INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CIUDAD VALLES INGENIERÍA EN TECNOLÓGIAS DE INFORMACIÓN Profesor: Ing. Víctor C. Huerta Castillo Desarrollo Sustentable “Ensayo Computo Verde” ELABORADO POR José Miguel Vázquez Martínez Julián Casas García Jessica Irinet Castillo Córdova Carlos Alberto Portilla Cruz Koral Torres Ledesma Cd. Valles, SLP, a 18 de septiembre de 2011 IT DE CD. VALLES DE SARROLLO SUSTENTABLE Contenido 1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................................... 1 2 CONTENIDO ............................................................................................................................................. 2 2.1 ADMINISTRACIÓN DE LA ENERGÍA ....................................................................................................................... 2 2.2 HUELLA DE CARBONO ....................................................................................................................................... 3 2.3 MATERIALES RECICLABLES ................................................................................................................................. 4 2.4 TECNOLOGÍAS VERDES ...................................................................................................................................... 5 2.4.1 Centros de datos ............................................................................................................................... 5 2.4.2 Virtualización .................................................................................................................................... 7 2.4.3 Cliente / Servidor .............................................................................................................................. 7 2.4.4 Redes informáticas ........................................................................................................................... 8 2.4.5 Computación en nube ....................................................................................................................... 9 2.4.6 Tele trabajo ....................................................................................................................................... 9 2.4.7 Compañías ...................................................................................................................................... 10 2.5 3 ARGUMENTACIÓN ................................................................................................................................. 14 3.1 ¿CUÁL ES LA PROBLEMÁTICA BÁSICA? ............................................................................................................... 14 3.2 ¿CUÁLES SON LAS CAUSAS Y EFECTOS SOCIALES, ECONÓMICOS, POLÍTICOS Y CULTURALES DE ESA PROBLEMÁTICA? ............ 15 3.3 ¿QUÉ CASOS SE PUEDEN DOCUMENTAR SOBRE LA PROBLEMÁTICA Y/O SOBRE LAS ALTERNATIVAS? ................................ 17 3.3.1 Generadores manuales ................................................................................................................... 17 3.3.2 Cargadores solares ......................................................................................................................... 18 3.3.3 Celdas de combustible .................................................................................................................... 19 3.3.4 Bio-baterías .................................................................................................................................... 19 3.4 4 5 ANÁLISIS DE CASOS........................................................................................................................................ 11 ¿CÓMO SE PUEDE SABER SI HAY EVOLUCIÓN HACIA LA SUSTENTABILIDAD? ................................................................ 20 MODELOS ESQUEMÁTICOS .................................................................................................................... 21 4.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA............................................................................................................ 21 4.2 INVESTIGACIÓN DEL PROBLEMA .............................................................................................................. 21 4.3 INTERVENCIÓN SOBRE EL PROBLEMA ...................................................................................................... 22 CONCLUSIÓN ......................................................................................................................................... 24 ENSAYO Página i IT DE CD. VALLES DE SARROLLO SUSTENTABLE 1 Introducción Computo verde, también conocido como Green IT o traducido al español como Tecnologías Verdes se refiere al uso eficiente de los recursos computacionales minimizando el impacto ambiental, maximizando su viabilidad económica y asegurando deberes sociales. No sólo identifica a las principales tecnologías consumidoras de energía y productores de desperdicios ambientales sino que ofrece el desarrollo de productos informáticos ecológicos y promueve el reciclaje computacional. Algunas de las tecnologías clasificadas como verdes debido a que contribuyen a la reducción en el consumo de energía o emisión de dióxido de carbono son computación en nube, computación grid, virtualización en centros de datos y teletrabajo. El término de computo verde comenzó a utilizarse después de que la Agencia de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés) de los Estados Unidos desarrollara el programa de Estrella de Energía en el año de 1992, diseñado para promover y reconocer la eficiencia energética de diversas tecnologías como computadoras, monitores y aires acondicionados. La EPA cuenta con una herramienta que funciona en internet con la que se puede realizar una Evaluación Ambiental de Productos Electrónicos (EPEAT) y que sirve para seleccionar y evaluar computadoras de escritorio, laptops y monitores en base a sus características ambientales. Los productos EPEAT están diseñados para reducir el consumo de energía, disminuir las actividades de mantenimiento y permitir el reciclaje de materiales incrementando su eficiencia y tiempo de vida de los productos computacionales. El término en Latinoamérica está comenzando a tomar fuerza por ejemplo las dependencias ambientales mexicanas como la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (PROFEPA), el Instituto Nacional de Ecología (INE) y la Comisión Nacional para el Ahorro de Energía (CONAE) son los encargados de promover la reducción de problemas ambientales en México y son los propulsores de adoptar tecnologías verdes en las dependencias gubernamentales y privadas. ENSAYO Página 1 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE 2 Contenido 2.1 Administración de la energía La gran cantidad de energía eléctrica para que puedan operar los diferentes equipos de cómputo, desde estaciones de trabajo hasta grandes servidores y los diferentes suministros necesarios como los datacenters que los alojan, el aire acondicionado, la iluminación, UPS, racks, entre otros, esto con el fin de satisfacer las demandas de información de los usuarios. Hoy día las empresas consumidoras y productoras de equipos de cómputo, preocupadas por mejorar este aspecto, están tomando acciones para la reducción del consumo de energía, esta es una de las principales metas del green computing. Es evidente la importancia de la implementación de medidas para el ahorro de energía. Esto puede empezar desde la simple acción de apagar un equipo que no se está utilizando, según Johna Till Johnson, presidente de Nemertes Research la simple acción del apagado puede resultar en un decremento en cerca del 50% del consumo energético por cada 100 servidores. Steven Brasen analista de Enterprise Management Associates tiene una opinión similar, él dice que en promedio, los negocios que introducen administración automatizada de energía reducen en 20% el consumo energético, en este caso significa alrededor de $1 millón ahorrado por la compañía que tiene alrededor de 10,000 computadoras de escritorio. Grandes compañías como BMC, CA, Hewlett-Packard e IBM han agregado aplicaciones que administran la energía a sus centros de datos. Otro aspecto a considerar para la reducción de la energía en los equipos de cómputo es la implementación de procesadores ahorradores de energía que utilizan el algoritmo DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) el cual reduce el consumo de energía, cambiando el voltaje y la frecuencia del procesador en forma dinámica, éste algoritmo ha dado lugar a otros algoritmos inteligentes como el EnergyFit el cual procesa los requerimientos y modifica el voltaje del CPU en tiempo real para minimizar el gasto de energía, así también el CPU Miser que administra el CPU para reducir la energía utilizada. Algunas de las empresas que están realizando un mejor uso de la energía eléctrica, utilizando fuentes de energía alternativa o minimizando el uso de energía eléctrica son: Google con la ENSAYO Página 2 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE utilización de servidores eficientes, servidores que minimizan el consumo eléctrico, estrategia de reducción de energía en los centros de datos, y otros. Aunque en México aún no es muy claro el consumo energético específicamente en equipos de cómputo y su impacto económico y ambiental, existen varios organismos gubernamentales cuya misión es el cuidado de los recursos naturales, la ecología y el medio ambiente. Por ejemplo, la CONAE (Comisión Nacional de Ahorro de Energía) es el organismo que se encarga del estudio en el ahorro de energía, ya que sólo en México poco más del 85% de los energéticos provienen de recursos no renovables como el carbón y los hidrocarburos, de este modo, la CONAE emite una serie de Normas Oficiales de Eficiencia Energética de carácter obligatorio y que tienen como objetivo la preservación de los recursos naturales, éstas normas deben aplicarse en todos los productos e instalaciones de la República Mexicana. Hay varios tipos de Normas que, según estudios de la CONAE ofrecen un potencial ahorro económico, existen NOM (Normas Oficiales Mexicanas) por ejemplo, para sistemas de alumbrado, refrigeradores y calentadores domésticos, entre otros, sin embargo no hay aún una norma específica para el ahorro de energía en el rubro de los equipos de cómputo. Es la iniciativa de la empresa la razón por la que se llevan a cabo ciertas estrategias de uso eficiente de energía eléctrica, sabiendo que con ello se obtiene una reducción de costos, y un cuidado de los recursos naturales, por ejemplo la Compañía Mexicana de Aviación que, con apoyo de la CONAE ha hecho revisiones de sus instalaciones y han implementado políticas y mejoras en el uso de la energía eléctrica, en este caso incluye el uso de equipo de cómputo en modo de ahorro de energía y, junto con otras medidas como la adecuación de los niveles de iluminación y reducción de lámparas instaladas, -entre otros-, ha logrado los siguientes ahorros: en energía eléctrica 242,000 kW-h, en ahorro económico 964 600 $/mes y en reducción en emisiones contaminantes 100 ton CO2/mes. 2.2 Huella de carbono El término huella de carbono es ampliamente utilizado como amenaza al cambio climático global. De acuerdo con Wiedmann & Minx,[6] la creencia común es que la huella de carbono son ciertas cantidadess de gases asociados con la producción y actividades, propias de los humanos, que son responsables por cambios en el clima. En la mayoría de los casos, la huella ENSAYO Página 3 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE de carbono es un sinónimo de emisión de dióxido de carbono u otros gases de efecto invernadero expresados en CO2. De acuerdo a ETAP (2007),[7] la huella de carbono, es la medida del impacto que las actividades humanas tienen sobre el medio ambiente en términos de la cantidad de gases producidos. Medidas en toneladas de dióxido de carbono. Algunas de las consecuencias del cambio climático global son: extremos en temperaturas y precipitaciones que resultan en inundaciones en algunas áreas y sequías en otras, inicio de más frecuentes y más poderosos huracanes, crecimiento en el nivel del mar debido al derretimiento de la capa de hielo. 2.3 Materiales reciclables Actualmente, con los cambios tan rápidos y el abaratamiento de la tecnología, hay cada vez mayor tendencia a cambiar rápidamente los productos electrónicos, como las computadoras, los celulares, los reproductores de música, entre otros. de modo que el desecho de estos artefactos por volverse "obsoletos" genera una gran cantidad de basura electrónica. Cada año en México se desechan entre 150,000 y 180,000 toneladas de basura electrónica, que incluye televisores, computadoras, teléfonos fijos y celulares, grabadoras y aparatos de sonido, reveló el Diagnóstico sobre la generación de basura electrónica en México. Según este estudio, elaborado por el Instituto Nacional de Ecología, en América Latina entre 57 y 80% de estos productos termina en basureros o se acumula en hogares y empresas. Entre 5 y 15% se canaliza a un programa de recuperación y reutilización de partes, mientras que entre 10 y 20% se somete a reciclado primario (plásticos y metales ferrosos), y tan sólo 0.1% recibe tratamiento certificado de contaminantes. Pronósticos de la Asociación Internacional de Reciclaje Electrónico indican que para el 2010 en México se descartarán 400 millones de aparatos electrónicos. Lamentablemente en México, el tema del reciclaje electrónico no existe en la cultura o leyes de modo que obliguen al ciudadano a llevar cualquier tipo de basura electrónica a un centro de reciclaje. De este modo, la basura electrónica se acumula contaminando la tierra, el aire y el agua. Así, surgen algunas iniciativas por contrarrestar este problema, por ejemplo, la compañía Dell, que en México recicla gratuitamente todos los productos de su marca, solo cobra en caso de ENSAYO Página 4 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE cancelar la fecha programada para recoger el acopio, en esta página se puede obtener mayor información. La empresa Apple ha lanzado una convocatoria para que todos los usuarios lleven sus computadoras viejas, teléfonos celulares y reproductores MP3 de cualquier marca a las Apple Premium Resellers para que sean reciclados. En el caso de celulares, Motorola tiene acopio y disposición final de cualquier marca de celulares y baterías. Motorola en México ha señalado que buscará pasar del desecho final al reciclaje. Movistar no cuenta con programas de acopio y reciclaje permanente en México, sólo desarrolla esporádicamente campañas de acopio. Nokia y otras empresas han formado parte de esta iniciativa, así como la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (Profepa) instalando contenedores en sus oficinas para este fin. La fase completa del ciclo de vida de una computadora en que se deben tener consideraciones de protección ambiental abarca el desarrollo, diseño, manufactura, operaciones, uso del cliente y la disposición del equipo hacia el fin de su vida útil. En este aspecto, por ejemplo se puede observar el caso de la empresas Sony de México, que ha implementado una serie de medidas en protección al medio ambiente, como el desarrollo de tecnología limpia, es decir, productos libres de sustancias peligrosas y 100% reciclables, la certificación del Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE), la colaboración con World Wildlife Fund (WWF) (organización mundial de conservación ecológica), ser miembro principal de Eco-Patent Commons (organización dedicada a promover patentes tecnológicas que beneficien al medio ambiente) y el manejo de un plan Green Management 2010 (Gerencia verde) con el objeto de proteger al ambiente en el ciclo total de negocio. 2.4 Tecnologías verdes 2.4.1 Centros de datos Es importante un adecuado diseño del centro de datos, ya que es en éste donde se aloja todo la infraestructura de soporte a los diversos servicios computacionales, y una estructura adecuada permitirá buenos ahorros de energía, de espacio y de costos a mediano y/o largo plazo; cada compañía debe elegir el diseño que sea adecuado a su propia empresa, no se trata de un procedimiento estricto, sino de buenas prácticas en el diseño de los centros de datos. ENSAYO Página 5 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE Buscando la reducción de energía se puede empezar por la acción más simple que es apagar el equipo que no se esté utilizando. Otra cuestión a considerar es la reducción del hardware, esto consiste en realizar un estudio del porcentaje que realmente se usa de cada equipo de cómputo, en donde, según IDC, sólo se ocupa aproximadamente el 15%, así, una vez obtenido el resultado del estudio en cada equipo de la empresa, pueden agruparse aquellos que tengan poco uso en un solo equipo –a menos que las particularidades de cada servicio no lo permitan. Otro aspecto importante es considerar la posibilidad de reubicar el data center en algún lugar que ofrezca reducción de energía o mejor aprovechamiento de la energía renovable, como lo ha hecho Google, que ha reubicado sus centros de datos cerca de las centrales hidráulicas para aprovechar al máximo esta fuente de energía y reducir sus costos. En el centro de datos de Microsoft en San Antonio hay sensores que miden todo el consumo de energía, utilizan un software de administración de energía desarrollado internamente llamado Scry, cuentan con virtualización en gran escala y reciclan el agua usada para el enfriamiento del centro de datos. Asimismo, la implementación de software orientado a arquitecturas puede ayudar a mejorar el desempeño de la aplicación alojada en el centro de datos. De acuerdo con IBM, cada watt de energía en una aplicación que está en un servidor está soportada por 27 watts de energía asociados con el soporte aproximado en el centro de datos, en cuanto al respaldo de la información, almacenamiento y otros. En tanto más eficiente sea la aplicación, su impacto en el hardware será menor, aún sin el uso de virtualización. Otra consideración importante es la tecnología para el ahorro de espacio y energía en el almacenamiento. En un estudio llevado a cabo por NetApp (vendedores de tecnologías de almacenamiento) con investigadores de la Universidad de California en Santa Cruz, se encontró que 95% de los archivos almacenados en dos grandes empresas fueron abiertos una sola vez en cuatro meses. Con este estudio se confirma que una gran proporción de archivos almacenados es usado rara vez, y junto con la idea de que el almacenamiento pueda quedar offline, son ideas para fabricar técnicas que permiten utilizar menos energía. En este aspecto se encuentra la tecnología MAID (Massive Array of Idle Disk) cuyos discos se apagan cuando no están activos. ENSAYO Página 6 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE 2.4.2 Virtualización La virtualización es una tecnología que comparte los recursos de cómputo en distintos ambientes permitiendo que corran diferentes sistemas en la misma máquina física. Crea un recurso físico único para los servidores, el almacenamiento y las aplicaciones. La virtualización de servidores permite el funcionamiento de múltiples servidores en un único servidor físico. Si un servidor se utiliza a un porcentaje de su capacidad, el hardware extra puede ser distribuido para la construcción de varios servidores y máquinas virtuales. La virtualización ayuda a reducir la huella de carbono del centro de datos al disminuir el número de servidores físicos y consolidar múltiples aplicaciones en un único servidor con lo cual se consume menos energía y se requiere menos enfriamiento. Además se logra un mayor índice de utilización de recursos y ahorro de espacio. La tendencia hacia la virtualización en los Estados Unidos comenzó con la crisis de generación de energía del 2006. Las investigaciones mostraban que el consumo de energía aumentaría de 15% a 18% cada año, mientras que la oferta en un 6% a 9% anual. Con la virtualización las empresas lograron reducir su consumo de energía disminuyendo costos y al mismo tiempo su daño al ambiente. Gartner estima que los ingresos mundiales por la virtualización aumentarán en un 43% de $1.9 billones de dólares en 2008 a $2.7 billones de dólares en 2009. La penetración global de la virtualización alcanzará el 20% en el 2009, del 12% en el 2008.En Latinoamérica se estima que la implementación de la virtualización aumenté en un 30% durante el 2009. La adopción de la virtualización está impulsada por la necesidad de reducir costos, aumentar la velocidad de despliegue de las aplicaciones y reducir el impacto al medio ambiente disminuyendo la huella de carbono de las organizaciones. 2.4.3 Cliente / Servidor El ambiente cliente/servidor algunas veces referido como cliente liviano mantiene el software, las aplicaciones y los datos en el servidor. Se puede tener acceso a la información desde cualquier ubicación y el cliente no requiere mucha memoria o almacenamiento. Este ambiente consume menos energía y enfriamiento. ENSAYO Página 7 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE Para obtener la certificación Estrella de Energía de la EPA, las computadoras en modo de inactividad o suspensión no deben consumir más de 50 watts. Hoy en día se necesitan equipos que consuman menos energía y ya se han desarrollado computadoras de alto rendimiento energético como Fit PC y Zonbu PC, con capacidad suficiente para ejecutar un sistema operativo, pero tan compactas que sólo consumen 5 watts. Empresas como Sun Microsystems también han desarrollando clientes livianos, Sunray que utiliza de 4 a 8 watts debido a que las actividades de procesamiento se realizan en el servidor. Un dato interesante es que en un día, estos equipos consumen menos energía de lo que una computadora tradicional consume en una hora. Los clientes livianos junto con la virtualización reducirán considerablemente el consumo de energía. De acuerdo con Gartner, si las interfaces de usuario de todas las aplicaciones de las computadoras personales fueran virtualizadas a un modelo cliente liviano / servidor, los costos indirectos de TI se reducirían en un 50%.Asimismo según el Dr. Hartmut Pflaum, un investigador de Fraunhofer, mientras que las computadoras de escritorio consumen alrededor de 85 watts en promedio, los clientes livianos incluyendo sus servidores utilizan de 40 a 50 watts. Si se redujera la cantidad de energía utilizada por diez millones de computadoras personales en las empresas se podrían disminuir 485,000 toneladas de emisiones de carbono al año, así como el ahorro de 78 millones en los costos de la electricidad. 2.4.4 Redes informáticas Red informática es la aplicación de un conjunto de computadoras a un problema en común al mismo tiempo, usualmente para un problema técnico o científico que requiere un gran número de ciclos de procesamiento o el acceso a grandes cantidades de datos. Es una forma distribuida de nodos que está compuesta de un clúster de computadoras acopladas y conectadas actuando en conjunto para resolver tareas muy largas, usualmente utilizada para problemas computacionalmente intensivos, normalmente científicos, matemáticos o escolares. Las redes informáticas hacen posible que múltiples instituciones combinen de forma colaborativa sus recursos para resolver problemas que son de cómputo intensivo, en años recientes las redes informáticas se han mudado a la adopción de la arquitectura orientada a objetos (SOA por sus siglas en Inglés). Esto es confirmado por Goble y De Roure (2007) ENSAYO Página 8 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE quienes dicen que la obicuidad de las SOA es un conductor en la investigación de soluciones más ágiles en el campo científico e industria. Las redes informáticas están cambiando su postura de una simple súper máquina que reside dentro del centro de datos en una institución en específico y moviéndose a una colección de computadoras separadas geográficamente. 2.4.5 Computación en nube Computación en nube es una forma de computación distribuida que proporciona a sus usuarios la posibilidad de utilizar una amplia gama de recursos en redes de computadoras para completar su trabajo. Los recursos se escalan de forma dinámica y se proporcionan como un servicio a través de Internet. Los usuarios no necesitan conocimientos, experiencia ni control de la infraestructura tecnológica. Al utilizar computación en nube las empresas se vuelven más ecológicas porque disminuyen su consumo de energía al incrementar su capacidad sin necesidad de invertir en más infraestructura. Además se aumenta la tasa de utilización del hardware ya que se comparten los recursos. 2.4.6 Tele trabajo Definido por Merrian-Webster como el trabajo en casa con el uso de un enlace electrónico con la oficina central, el tele trabajo hace posible para los empleados de una organización permanecer en casa y hacer su trabajo sin tener presencia en la oficina, al no ir a la oficina principal, hay una reducción en la cantidad de gas utilizado por el empleado, lo cual resulta en menos contaminación debido a quitar al menos un coche del camino por día. Las compañías pueden lograr una reducción en su huella de carbono de distintas maneras. Siendo la primera de ellas que la empresa busque implementar una iniciativa ecológica dentro de sus centros de datos o dentro de su consumo de energía. Otras formas de contribuir con la disminución de la huella de carbono son el aprovechamiento de las tecnologías. Un ejemplo podría ser el tele trabajo (telecommuting) ya que reduce el consumo de gas utilizado por el empleado lo cual resulta en menos contaminación. Un reporte emitido por la asociación americana de electrónicos (AES por sus siglas en Inglés) encontró que 1.35 billones de galones de gasolina podrían ser ahorrados si cada trabajador de Estados Unidos, con habilidades para hacer tele trabajo, no se trasladará a las oficinas remotas 1.6 días por semana. ENSAYO Página 9 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE Además de la ayuda a las empresas en la reducción de la huella de carbono, el tele trabajo puede ser, además, utilizado como herramienta de reclusión y retención. Un estudio reciente a más de 1400 directivos arrojo que 1/3 encuentra el tele trabajo como el principal incentivo para atraer a los mejores empleados y cerca de la mitad del resto piensa que es su segundo mejor incentivo después de lo económico. 2.4.7 Compañías Las compañías estas utilizando diferentes métodos para reducir la huella de carbono, por ejemplo en el laboratorio nacional Argonne del departamento de energía de los Estados Unidos (DOE) hasta las súper computadoras como IBM Blue Gene/p (también conocida como “Intrepid”) utilizan menos energía para funcionar que la energía que utiliza para enfriarse. Este instituto de investigación está en constante búsqueda de formas de ahorro de energía (Newswise, 2009a) junto con algunas otras innovadoras ideas, como en el caso de Chicago en donde utilizan el frío del invierno para enfriar las máquinas, utilizan diferentes niveles de temperatura de agua para cumplir la demanda. La compañía americana “Cartepillar” está fabricando motores de diésel de menor emisión incluso más eficientes y además están fabricando un sistema de filtrado que puede ser retroalimentado por sí mismo o por otros motores para reducir la emisión de CO2.En las ensambladoras, Honda y Toyota han tomado el liderazgo no solo en hacer carros más eficientes si no en reducir su huella de carbono. Las compañías que más están trabajando en sentido del cómputo verde son: Dell British Telecom IBM HP Intel ENSAYO Página 10 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE 2.5 Análisis de Casos La capacidad de almacenamiento de los centros de cómputos se ha convertido en una alta prioridad para los gerentes de tecnología informática, a medida que la energía y recursos necesarios para el funcionamiento estos sistemas aumentan exponencialmente. En efecto, analistas de IDC estimaron que, en 2007, se gastaron 29 mil millones de dólares en la provisión de energía y enfriamiento a sistemas informáticos sólo en los Estados Unidos (y la cifra seguirá creciendo). Así, para recortar costos, maximizar la eficiencia energética y crear un ambiente de centro de cómputo ecológico, las organizaciones deben emplear una estrategia de almacenamiento Green. Veamos los cinco pasos para lograrlo: 1) Diagnosticar la eficiencia de energía Según IDC, los requerimientos de almacenamiento crecen un 50 por ciento por año y están entre los mayores consumidores de energía del centro de cómputos (en muchos casos, consumen 13 veces más potencia que los procesadores). Así, el consumo energético puede desbordarse si el centro de cómputos está mal diseñado por una incorrecta disposición de los artefactos, planos de planta inadecuados o una mezcla indeseable de aire frío y caliente Por lo tanto, el primer paso consiste en diagnosticar qué tipo de datos se está almacenando y qué usos o requisitos se aplican a los datos. 2) Construir la infraestructura correcta Una vez que se comprenden los requerimientos de datos, las empresas pueden determinar qué componentes, software y tecnologías ILM se necesitarán. Si bien construir una infraestructura eficiente requiere gran inversión y altos costos de ingreso, el retorno puede multiplicarse por diez una vez que la misma está instalada. ENSAYO Página 11 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE Determinar la necesidad real de datos (incluyendo el tamaño, las características, la capacidad y el tiempo de respuesta) puede reducir costos sustancialmente. Por ejemplo, un centro de cómputos que utiliza principalmente almacenamiento en cinta casi siempre consumirá menos potencia que uno que utilice más almacenamiento en disco. Implementar hardware amigable desde el punto de vista energético puede ahorrarle a la organización miles de dólares en la cuenta de la electricidad. 3) Administrar los datos Otro componente clave de una infraestructura de almacenamiento Green es comprender la administración del ciclo de vida de la información (ILM) e implementar tecnologías de virtualización que maximicen el aprovechamiento de los recursos de disco y cinta. Según IDC, la virtualización puede incrementar más de 20 por ciento la tasa de uso, aumentando la eficiencia y requiriendo menos dispositivos de almacenamiento para la misma frecuencia de ejecución. 4) Monitorear las tasas de utilización Incluso con el diagnóstico correcto y con soluciones de hardware e ILM instaladas, la eficiencia del centro de cómputos dependerá de cómo se gestione. Durante la mayor parte del tiempo, la mayoría de los centros de cómputo se ejecutan por debajo de la capacidad pico. Implementando software de administración de almacenamiento, las organizaciones pueden obtener ahorros de costos importantes. La utilización de herramientas de software en tiempo real para monitorear el requisito de potencia puede ayudar a modificar el consumo de energía. Una buena medida consiste en pasar los datos de uso infrecuente de un disco de alto rendimiento a almacenamiento en cinta de bajo rendimiento. ENSAYO Página 12 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE 5) Enfriando las cosas Con la cantidad de hardware que reside en un centro de cómputos típico, el enfriamiento se convierte en uno de los sistemas críticos. Se ha calculado que, cada año, las organizaciones pagan una parte sustancial del precio de compra de un centro de cómputos en concepto de provisión de energía, enfriamiento y alojamiento de los sistemas. Realizar evaluaciones térmicas regulares y explotar las soluciones de enfriado líquido cuando sea factible (dentro y fuera del centro de cómputos) permitirá reducir sustancialmente los costos. En definitiva, diagnosticar, construir, administrar datos, monitorear y enfriar son pasos esenciales para reducir los costos de almacenamiento y el consumo de energía en el centro de cómputos. Siguiendo estas cinco sencillas pautas, los gerentes de Tecnología Informática pueden reducir drásticamente el consumo y crear un ambiente de almacenamiento Green para sus organizaciones. ENSAYO Página 13 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE 3 Argumentación 3.1 ¿Cuál es la problemática básica? Los sistemas de información de grandes compañías y corporaciones públicas tienen que afrontar hoy en día diversos retos: almacenar, gestionar y analizar de forma rápida y eficaz crecientes volúmenes de datos, a la vez que reducir los costes de esos sistemas y, en la medida de lo posible, minimizar su impacto ambiental. La necesidad de dar respuesta a esta combinación de necesidades aparentemente contrapuestas para los sistemas tradicionales de gestión de la información –almacenar un mayor volumen de datos y ser capaces de gestionarlos y analizarlos cada vez con mayor rapidez y eficacia conlleva un hardware cada vez mayor, más caro y con mayor consumo energético- ha hecho saltar las alarmas a los responsables de TI y CEO’s de las grandes compañías. Centrándonos en el problema energético, lo que se denomina “Green IT” o ecoeficiencia de los sistemas, según los analistas el consumo eléctrico de los sistemas de información se duplicó de 2000 a 2006, y está previsto que siga creciendo a un ritmo del 12% anual. El área de TI de las grandes empresas tiene que controlar cada vez más el aumento de esa energía y las emisiones de CO2 que como consecuencia se generan. El incremento de la potencia de los sistemas de información tradicionales acarrea cinco problemas de ecoeficiencia: • Electricidad: la electricidad puede suponer entre un 15% y un 20% del coste de la base de datos. • Sistema de refrigeración: la alta densidad de los sistemas puede crear sobrecalentamientos, que pueden sobrepasar los 30 kW. • Energía limitada: cada base de datos tiene un límite de potencia que no puede sobrepasarse sin la introducción de mejoras, lo que supone más costes. • Contaminación: la fabricación, uso e implantación de la mayoría del equipamiento electrónico depende hoy en día de combustibles fósiles y el uso de substancias peligrosas, ENSAYO Página 14 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE generando cantidades de gases contaminantes, como el dióxido de carbono, el mayor contribuyente al calentamiento global. • Disponibilidad del sistema: la mayoría de los fallos y errores en los sistemas son debidos a fallos de continuidad del negocio. 3.2 ¿Cuáles son las causas y efectos sociales, económicos, políticos y culturales de esa problemática? La organización internacional Greenpeace sigue de cerca la actuación de los principales fabricantes de aparatos electrónicos para evaluar qué tan favorables al ambiente son sus procedimientos y productos, en una carrera cuyo máximo fin es el de reducir el daño ecológico. Algunos gobiernos y organizaciones supranacionales –como la Unión Europea– han tomado muy en serio la defensa del medio ambiente y han formulado algunas de las principales normativas para la eliminación del uso de materiales peligrosos en los dispositivos electrónicos. PC World conversó con muchos fabricantes para conocer las iniciativas ecológicas que llevan adelante en la región, así como para estar al tanto de las investigaciones que desarrollan a escala mundial. Al final, la decisión más importante es la que toma el usuario al momento de preferir algún producto o marca en particular y por eso en PC World le damos información para facilitar la ENSAYO Página 15 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE toma de decisiones. Afortunadamente, en esta difícil tarea de salvar el medio ambiente los usuarios cuentan con dos grandes aliados: el sentido común y Greenpeace. El primero les permite escoger y usar dispositivos que minimicen el impacto sobre el ambiente. El segundo les da una clara idea de qué empresas están preocupándose por mejorar su interacción con el planeta. Actualmente se descartan entre 20 y 50 millones de toneladas de aparatos electrónicos al año, según estimaciones de Greenpeace. Son tantos desechos que si se ponen en contenedores y éstos se alinean, le pueden dar la vuelta al mundo, de ahí la gran preocupación de esta organización por que cada fabricante se ocupe de minimizar el impacto de la basura electrónica en el ambiente, restringiendo el uso de materias peligrosas en la fabricación de los dispositivos. Dentro de las estimaciones de Greenpeace, los desechos electrónicos pueden alcanzar hasta el 5 por ciento de la basura de una municipalidad, una cantidad comparable con los desechos de envoltorios plásticos, pero representan una amenaza mucho mayor (ver recuadro “Algunos peligros químicos”). Este aumento de desechos electrónicos obedece a que los consumidores están actualizando sus televisores, teléfonos celulares, impresoras y computadoras más frecuentemente que nunca. De todos ellos, las computadoras y teléfonos celulares representan el mayor problema, ya que son los que cuentan con el ciclo de vida más corto. El crecimiento de estos desechos es tal que sólo en Europa aumentan entre un 3 por ciento y un 5 por ciento anualmente, hasta tres veces más que el crecimiento del total de los desperdicios, mientras que se espera que en los países desarrollados se triplique el monto de desechos electrónicos en los próximos cinco años. Qué hay dentro de los dispositivos y a dónde van a parar los mismos Los dispositivos electrónicos reúnen dentro de sí una gran mezcla de componentes y, especialmente, de materiales. Pantallas para desplegar datos, tarjetas electrónicas, baterías, teclas y carcasas plásticas coexisten con elementos más sutiles. Según señala Greenpeace, un teléfono celular puede estar constituido por entre 500 y 1.000 componentes diferentes, muchos ENSAYO Página 16 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE de los cuales pueden contener metales pesados tales como plomo, mercurio, cadmio y berilio o sustancias químicas tóxicas como retardantes para fuego con base de brominio y hasta plástico PVC. 3.3 ¿Qué casos se pueden documentar sobre la problemática y/o sobre las alternativas? Es un hecho que necesitamos energía eléctrica para nuestros equipos. La principal manera de evitar un colapso en la red de distribución, es no conectarnos; pero entonces ¿de dónde obtenemos nuestra electricidad? Por fortuna, hay muchos individuos y compañías que se encuentran trabajando en este problema, conscientes de que es tiempo para realizar una transición al uso de energías limpias y renovables. A continuación se presentan algunas de las alternativas más innovadoras para la generación de energía eléctrica que en un futuro cercano podrán alimentar a nuestras computadoras. 3.3.1 Generadores manuales Existe una gran variedad de generadores basados en el principio de transformar la energía mecánica producida por una persona, en energía eléctrica que puede ser consumida de inmediato o almacenada en baterías. Los mecanismos son muy diversos. Hay adaptaciones de pedales de bicicleta, manivelas y correas que captan la energía mecánica. Toda esta energía se transfiere a un generador que transforma en electricidad el esfuerzo humano. En verdad que sería cómico, pero con un espíritu deportista, ver las oficinas transformarse en salas de spinning, donde los trabajadores de la información estuvieran pedaleando y traspirando mientras realizan su trabajo, lo que daría un nuevo significado a "ganarse el pan con el sudor de la frente" La empresa Potenco ha desarrollado un generador (PCG1) capaz de producir entre 15-20 W, con solo jalar una cuerda (algo como un yo-yo invertido). ENSAYO Página 17 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE Este pequeño generador es la nueva opción de alimentación para la OLPC OX-1, la cual tenía anteriormente un generador de manivela integrado al chasis de la computadora. Este dispositivo le va bien a estas computadoras que tienen un consumo aproximado de entre 5-8 W. 3.3.2 Cargadores solares La tecnología de celdas solares, en un principio desarrollada por los programas de exploración espacial, son una alternativa que poco a poco se está volviendo accesible para los consumidores. Algunos de los proveedores de celdas están apostando por nuestros hogares; grandes paneles con celdas instalados en los techos, que provean energía a nuestras casas. Pero para el usuario de una computadora portátil, puede resultarle incomodo cargar con una celda de 1 metro cuadrado capaz de generar los 60W que su computadora actual requiere para funcionar. Además la energía que producen las celdas puede que no sea constante, por lo que dependiendo de la orientación, las nubes, la localización geográfica y algún otro factor, es casi seguro que los 60W prometidos lleguen a ser menos. Un problema adicional es cuando llega la noche, pues sin luz del sol, la celda no produce energía. La solución que algunos fabricantes proponen son los llamados cargadores solares: celdas fotovoltáicas dedicadas a la recarga de baterías de las computadoras portátiles. Las alternativas de cargadores incluyen: + Celdas flexibles que pueden enrollarse para su transportación; + Celdas incorporadas al maletín o mochila de la computadora; + Maletines con celdas en el interior. En todos los casos, el tamaño y características de las celdas generan en promedio unos 14W, lo que requiere unas 14 horas para lograr una carga completa de una batería. ENSAYO Página 18 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE Estos estimados pueden mejorar, si se mejora la eficiencia de las celdas solares, que actualmente anda por ahí del 20-30%. 3.3.3 Celdas de combustible Las celdas de combustible usan hidrógeno y oxígeno para crear electricidad mediante un proceso electroquímico. La gran ventaja de esta tecnología es que produce energía en el instante, y de forma constante. Su eficiencia se estima en un 80%, es decir, que el 80% de la energía contenida en el hidrógeno puede transformarse en electricidad. Sin embargo, su duración aún no es muy buena, a consecuencia de que las tecnologías desarrolladas al momento operan en temperaturas elevadas, lo que ocasiona un gran desgaste en sus materiales. El costo también es aún un gran problema. 3.3.4 Bio-baterías ¿Recuerdan las granjas de hormigas? Eran unos juguetes maravillosos que permitían ver, día a día, como una colonia de hormigas hacía su hormiguero. Era una prueba viva del trabajo duro y en equipo. Ahora imaginen tener un contenedor con algo vivo que genera energía para nuestra computadora. ¿Descabellado? Por supuesto que no; hay muchos organismos en la naturaleza que producen energía. De hecho nuestros combustibles fósiles provienen de procesos biológicos que duraron miles de años. Pero en este caso, queremos que nuestra pequeña colonia produzca electricidad para nuestros equipos, aunque como todo ente biológico, necesitará un lugar para vivir y alimento. ENSAYO Página 19 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE 3.4 ¿Cómo se puede saber si hay evolución hacia la sustentabilidad? Los principales factores que contribuirán a que contemos con computadoras verdes son: 1. Mejoras en la tecnología de semiconductores. Los nuevos microprocesadores consumen menos energía y son más pequeños. 2. Mejora en la tecnología de baterías. Varías nuevas fuentes de alimentación eléctrica están orientadas a generar energía que pueda almacenarse en baterías. Si las baterías son más eficientes, podrán almacenar más energía y tendrán una vida útil mayor. 3. Nuevos dispositivos de almacenamiento de datos y despliegue. El contar con dispositivos con menos partes mecánicas implica un menor consumo de energía. De igual forma los monitores tienden a consumir menos energía gracias a tecnologías como el plasma. 4. Disponibilidad de nuevas fuentes de alimentación eléctrica. 5. Mejoras en el software de administración de energía de los dispositivos. 6. Uso de materiales reciclables para el chasis de los equipos. Así como los focos ahorradores están encontrando su lugar en el mercado y la conciencia del público, las computadoras y demás equipo electrónico deberán ajustarse a estas nuevas demandas. Es un hecho que el consumidor final pagará por ello, pero por primera vez en la historia, el precio vale la pena, y es una inversión para conservar nuestro planeta. ENSAYO Página 20 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE 4 Modelos Esquemáticos TOMA DE CONCIENCIA ASUNCIÓN DE RESPONSABILIDAD DESARROLLO DE COMPETENCIAS 4.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA EXPLICITACIÓN DE SELECCIÓN DEL PROBLEMA IDEAS, ACTITUDES Y COMPORTAMIENTOS consensuado AL RESPECTO: ¿Qué sé? ; ¿Qué pienso/creo? ; ¿Qué hago?. 4.2 INVESTIGACIÓN DEL PROBLEMA IDENTIFICACIÓN: CAUSAS: - Caracterización - Análisis. - Contextualización - Interrelación. - Reconstrucción histórica. - Jerarquización. ENSAYO Página 21 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE 4.3 INTERVENCIÓN SOBRE EL PROBLEMA Nueva visión del problema Cambios de Toma de Conciencia y Aceptación de Responsabilidad Actitudes Propuestas de Acción en la Comunidad DESARROLLO DE COMPETENCIAS => INTERVENCIÓN EN EL MEDIO Propuestas y Acción sobre el problema Nueva visión de la propia responsabilidad Cambios de comportamientos propios Método de Resolución de Problemas mecanismos de evaluación Tal como se expone en el modelo planteado, en esa posible evolución del alumnado hacia la creación de actitudes y valores ambientales, deberían recorrese al menos tres etapas o estadios de progreso (toma de conciencia, aceptación de responsabilidad y desarrollo de competencias ambientales); y para su reconocimiento y análisis proponemos la utilización de una herramienta elaborada a partir de otra previa de Smyth (1995) que permitiría identificar esta progresión en tres estadios sucesivos, según los siguientes criterios (López Rodríguez, 2003): Toma de conciencia: estadio que implicaría el conocimiento y reconocimiento de problemas ambientales y su complejidad, tomando conciencia de los mismos. ENSAYO Página 22 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE Aceptación de la responsabilidad: implica el reconocimiento del papel de los seres humanos, en general, y de uno mismo en particular, en los problemas ambientales. Desarrollo de competencia ambiental: supone el estadio más avanzado, e implicaría el desarrollo de la capacidad de proponer alternativas y soluciones fundamentadas a los problemas ambientales, e incluso de llevarlas a cabo. Se podría interpretar incluso la evolución en el grado de competencia ambiental, en base a dos indicadores que se pueden tener en cuenta: uno cuantitativo y otro cualitativo. El primero se mediría por la cantidad o el número de propuestas que los alumnos son capaces de aportar para la solución o amortiguación del problema en el contexto en que se haya planteado, lo que permite hacer una estimación cuantitativa. El segundo se valoraría por la distinta naturaleza, en cuanto a ‘significación ambiental’, de las propuestas hechas por el alumnado, lo cual permitiría estimarlas desde un punto de vista cualitativo. La ‘significación ambiental’ se estimaría o mediría básicamente por dos cuestiones: por la capacidad de hacer propuestas concretas para problemas concretos y por la relevancia ambiental de dichas propuestas. ENSAYO Página 23 IT DE CD. VALLES DESARROLLO SUSTENTABLE 5 Conclusión Tengamos presente que acciones tan simples como: apagar los equipos que no se estén utilizando, contar con sistemas eficientes de enfriamiento, adquirir equipos con procesadores ahorradores de energía, uso eficiente del centro de cómputo y utilización correcta de la energía en el área de sistemas puede ser el inicio de la implementación de las Tecnología Verde en las compañías. Estos puntos van hacer los pilares para la construcción de un cambio en el cuidado del medio ambiente que nuestro planeta requiere y así aportar a nuestra supervivencia en un futuro. Para que las computadoras aparecieran, fue el trabajo de matemáticos y físicos los que hicieron posible su creación. Y en especial fue el dominio de la energía eléctrica la que permitió la creación de estos ingenios. Es el crecimiento exponencial de las tecnologías de información, lo que ahora obliga a la industria a replantear el diseño de las computadoras en una época donde se ha hecho patente que la generación de energía tiene un impacto ecológico. También los consumidores están cambiando sus criterios de adquisición de equipo, y exigen no solo equipos más potentes y más baratos, sino también equipos limpios y ambientalmente amigables. ENSAYO Página 24