Data center come attori attivi della transizione ecologica

In un momento storico in cui la crescita dei servizi digitali procede a ritmo esponenziale, la sostenibilità dei data center rappresenta una sfida cruciale. Con Lavinia Chiara Tagliabue, Delegata della Rettrice per la digitalizzazione e la valorizzazione sostenibile dell’ambiente costruito e Associate Professor di Construction Management all’Università di Torino, passiamo in rassegna le soluzioni più promettenti e la visione che può accompagnare i data center verso un futuro realmente sostenibile.

Il Water Usage Effectiveness (WUE) è diventato un indicatore fondamentale per la sostenibilità dei data center. Quali sono oggi le soluzioni più promettenti per ridurre il consumo d’acqua nei sistemi di raffreddamento?

Negli ultimi anni il settore sta vivendo una trasformazione importante verso tecnologie che riducono drasticamente – quando non eliminano del tutto – l’impiego di acqua nei sistemi di raffreddamento. Le soluzioni più promettenti si basano su approcci sempre più intelligenti e meno dipendenti dalle risorse idriche. Per esempio, il raffreddamento ad aria sta diventando molto più efficiente grazie a configurazioni ottimizzate come la separazione dei corridoi caldi e freddi, l’uso di barriere fisiche e la ventilazione intelligente. Questi accorgimenti permettono di sfruttare maggiormente l’aria a disposizione, limitando l’acqua ai casi realmente necessari. Tecnologie ibride come i sistemi adiabatici di nuova generazione, poi, usano l’acqua solo quando le condizioni climatiche sono particolarmente critiche. Parallelamente, si stanno diffondendo soluzioni di raffreddamento a liquido diretto sulla componente hardware, che consentono di rimuovere calore molto vicino alle CPU e GPU con un impiego idrico ridottissimo. Infine, nei contesti climatici che lo permettono, il free cooling — spesso integrato con sistemi ibridi — consente di sfruttare direttamente l’aria esterna per buona parte dell’anno. L’obiettivo complessivo è chiaro: muoversi verso configurazioni dove l’acqua non è più un elemento centrale, ma un supporto marginale, utilizzato in modo mirato e altamente controllato.

In che modo i digital twin possono rendere più sostenibile la gestione di un data center e ottimizzare parametri come il PUE (Power Usage Effectiveness)?

Il digital twin rappresenta un’evoluzione significativa rispetto ai sistemi di monitoraggio tradizionali. Non si limita a raccogliere dati, ma li interpreta, li simula e li proietta nel futuro, diventando un vero e proprio laboratorio virtuale. Grazie a questi modelli è possibile prevedere come il data center reagirà a modifiche strutturali o operative, senza intervenire fisicamente e quindi senza rischiare sprechi o investimenti poco efficaci. Il digital twin permette di individuare inefficienze che normalmente sfuggono ai sistemi standard: hotspot, setpoint HVAC imprecisi, flussi d’aria irregolari. Uno dei vantaggi più rilevanti è la capacità di ottimizzare il PUE in modo predittivo. Il gemello digitale può infatti adattare dinamicamente le strategie di raffreddamento ai carichi computazionali e ai trend climatici, anticipando problematiche e riducendo i consumi. Non solo: consente anche la prevenzione di anomalie e possibili failure, grazie a modelli che riconoscono in anticipo comportamenti anomali dell’infrastruttura. In sintesi, grazie a questa tecnologia la gestione del data center diventa proattiva e predittiva, non più reattiva, anticipando i problemi e identificando le configurazioni energetiche più efficienti: un cambio di paradigma essenziale per la sostenibilità.

I data center contengono materiali diversi e componenti con un ciclo di vita spesso breve. Come si può affrontare questa problematica?

Il punto centrale è superare il modello dell’obsolescenza rapida e avvicinarsi ai principi dell’economia circolare. Le strategie possibili sono molteplici. Da un lato, è fondamentale prolungare la vita dei server tramite manutenzione predittiva e gestione intelligente dei carichi, evitando sostituzioni anticipate. Dall’altro, le pratiche di refurbishment e remanufacturing permettono di rigenerare componenti IT e reinserirli nello stesso data center o in altri contesti. Un'altra linea d’azione riguarda la progettazione per il disassemblaggio: realizzare rack e cluster che facilitino la separazione dei materiali e il loro recupero a fine vita. La tracciabilità digitale dei componenti — anche tramite blockchain — può supportare l’individuazione dei materiali critici e ottimizzarne il recupero. Inoltre, la valorizzazione del calore di scarto rappresenta un’opportunità importante: il calore prodotto dal data center può essere reimpiegato in serre, spazi di coworking o sistemi di ventilazione avanzati. Affrontare questa sfida significa vedere il data center non come un semplice contenitore di hardware, ma come un ecosistema circolare dove materiali, energia e componenti vengono continuamente valorizzati. Per questo stiamo portando avanti una valutazione LCA (Life Cycle Assessment) del datacenter HPC4AI e lavorando verso un sistema di certificazione ambientale ed energetica dedicato.

Il data center HPC4AI dell’Università di Torino è spesso citato come caso innovativo. Quali soluzioni sostenibili avete testato e quali risultati stanno emergendo?

HPC4AI è molto più di un semplice data center: è un vero laboratorio sperimentale dedicato all’innovazione digitale e alla sostenibilità. Il cuore di questo approccio è il digital twin sviluppato nell’ambito del progetto DYMAN, che integra dati reali, modelli fisici e algoritmi predittivi. Questa piattaforma permette non solo di comprendere il funzionamento dell’infrastruttura, ma anche di sperimentare scenari energetici, configurazioni alternative e politiche di gestione sostenibile. L’obiettivo a lungo termine è creare un modello replicabile per data center in grado di dialogare con il territorio, integrandosi con reti di energia rinnovabile, sistemi di accumulo e impianti di recupero del calore. Tra le soluzioni già implementate o in fase di test posso citare l’ottimizzazione del flusso d’aria nelle sale server tramite contenimenti e sensori che monitorano temperatura e ventilazione. L’utilizzo di server ad alta efficienza e architetture HPC ottimizzate per massimizzare le prestazioni per watt, l’applicazione di strategie avanzate di free cooling, che riducono la dipendenza dal raffreddamento meccanico e un monitoraggio energetico avanzato, integrato al digital twin. Le prime simulazioni mostrano margini di miglioramento significativi: una riduzione del consumo dei sistemi HVAC dal 10% al 20%, con impatti positivi anche sul PUE.

Qual è, secondo lei, la direzione più efficace per ridurre l’impatto ambientale dei data center nei prossimi anni?

Non esiste una singola soluzione: la sostenibilità dei data center richiede un approccio integrato e multidimensionale. Da un lato, è essenziale puntare sulla piena elettrificazione e sull’uso esteso di energie rinnovabili, affiancate da sistemi di accumulo e da una gestione intelligente dei picchi di domanda. Dall’altro, le strategie di raffreddamento devono evolvere verso tecnologie a basso impatto: raffreddamento ad aria avanzato, liquid cooling ad alta efficienza e free cooling quando possibile. Gli strumenti digitali — in particolare il digital twin — saranno sempre più centrali per prevedere consumi, ottimizzare configurazioni e ridurre gli sprechi. A questo si aggiunge la necessità di una gestione circolare dei materiali: tracciabilità, riutilizzo, rigenerazione dei componenti IT e recupero dei materiali critici. In definitiva, la sostenibilità dei data center non è un obiettivo a lungo termine: è una necessità presente. L’adozione coordinata di queste strategie può trasformare i data center in attori attivi della transizione ecologica, rendendo più sostenibile l’infrastruttura digitale su cui si basa la nostra società.