11  Datos y Fórmulas

11.0.0.1 Fuente de los datos

  • Los datos se recolectaron a través de una investigación online. Principalmente se tomaron datos de la fuente PeeringDB (99% del dataset). El resto se completó con investigación profunda en internet para recabar información de los nuevos Data Centers que están en estado “planificación” y que aún no están registrados. Descargar el dataset completo (CSV)
  • PeeringDB es una base de datos abierta y gratuita, mantenida por la comunidad de operadores de redes, que registra información de interconexión a nivel global: qué redes están presentes en qué centros de datos, y en qué puntos de intercambio de internet (IXPs) hacen peering. Es una iniciativa sin fines de lucro, creada en 2004 y gestionada por voluntarios — funciona como el registro de referencia del sector para decisiones de interconexión.

11.0.0.2 Variables originales

El dataset creado registra 5314 Data Centers y contiene:

  • Identificación y ubicación: nombre, operador, web, continente, país, ciudad y dirección.
  • Estado: si está operativo, en construcción o planificado.
  • Año de registro en la base de datos utilizada.
  • redes_conectadas: cantidad de redes conectadas.
  • ix_count: cantidad de puntos de intercambio de internet donde distintas redes se conectan entre sí para intercambiar tráfico directamente.
  • cap_mw: capacidad de potencia instalada en megavatios (solo declarado para 31 megaproyectos; el resto sin dato). El porcentaje de datos cap_mw lleva a trabajar con variables derivadas de la información obtenida a fin de poder hacer un análisis con estimaciones, ya que cap_mw directo solo puede usarse para el 0,5% del dataset final.
  • Inversión en USD.

11.0.0.3 Variables externas (WRI Aqueduct 4.0)

A esta información se interpolaron variables externas desde WRI Aqueduct 4.0:

  • Riesgo hídrico país.
  • Riesgo hídrico cuenca (con trabajo extra de interpolación espacial punto-en-polígono).
  • bws_descripcion.

WRI Aqueduct 4.0 es la herramienta de evaluación de riesgo hídrico del World Resources Institute (WRI). Mapea el mundo en cuencas hidrográficas y le asigna a cada una un puntaje de Baseline Water Stress — básicamente, qué proporción de la disponibilidad total de agua de esa cuenca ya se está extrayendo para uso humano (agrícola, industrial, doméstico). Cuanto más alto el estrés, menos margen de agua le queda a la cuenca antes de escasez.

De ahí sale una escala que usamos en este dataset (Low / Low-Medium / Medium-High / High / Extremely High, codificada 1-5): “Extremely High” significa que se extrae más del 80% del agua disponible de esa cuenca.

11.0.0.4 Variables derivadas

  • Tecnología de refrigeración — asignada por reglas (tamaño + año de registro).
  • Divergencia país-cuenca — fórmula (cuenca_ord − país_ord).
  • Fuente del dato (fuente_dato) — columna de trazabilidad para documentar de dónde salió cada registro.
  • tamaño_categoría y tamaño_porredes.

11.1 Sobre las fórmulas

11.1.1 Clasificación por consumo eléctrico

Según el rango de MW, los Data Centers se clasifican en:

Categoría Rango
Micro < 1 MW
Small 1 – 10 MW
Medium 10 – 50 MW
Large 50 – 200 MW
Hyperscale ≥ 200 MW

Limitación: solo el 0.5% de los Data Centers registrados en PeeringDB informan cap_mw declarado. Por este motivo el consumo eléctrico no puede calcularse directamente como \(C_{\text{elec}} = \text{cap\_mw} \times \text{PUE} \times \rho\) para la mayoría de los registros. Se aplica el modelo de estimación por categoría de conectividad que se describe a continuación

11.2 Parámetros del modelo de estimación

Los siguientes parámetros globales se aplican uniformemente a todos los Data Centers para los cuales no existe dato declarado. Se basan en benchmarks internacionales 2024.

Parámetro Símbolo Valor Fuente
Power Usage Effectiveness \(\text{PUE}\) 1,58 Lawrence Berkeley NL, 2024
Factor de ocupación \(\rho\) 0,70 Uptime Institute, 2024
Water Usage Effectiveness \(\text{WUE}\) 1,8 L/kWh Uptime Institute, 2024
Factor hídrico indirecto \(h_{\text{ind}}\) WUE × 1,4 = 2,52 L/kWh Proxy (sin dato por país)
Factor de emisión eléctrica \(FE_{\text{global}}\) 0,432 tCO₂/MWh IEA, 2024
Horas anuales \(H\) 8.760 h/año

11.3 Variables derivadas: fórmulas aplicadas

11.3.1 Consumo eléctrico

\[C_{\text{elec}} = \text{cap\_mw\_base} \times \text{PUE} \times \rho\]

11.3.2 Huella hídrica directa

\[W_{\text{directa}} = C_{\text{elec}} \times 1000 \times \text{WUE} \times H\]

11.3.3 Huella hídrica indirecta

\[W_{\text{indirecta}} = C_{\text{elec}} \times 1000 \times h_{\text{ind}} \times H\]

11.3.4 Huella hídrica total

\[W_{\text{total}} = C_{\text{elec}} \times 1000 \times H \times \left(\text{WUE} + h_{\text{ind}}\right)\]

11.3.5 Emisiones de CO₂

\[E_{\text{CO}_2} = C_{\text{elec}} \times FE_{\text{global}} \times H\]

Unidades. \(C_{\text{elec}}\) está en MW y \(H = 8.760\) h/año. El factor \(\times 1000\) convierte MW a kW, porque el WUE se expresa en litros por kWh: por lo tanto las columnas de agua del dataset están en litros por año, no en millones de litros — el sufijo _ml_año del nombre de la variable es histórico y quedó desactualizado.

11.4 Capacidad de referencia por categoría de red

Para los Data Centers sin cap_mw declarado (n=5.280), la capacidad base se estima según su categoría de conectividad (tamaño_porredes).

tamaño_porredes Criterio (redes_conectadas) \(\bar{C}_{\text{MW}}\) de referencia
local < 5 redes 0,25 MW
regional 5 – 19 redes 3,0 MW
nacional 20 – 99 redes 20,0 MW
internacional ≥ 100 redes 100,0 MW

Nota metodológica: tamaño_porredes mide alcance de conectividad de red, no potencia física. Es un proxy — no comparar directamente con tamaño_categoria que sí está basada en MW reales.

La capacidad base resultante se define como:

\[ \text{cap\_mw\_base} = \begin{cases} \text{cap\_mw} & \text{si hay dato real declarado } (n = 31) \\[4pt] \bar{C}_{\text{MW}} & \text{si se estima por categoría de red } (n = 5.280) \end{cases} \]

Code
# Parámetros globales
PUE   = 1.58   # LBL 2024
RHO   = 0.70   # factor ocupación, Uptime Institute
WUE   = 1.8    # L/kWh, Uptime Institute 2024
H_PAI = WUE * 1.4  # proxy huella hídrica indirecta
FE    = 0.432  # tCO2/MWh, IEA 2024
HORAS = 8_760  # horas/año

# Capacidad de referencia por tamaño_porredes
ref_cap_porredes = {
    "local":         0.25,
    "regional":      3.0,
    "nacional":      20.0,
    "internacional": 100.0
}

# PASO 1 — cap_mw_base: real si existe, referencia si no
def get_cap_base(row):
    if pd.notna(row["cap_mw"]):
        return row["cap_mw"]
    elif pd.notna(row["tamaño_porredes"]):
        return ref_cap_porredes[row["tamaño_porredes"]]
    else:
        return np.nan

dc["cap_mw_base"] = dc.apply(get_cap_base, axis=1)

# PASO 2 — consumo_electrico_mw
dc["consumo_electrico_mw"] = (dc["cap_mw_base"] * PUE * RHO).round(2)

# PASO 3 — agua directa
dc["consumo_agua_ml_año"] = (dc["consumo_electrico_mw"] * 1000 * WUE * HORAS).round(0).astype("Int64")

# PASO 4 — agua indirecta
dc["agua_indirecta_ml_año"] = (dc["consumo_electrico_mw"] * 1000 * H_PAI * HORAS).round(0).astype("Int64")

# PASO 5 — agua total

dc["agua_total_ml_año"] = (dc["consumo_agua_ml_año"] + dc["agua_indirecta_ml_año"]).astype("Int64")
# PASO 6 — co2
dc["co2_ton_año"] = (dc["consumo_electrico_mw"] * FE * HORAS).round(0).astype("Int64")

11.5 CO₂ — la fórmula, paso a paso

\[E_{\text{CO}_2} = C_{\text{elec}} \times FE_{\text{global}} \times H\]

  • \(C_{\text{elec}}\) = potencia que consume el DC, en megavatios (MW) — es como una “velocidad” instantánea de consumo eléctrico.
  • \(\times\ H = 8.760\) (horas del año) = convierte esa “velocidad” en el total de energía consumida durante todo el año, en megavatio-hora (MWh) — igual que velocidad × tiempo = distancia recorrida.
  • \(\times\ FE_{\text{global}}\) (0,432 tCO₂ por cada MWh) = por cada MWh consumido, en promedio global se emiten 0,432 toneladas de CO₂. Multiplicando el total de MWh del año por ese factor, se obtienen las toneladas de CO₂ del año.

11.5.1 De esta manera en esta investigación se estará trabajando con estos variables finales:

Table 11.1: Muestra aleatoria de 5 registros del dataset de trabajo
Data Center País Estado Tamaño (por redes) Capacidad declarada (MW) Consumo eléctrico (MW) Agua total (litros/año) Riesgo hídrico de cuenca CO₂ (t/año)
Adani Group — India 5 GW National AI Platform India planificado 5,000 5,530.00 209,272,896,000 High (40-80%) 20,927,290
Intershop-Tower Jena Alemania operativo local 0.28 10,596,096 High (40-80%) 1,060
CUHK Hong Kong operativo regional 3.32 125,639,424 Low (<10%) 12,564
Zain Bahrain Baréin operativo local 0.28 10,596,096 Extremely High (>80%) 1,060
Delta Telecom AZ operativo regional 3.32 125,639,424 Extremely High (>80%) 12,564

11.6 Notas Adicionales


D_EmpathyProject · agosto 2026 · Fuentes: LBL 2024, Uptime Institute 2024, IEA 2024, WRI Aqueduct 4.0