Utilizzo nullo dell’acqua nei data center: è possibile?

La rapida diffusione dell’intelligenza artificiale sta trasformando profondamente il settore dei data center. L’aumento della potenza di calcolo necessaria per i modelli di AI (dall’addestramento delle reti neurali alle applicazioni di inferenza in tempo reale) comporta una crescita costante della densità dei rack e della quantità di calore generata dai server. Se in passato l’attenzione era rivolta soprattutto all’efficienza energetica, ora bisogna considerare anche una seconda variabile destinata a diventare altrettanto determinante: la gestione delle risorse idriche.

È proprio in questa prospettiva che il concetto di utilizzo nullo dell’acqua sta via via acquisendo un’importanza crescente. Grazie all’evoluzione delle tecnologie di raffreddamento, oggi è infatti possibile progettare infrastrutture capaci di mantenere elevate prestazioni termiche, senza ricorrere all’evaporazione dell’acqua stessa durante il processo di dissipazione del calore. Una soluzione che permette a tutti gli effetti di coniugare fattori cardine quali la sostenibilità, l’affidabilità operativa e la continuità dei servizi digitali.

Dal PUE al WUE: come si misura la sostenibilità di un data center

Per oltre dieci anni, il principale parametro adoperato per valutare l’efficienza dei data center è stato il Power Usage Effectiveness (PUE): indicatore che confronta l’energia complessiva consumata dalla struttura con quella realmente usata dalle apparecchiature informatiche. Valori vicini a 1 corrispondono a un’elevata efficienza energetica e rappresentano l’obiettivo di molti operatori internazionali.

Il miglioramento del PUE, tuttavia, è stato spesso ottenuto tramite sistemi di raffreddamento evaporativo. Sebbene particolarmente efficaci dal punto di vista energetico, tali impianti richiedono un impiego continuo di acqua per disperdere il calore prodotto dai server. Con l’espansione dei carichi legati all’AI, tale soluzione mostra limiti sempre più evidenti, soprattutto nei territori dove le risorse idriche risultano già insufficienti.

Per tale ragione si è affermato un secondo indicatore: il Water Usage Effectiveness (WUE), che misura il quantitativo di acqua impiegato per ogni chilowattora consumato dal data center. Le infrastrutture tradizionali presentano mediamente valori intorno a 1,8 litri per kWh, mentre gli impianti più evoluti riescono a ridurre il consumo fino a circa 0,2 litri. Oggi, grazie alle architetture termiche di ultima generazione, è possibile arrivare addirittura a un consumo pari a zero.

La validità del WUE è stata riconosciuta anche da standard internazionali come ISO/IEC 30134 ed EN 50600, che lo considerano un parametro complementare al PUE nella valutazione complessiva delle prestazioni ambientali di un’infrastruttura digitale. L’obiettivo non consiste più soltanto nel consumare meno energia, ma anche nel preservare una risorsa preziosa come l’acqua, sempre più esposta agli effetti dei cambiamenti climatici.

Le nuove tecnologie che permettono l’utilizzo nullo dell’acqua

L’evoluzione dei sistemi di raffreddamento ha aperto scenari fino a pochi anni fa difficilmente immaginabili. Le nuove architetture termiche consentono infatti di eliminare il consumo d’acqua, senza compromettere le prestazioni richieste dai moderni carichi di lavoro basati sull’intelligenza artificiale.

Il principio alla base di queste soluzioni sta nell’abbandonare il raffreddamento evaporativo a favore di impianti ad aria o di configurazioni che adoperano refrigeratori accoppiati a dry cooler, eliminando completamente l’evaporazione come metodo di dissipazione del calore. In questo modo il ciclo di raffreddamento diventa indipendente dalle risorse idriche disponibili nel sito.

Quando le condizioni climatiche rendono più conveniente una configurazione diversa, è possibile adottare refrigeratori centrifughi a due stadi associati a dry cooler, ottenendo ugualmente un processo di dissipazione del calore privo di consumo idrico. L’elemento determinante non è quindi la presenza di una tecnologia unica, ma la capacità di scegliere la soluzione più adatta in base a:

• clima;
• posizione geografica;
• ed esigenze operative.

L’intera architettura viene inoltre supportata da guide progettuali validate, che aiutano costruttori e gestori a realizzare infrastrutture scalabili fino a livello gigawatt, mantenendo elevati standard di efficienza con un utilizzo nullo dell’acqua.

La scelta del sistema di raffreddamento dipende dal territorio

Visto che ogni singolo data center nasce in un contesto climatico differente, non può esistere una soluzione universale adatta a tutti. La disponibilità d’acqua, le temperature esterne, l’umidità e la stagionalità influenzano direttamente e inevitabilmente la progettazione degli impianti di raffreddamento.

Nelle aree desertiche o caratterizzate da forte stress idrico (tipo parte del Medio Oriente o degli Stati Uniti sud-occidentali) eliminare il consumo d’acqua può diventare la condizione necessaria per autorizzare nuovi investimenti. Al contrario, nelle regioni dell’Europa settentrionale (dove il clima è più fresco e le precipitazioni risultano abbondanti) possono essere adottate strategie differenti che sfruttano al meglio le caratteristiche ambientali locali.

La crescente diffusione dei data center destinati all’intelligenza artificiale rende ancora più importante questa capacità di adattamento. I rack di nuova generazione sviluppano potenze termiche molto superiori rispetto al passato e richiedono sistemi sempre più sofisticati per garantire continuità operativa, sicurezza e affidabilità.

La progettazione moderna tiene conto dell’intera filiera del raffreddamento, comprendendo unità di distribuzione del liquido, fan coil, chiller ad alta efficienza e sistemi di controllo intelligente che monitorano costantemente temperatura, portata e rendimento. Una gestione integrata consente di ottimizzare ogni componente, di ridurre gli sprechi e di migliorare la resilienza dell’infrastruttura anche in presenza di carichi variabili. 

Il futuro dei data center passa da efficienza energetica e sostenibilità idrica

L’espansione dell’intelligenza artificiale continuerà ad aumentare la domanda di potenza di calcolo nei prossimi anni. Parallelamente crescerà anche la responsabilità degli operatori nel progettare infrastrutture compatibili con gli obiettivi di sostenibilità ambientale. In tale scenario, l’utilizzo nullo dell’acqua rappresenta una delle innovazioni più significative per conciliare sviluppo tecnologico e tutela delle risorse naturali.

Ridurre il consumo idrico significa rendere possibile la costruzione di nuovi data center, anche nelle aree dove l’acqua costituisce un fattore limitante. Allo stesso tempo, significa pure diminuire la pressione sugli acquedotti, migliorare la resilienza delle infrastrutture nei periodi di siccità e favorire una gestione più responsabile dell’intero ciclo produttivo.

La ricerca continua a sviluppare nuove soluzioni per incrementare ulteriormente l’efficienza dei sistemi di raffreddamento, integrando sensori intelligenti, algoritmi predittivi e piattaforme di gestione basate sull’IA. L’obiettivo è controllare in tempo reale ogni parametro operativo e adattare automaticamente il funzionamento degli impianti tanto alle condizioni ambientali quanto ai carichi di lavoro.