Los data centers del futuro: alimentados con cables superconductores para un crecimiento escalable y sostenible

Responder a las necesidades de un mundo digital en plena expansión

Desde 2010, el número de usuarios de internet en el mundo ha más que duplicado – hasta alcanzar los 5,5 mil millones en 2024, mientras que el volumen de tráfico en línea se ha multiplicado por veinticinco. Verdadera columna vertebral de la economía digital, los data centers han crecido a un ritmo sin precedentes. Sin embargo, su modelo de alimentación energética no ha evolucionado al mismo ritmo que sus usos.

Imaginar conectar dos ciudades lejanas con una simple locomotora, cuando sería necesario un tren de alta velocidad: este es exactamente el desafío al que se enfrentan los data centers actuales, convertidos en auténticas fábricas de datos. Estas infraestructuras, que antes consumían decenas o cientos de megavatios, superan ahora el umbral del gigavatio, alcanzando niveles comparables a los de la industria pesada. Este aumento de potencia pone a prueba los sistemas tradicionales de alimentación basados en cobre, obligando a los operadores a dedicar cada vez más espacio, refrigeración y capital a sus redes internas en lugar de a la potencia de cálculo.

Hasta hoy, las mejoras en eficiencia han permitido contener el consumo energético total de los data centers entre el 1 % y el 1,5 % de la demanda mundial. Pero si la tendencia continúa, esta cifra podría llegar al 10 % para 2030. Para acompañar este crecimiento de forma sostenible y mantener una tasa de disponibilidad del 99 %, es imprescindible replantear profundamente la distribución eléctrica interna.

Alimentar los data centers de nueva generación

La alimentación de data centers a escala del gigavatio se basa en dos niveles de tensión:

• Fuera de los edificios, los cables conectan las salas informáticas con la red de transporte o distribución, alimentándolas desde subestaciones principales o secundarias mediante cables de alta y/o media tensión.

• Dentro del edificio, los racks y equipos informáticos se conectan a baja tensión mediante cables de distribución.

Cada nivel de tensión presenta retos específicos frente a las enormes necesidades energéticas de los data centers, especialmente los dedicados a la inteligencia artificial.

En media tensión, la potencia total del data center se distribuye entre sus salas de datos, donde se alojan los servidores. Un data center de nueva generación puede necesitar entre 100 y 400 MW por sala, según su tamaño y arquitectura. Proporcionar tal potencia requiere instalar un gran número de cables en paralelo. Como suelen estar enterrados, surgen varias limitaciones:

• gran ocupación del terreno,

• costes elevados de obra civil,

• pérdidas eléctricas (pérdidas Joule) que reducen el rendimiento y calientan el suelo.

Ejemplo:

La alimentación de una sola sala informática de 300 MW requiere 36 cables de gran sección (600 mm²) a 33 kV. Un data center de 1,8 GW con seis salas del mismo tamaño necesitaría 216 cables enterrados —una infraestructura masiva, compleja y muy costosa.

En baja tensión, cerca de las salas de datos, los transformadores reducen la tensión media para alimentar directamente los equipos informáticos. Transportar entre 100 y 400 MW a 480 o 600 voltios genera corrientes entre 6 y 10 kA.

Esto exige un gran número de cables de baja tensión instalados en bandejas, lo que genera:

• gran ocupación de espacio,

• arquitectura compleja y costosa,

• estrictos requerimientos de compatibilidad electromagnética,

• gestión térmica adicional: el cobre convencional genera mucho calor, aumentando la necesidad de HVAC y reduciendo la eficiencia operativa.

Las pérdidas Joule por sí solas pueden reducir la eficiencia total de un data center entre un 5 % y un 10 %. Hoy existen soluciones que contemplan refrigerar los cables de baja tensión para mitigar estas pérdidas, lo que pone de relieve los límites del cableado convencional.

Cifras clave de la infraestructura digital

• +1 GW de capacidad energética para los data centers hyperscale de nueva generación

• 10–12 % de la demanda eléctrica mundial destinada a los data centers: 3,1 TWh de aquí a 2030

• 99 % de exigencia de disponibilidad – con resiliencia excepcional de la red interna

Los límites del cobre: la superconductividad al servicio del data

Primer beneficio: ausencia total de resistencia eléctrica

Un cable superconductor prácticamente no tiene pérdidas de energía. Transporta electricidad con una eficiencia superior al 99,99 %, lo que mejora drásticamente el rendimiento global y reduce los costes operativos frente al cobre.

Segundo beneficio: densidad de corriente excepcional

Los conductores superconductores 2G HTS pueden transportar hasta 500 veces más corriente que el cobre.Ejemplo: una cinta de 4 mm de ancho y 0,5 mm de grosor puede transportar 200 amperios.Así, para alimentar una sala de 300 MW, basta un solo cable superconductor (<250 mm de diámetro) en lugar de decenas de cables de cobre en paralelo.

Impacto directo en la infraestructura:

• Menos espacio → superficie de subestaciones reducida un 30 %

• Menos cables → arquitectura simplificada

• Menos obras civiles → menor coste

• Instalación más rápida y sostenible

Tercer beneficio: compatibilidad electromagnética total

Los cables superconductores integran blindaje magnético que evita cualquier emisión de campo electromagnético. Esto asegura un 100 % de compatibilidad electromagnética, incluso cerca de equipos sensibles.

Aislamiento térmico único

Gracias a la estructura criostática con aislamiento al vacío, los cables superconductores no generan calor, ni en el suelo ni en el interior del edificio, contribuyendo a un entorno más estable y eficiente.

En resumen: la superconductividad reduce pérdidas, simplifica la infraestructura, recorta costes y aumenta significativamente la eficiencia energética de los data centers del futuro.

Ventajas clave de la distribución interna

• Cero pérdidas de energía → eficiencia >99,99 %

• Densidad de corriente excepcional → un solo cable de 300 MW a 33 kV sustituye a 36 de cobre

• Infraestructura simplificada → menos cables, menos obras y puesta en marcha más rápida

• Sin interferencias → compatibilidad electromagnética total

• Eficiencia térmica → sin disipación de calor

Garantizar operaciones resilientes y sostenibles

La superconductividad no se limita al transporte de energía: también contribuye a la protección de los redes eléctricos gracias a los limitadores de corriente de defecto superconductores. Diseñados para absorber corrientes de defecto elevadas en redes de media y baja tensión —en particular dentro de los data centers—, los SFCL reducen considerablemente, e incluso eliminan, las sobreintensidades. De este modo, garantizan la continuidad del servicio, un aspecto crítico para este tipo de infraestructura. Su uso también disminuye la carga sobre los disyuntores y la electrónica de potencia, simplificando toda la arquitectura eléctrica, desde los transformadores hasta los equipos informáticos.

El principio de funcionamiento es el siguiente: en condiciones normales, un limitador de corriente de defecto superconductor presenta una resistencia nula y no tiene impacto en la red. Pero cuando un defecto supera la corriente nominal, el material superconductor cambia instantáneamente a un estado resistivo. Esta resistencia temporal solo aparece durante el defecto y permite reducir fuertemente la corriente de cortocircuito.

A modo de ejemplo, en una red de data center donde las corrientes de defecto en media tensión pueden alcanzar entre 20 kA y más de 50 kA en pico, la presencia de un limitador de corriente de defecto superconductor puede dividir esos valores por dos o incluso más. Este dispositivo limita o elimina el defecto, reduciendo al mismo tiempo las tensiones sobre todos los componentes eléctricos. Resultado: mayor vida útil de los equipos, menores costes de mantenimiento y, sobre todo, continuidad del servicio garantizada de forma completamente autónoma.

Resiliencia reforzada gracias a una protección avanzada

Para los operadores de data centers, los limitadores de corriente de defecto superconductores ofrecen capacidades de protección muy superiores a los sistemas convencionales:

• Protección reforzada de infraestructuras críticas, en particular transformadores, equipos de conmutación y unidades de distribución eléctrica.

• Reducción del riesgo de fallos en cascada que pueden afectar a varias zonas del sitio.

• Mejora de la calidad del suministro gracias a una gestión automática de los defectos de corriente.

• Disminución de las necesidades de mantenimiento, ligada a la reducción de tensiones mecánicas sobre los equipos de protección.

Acelerar el futuro de las infraestructuras digitales

Ante el crecimiento exponencial de las necesidades digitales, la tecnología superconductora puede transformar los data centers —tradicionalmente considerados como grandes consumidores de energía— en infraestructuras eficientes, resilientes e integradas en redes inteligentes.

La compacidad y la modularidad de los sistemas superconductores permiten instalar data centers más cerca de las zonas urbanas, reduciendo así la latencia de los sistemas y las pérdidas de energía asociadas al transporte desde sitios remotos. Este enfoque impulsa un modelo de infraestructura distribuida, esencial tanto para el rendimiento de los servicios digitales como para la estabilidad de los redes eléctricos.

A medida que la economía digital continúa su expansión, la eficiencia aportada por la superconductividad se convierte en un factor clave para el desarrollo sostenible.

Empresas como Nexans, pioneras en sistemas de cables superconductores y limitadores de corriente de defecto superconductores, están liderando esta revolución infraestructural a través de la investigación, la producción y el despliegue de soluciones innovadoras —abriendo el camino hacia data centers de nueva generación y un futuro digital sostenible.

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FEGIME España S.A. es el grupo de distribución de material eléctrico líder indiscutible del mercado español. Y lo es por su cuota de mercado como por su cobertura geográfica, con más de 163 puntos de venta, 28 empresas asociadas en España y Andorra y con presencia en 24 países. En 2024, en España facturó un consolidado de 566 millones de euros en venta de material eléctrico, alcanzando una cuota de mercado del 11%