. Minimizar el volumen de concentrado desde el principio., reduciendo la complejidad de la eliminación aguas abajo o de la ZLD.

Esto requiere un enfoque integrado que combine la separación por membranas con la precipitación controlada de sales y un funcionamiento avanzado de las membranas, lo que permite aumentar la recuperación sin llevar al sistema a regímenes de funcionamiento inestables.

IDE aplica esta lógica a través de su arquitectura de soluciones de MAXH2O, desarrollada específicamente para flujos industriales de alta salinidad y propensos a la formación de incrustaciones, como la purga de las torres de refrigeración. En lugar de depender de diseños de ósmosis inversa multietapa cada vez más complejos o de una dosificación química agresiva, el enfoque se centra en gestionar la química a nivel del sistema.

Eliminación de sales incrustadas como sólidos, no como lodos

Uno de los principios fundamentales de MAXH₂O es la eliminación controlada de sales poco solubles en forma de sólidos densos, en lugar de permitir que se acumulen en la solución. En una configuración típica, la CTBD se trata mediante ósmosis inversa operada a una recuperación local conservadora, por debajo de los límites de incrustación. El permeado producido en esta etapa ya es apto para su reutilización como agua de reposición de alta calidad para torres de refrigeración.

En lugar de enviar el concentrado resultante directamente a su eliminación o a otras etapas de ósmosis inversa, se dirige a un reactor de lecho fluidizado donde se desactivan intencionadamente los inhibidores de incrustaciones. En estas condiciones controladas, la sílice, el carbonato cálcico y otras sales problemáticas se precipitan sobre el material de siembra, formando gránulos compactos. Estos gránulos se retiran periódicamente y se tratan como un flujo de residuos sólidos.

Al eliminar las sales poco solubles del sistema de esta manera, la salmuera restante se convierte principalmente en una solución de cloruro de sodio. Esto permite que el proceso funcione en un circuito cerrado con una recuperación global muy alta, al tiempo que se evita la formación de lodos, se minimiza el riesgo de ensuciamiento y se mejora la estabilidad hidráulica en todo el sistema.

Para los operadores de centros de datos, esto se traduce en ciclos de concentración más altos en las torres de refrigeración, una menor toma de agua dulce y una reducción sustancial de los volúmenes de purga, todo ello sin introducir pasos de tratamiento frágiles o que requieran un uso intensivo de productos químicos.

Reconsideración del funcionamiento de la ósmosis inversa con alta recuperación

Paralelamente a la precipitación de sal, IDE también aplica un modo dinámico de funcionamiento de la ósmosis inversa diseñado para aumentar la recuperación en una sola etapa de membrana. En lugar de un flujo cruzado continuo con una purga constante de concentrado, este enfoque alterna entre períodos de producción cortos y eventos de lavado breves y de alta velocidad.

Estos ciclos rápidos evitan la acumulación prolongada de sal en la superficie de la membrana, manteniendo el sistema dentro de la fase de inducción de la cristalización, en la que existe supersaturación pero aún no se han formado cristales. El resultado es un funcionamiento estable con recuperaciones muy superiores a las que se suelen conseguir con los diseños convencionales de ósmosis inversa, al tiempo que se amplían los intervalos entre limpiezas químicas.

Esta operación dinámica reduce la complejidad del sistema, elimina la necesidad de varios procesos de ósmosis inversa y refuerzo entre etapas, y mejora la fiabilidad general, aspectos clave para instalaciones de misión crítica como los centros de datos.

Del concepto a la práctica: un caso de alta recuperación

El impacto de este enfoque de alta recuperación se ilustra mejor a través de aplicaciones del mundo real.

En este caso, una planta industrial combinaba varios flujos difíciles: purga de 20 torres de refrigeración híbridas, salmuera de un sistema de ósmosis inversa existente y aguas residuales de los procesos de fabricación. El sistema de tratamiento existente, ultrafiltración seguida de ósmosis inversa, proporcionaba agua de reposición, pero se enfrentaba a problemas persistentes:

• las concentraciones de sílice de 65-150 mg/l limitaban la recuperación de la ósmosis inversa.
• Las torres de refrigeración estaban limitadas a ciclos de concentración de entre 2 y 2,5, lo que obligaba a utilizar altas tasas de purga y grandes volúmenes de eliminación.
• La economía de un sistema ZLD no resultaba atractiva debido al elevado caudal de concentrado.

IDE implementó un desalador de salmuera MAXH₂O para tratar una parte del flujo más difícil. Con una recuperación de alrededor del 95 %, el desalador redujo la sílice en el permeado a aproximadamente 1 mg/l. Cuando este permeado se volvió a mezclar en el sistema de reposición:

• los ciclos de concentración de la torre de refrigeración aumentaron de 2 a 4.
• La demanda total de agua de reposición se redujo aproximadamente en un tercio.
• El volumen de concentrado se redujo lo suficiente como para que un sistema ZLD compacto resultara práctico, eliminando la descarga continua de salmuera y dejando solo sólidos secos para su eliminación.

Para un centro de datos, una configuración similar se traduciría en un menor consumo de agua dulce, equipos térmicos más pequeños (si fuera necesario) y un argumento comercial más sólido para alcanzar objetivos ambiciosos en materia de gestión del agua.

Convertir la purga en un activo estratégico

A medida que la disponibilidad de agua se convierte en una limitación determinante para el crecimiento de los centros de datos, el reciclaje mediante la CTBD ofrece una de las oportunidades más inmediatas y eficaces para mejorar la eficiencia hídrica. Cuando se diseñan correctamente, los sistemas de tratamiento de alta recuperación transforman la purga de un flujo de residuos en un recurso interno fiable, lo que favorece tanto la resiliencia operativa como las metas de gestión sostenible del agua a largo plazo.

En lugar de considerar la reutilización del agua como un mero ejercicio de cumplimiento normativo, los centros de datos que invierten en soluciones de CTBD robustas y respetuosas con el medio ambiente se posicionan para crecer de forma sostenible en un mundo cada vez más limitado en recursos hídricos.

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