Riepilogo

I data center impiegano sistemi di raffreddamento a base d’acqua (evaporativi e a circuito chiuso) perché l’acqua trasferisce il calore in modo più efficiente dell’aria, riducendo i consumi elettrici. Il settore può arrivare a usare miliardi di galloni l’anno, con forti variazioni per clima, tecnologia e localizzazione. Negli Stati Uniti, dove operano oltre 5.300 data center, l’uso idrico è significativo e spesso concentrato in aree a stress idrico. Per bilanciare energia e acqua, gli operatori adottano acqua non potabile o riciclata, metriche come la WUE, raffreddamento a immersione e free cooling, oltre a strategie di recupero del calore e siti in climi più freschi. Il futuro punta a sistemi più chiusi, mirati all’AI/HPC e a una pianificazione congiunta con autorità locali per minimizzare l’impatto.

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Perché i data center usano così tanta acqua? Anche miliardi di galloni?

Nel mondo sempre più digitale in cui viviamo, i data center sono l’infrastruttura invisibile che regge internet. Dietro ogni ricerca online, ogni video in streaming o ogni richiesta a un sistema di intelligenza artificiale, c’è un impianto di raffreddamento che solleva una domanda fondamentale: perché i data center hanno bisogno di acqua?

Il processo di raffreddamento “dietro la nuvola”

I data center ospitano migliaia di server che, lavorando senza sosta, producono enormi quantità di calore. Senza un sistema di raffreddamento adeguato, l’hardware andrebbe in surriscaldamento con conseguenti guasti e interruzioni di servizio.

Per controllare la temperatura, molti impianti adottano sistemi a base d’acqua, come:

• raffreddamento evaporativo (torri di raffreddamento che dissipano il calore attraverso l’evaporazione);
• circuiti chiusi con scambiatori di calore che fanno circolare acqua o liquidi refrigeranti.

L’acqua è spesso preferita all’aria perché ha una capacità termica e una conducibilità superiori: trasferisce il calore in modo più efficace, riducendo il fabbisogno energetico complessivo e migliorando l’efficienza. In pratica, acqua fredda o un fluido dielettrico scorre attraverso scambiatori di calore, assorbe l’aria calda proveniente dai rack dei server e poi viene nuovamente raffreddata e reimmessa nel circuito.

Quanta acqua consumano i data center

La maggior parte dei data center, soprattutto quelli di grandi dimensioni gestiti dai big tech, fa uso di acqua in qualche fase del raffreddamento. Per dare un’idea delle dimensioni:

• Nel 2023 Google ha dichiarato di aver utilizzato oltre 6 miliardi di galloni (circa 22,7 miliardi di litri) di acqua per raffreddare i propri data center a livello globale.
• Il consumo può variare moltissimo in base all’area geografica e alla tecnologia impiegata: alcune strutture arrivano a superare 1 milione di galloni al giorno (circa 3,8 milioni di litri).
• Negli Stati Uniti, nel 2020 i data center hanno consumato complessivamente una stima di 174 miliardi di galloni (circa 659 miliardi di litri), in gran parte destinati al raffreddamento: l’equivalente di oltre 260.000 piscine olimpioniche.

Per molte aziende, l’uso dell’acqua rientra in una strategia più ampia per bilanciare consumi elettrici, prestazioni e impatto ambientale.

Quanti data center ci sono negli Stati Uniti?

Gli USA sono il paese con la maggiore concentrazione di data center al mondo. All’inizio del 2024 se ne contavano oltre 5.300, distribuiti praticamente in tutti gli stati. Le aree con le densità maggiori includono:

• Virginia
• Texas
• California

Queste regioni offrono vantaggi in termini di connettività, disponibilità di energia e, in alcuni casi, condizioni climatiche favorevoli. Allo stesso tempo, molti nuovi progetti stanno sorgendo in zone soggette a stress idrico, il che rende ancora più urgente una gestione responsabile delle risorse idriche.

Com’è fatto un data center

Dall’esterno, un data center può sembrare un grande capannone industriale, spesso senza finestre e con superfici che coprono anche centinaia di migliaia di metri quadrati. All’interno, corridoi di rack allineati occupano sale climatizzate, con sistemi di contenimento dell’aria calda, torri di raffreddamento, gruppi elettrogeni e impianti ridondati.

Oltre alla potenza elettrica, queste strutture dispongono di infrastrutture idriche importanti: serbatoi, scambiatori di calore e una rete di tubazioni che fanno circolare acqua o fluidi refrigeranti. In certi casi si integrano nei parchi direzionali suburbani; in altri, sorgono in aree più remote ottimizzate per l’efficienza energetica e la conservazione dell’acqua.

Il bilanciamento tra energia e acqua

Usare l’acqua per il raffreddamento può ridurre le emissioni di CO₂: se il trasferimento di calore è più efficiente, serve meno energia elettrica per la climatizzazione e si limita l’uso di elettricità da fonti fossili. Ma c’è un rovescio della medaglia: le torri evaporative consumano acqua che, evaporando, esce dal sistema. Per questo i data center si collocano tra i principali utilizzatori industriali d’acqua negli Stati Uniti.

Per diminuire l’impatto, molte aziende stanno adottando pratiche come:

• impiego di acqua riciclata, reflua o non potabile per i circuiti di raffreddamento;
• tecnologie di immersion cooling (raffreddamento a immersione) che riducono l’evaporazione;
• metriche dedicate, come la Water Usage Effectiveness (WUE), per misurare e migliorare l’efficienza idrica.

Il futuro del raffreddamento sostenibile

Operatori di data center, amministrazioni locali e gestori idrici collaborano sempre più spesso per pianificare soluzioni a lungo termine. La disponibilità e la qualità dell’acqua sono ormai fattori chiave nella scelta dei siti e nella progettazione delle nuove strutture.

Tra le strategie allo studio e in adozione:

• preferire, dove possibile, acqua superficiale o non potabile al posto dell’acqua potabile;
• recuperare e riutilizzare l’acqua calda per teleriscaldamento o altri usi industriali;
• localizzare gli impianti in climi naturalmente più freschi o sfruttare l’aria esterna quando le condizioni lo consentono (free cooling);
• adottare sistemi a circuito chiuso e soluzioni di raffreddamento liquide più mirate per l’AI e l’HPC, riducendo le perdite per evaporazione.

Con l’espansione continua dell’industria dei data center, la gestione dell’acqua diventerà tanto cruciale quanto l’efficienza energetica. La sfida è mantenere in funzione l’economia digitale tutelando, allo stesso tempo, una delle risorse più preziose del pianeta.