Ahorro de energía en redes: claves, retos y soluciones

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La era de la hiperconectividad nos ha traído móviles, sensores, fibra óptica, redes 5G y un sinfín de servicios digitales que usamos casi sin pensar, pero detrás de todo ese mundo online hay un coste que a menudo se pasa por alto: el consumo energético de las redes de comunicación. Cada antena, router, servidor y equipo de refrigeración suma vatios a la factura eléctrica y a la huella de carbono de edificios, barrios y ciudades enteras.

Al mismo tiempo, crece la presión por reducir emisiones, recortar gastos operativos y cumplir objetivos de sostenibilidad. La buena noticia es que existen tecnologías, estrategias de diseño y herramientas de gestión que permiten mejorar de forma notable el ahorro de energía en redes, desde la RAN móvil 5G hasta el IoT doméstico, pasando por centros de datos y smart grids. En las próximas líneas vamos a recorrer, con calma pero a fondo, qué está pasando, por qué las redes consumen tanto y cómo se puede poner orden en todo este lío eléctrico.

Por qué las redes de comunicación consumen tanta energía

Cuando se analiza un edificio o una infraestructura, el consumo de las redes suele quedar oculto detrás de partidas más visibles como climatización o iluminación, pero lo cierto es que switches, routers, puntos de acceso WiFi, sistemas de transmisión y servidores suponen una parte importante del gasto energético total.

En centros de datos y salas técnicas, el aire acondicionado (HVAC) puede llegar a ser el gran monstruo de la energía, concentrando en torno a un tercio del consumo total. Los equipos de red convierten parte de la energía eléctrica en calor, y ese calor hay que evacuarlo; por eso la eficiencia de las fuentes de alimentación (certificado 80 Plus) influye en ese proceso. Cuanto más potentes y densos son los equipos, más se calientan, más hay que refrigerar y más sube la factura, generando una especie de círculo vicioso.

Además, en redes móviles, especialmente con 5G, la red de acceso radioeléctrico (RAN) es la gran protagonista del consumo. La mayoría de la energía se concentra en las unidades de radio (O-RU), estaciones base y toda la infraestructura asociada (alimentación, inversores, rectificadores, climatización, repetidores y transporte de backhaul y x-haul). La mejora en eficiencia watt/bit es real, pero el número de estaciones y la complejidad de la arquitectura hacen que el consumo global sea muy elevado.

Si miramos redes corporativas o de edificios, el problema se reparte entre equipos activos de red, sistemas de seguridad, electrónica de comunicaciones y servidores, a menudo funcionando 24/7 aunque el edificio esté medio vacío gran parte del día o cerrado los fines de semana.

En paralelo, la irrupción masiva de dispositivos conectados (móviles, tablets, sensores, cámaras, electrodomésticos inteligentes…) hace que el tráfico y el número de nodos de la red crezcan sin parar, presionando la infraestructura y elevando las necesidades energéticas si no se gestiona todo con cabeza.

Factores clave que disparan el consumo energético en redes

La factura eléctrica de una red no depende solo de cuántos equipos haya encendidos, sino también de cómo se usan, cómo se configuran y en qué entorno trabajan. Hay varios factores especialmente críticos.

El calor y la refrigeración: un círculo vicioso

En una sala de comunicaciones o en un CPD, la generación de calor por parte del hardware de red obliga a usar sistemas de climatización potentes. Si la temperatura sube demasiado, se deteriora el rendimiento y se reduce la vida útil de los equipos, por lo que se tiende a sobrerrefrigerar para ir “sobre seguro”. El resultado es un sistema donde se gasta mucha energía para alimentar equipos que, a su vez, obligan a gastar más energía en enfriarlos.

Una vía cada vez más explorada es aprovechar el calor residual de los equipos de red y servidores. Ese calor se puede reutilizar para calentar otras zonas del edificio o instalaciones cercanas: oficinas, viviendas, piscinas o zonas comunes. Este enfoque de recuperación de calor, ya bastante extendido en el sector industrial y en algunos data centers avanzados, ayuda a descarbonizar al compensar parte del consumo con calefacción gratuita.

Equipos en standby o inactivos, pero consumiendo

En muchas redes empresariales, los dispositivos permanecen encendidos incluso cuando no hay tráfico relevante. Switches, routers, puntos de acceso, sistemas de seguridad o electrónica auxiliar se quedan en modo de espera o funcionando casi en vacío fuera del horario laboral, por la noche o en fines de semana.

Esa situación genera lo que se conoce como consumo fantasma: equipos que apenas están prestando servicio, pero que siguen demandando energía. Algunos dispositivos incorporan estados de reposo avanzados que reducen el consumo desactivando módulos internos o bajando el rendimiento cuando el tráfico es bajo, pero muchas veces estas opciones vienen deshabilitadas por defecto o mal configuradas.

Para aprovechar estas capacidades, es fundamental elegir hardware con buenas funciones de gestión de energía y activar los perfiles de ahorro disponibles. Además, la selección de protocolos, estándares y modos de funcionamiento puede influir notablemente en el consumo, por lo que conviene optar por configuraciones que se ajusten a las necesidades reales y no a ese “por si acaso” tan típico que deja todo sobredimensionado.

Tasa de adaptación y algoritmos de control de rendimiento

La llamada tasa de adaptación (o tasa adaptativa) define el ritmo al que un equipo de red puede transmitir paquetes, y se convierte en un indicador clave de su rendimiento. En redes inalámbricas, por ejemplo, esta tasa varía en función de la calidad de la señal, las interferencias o la carga de la celda.

Los diseñadores de redes pueden desplegar algoritmos de adaptación dinámica de velocidad que ajustan el rendimiento en tiempo real según las necesidades de la red. De este modo, cuando el tráfico baja o las condiciones cambian, el sistema se autorregula y puede operar con menor potencia o capacidad sin que el usuario note caídas apreciables de calidad.

Existe una amplia variedad de algoritmos y estrategias posibles, y en entornos con capacidades técnicas avanzadas incluso se pueden diseñar algoritmos a medida, afinados al patrón de tráfico y a los objetivos de eficiencia energética del proyecto o del operador.

Estrategias prácticas para reducir el consumo de energía en redes

Una vez identificadas las causas principales del derroche energético, toca poner remedio. La clave está en combinar buen diseño, operación inteligente y monitorización constante, sin perder de vista la calidad de servicio al usuario final.

Apagar lo que no hace falta (y saber qué no se puede apagar)

En la mayoría de edificios comerciales, oficinas o centros educativos, el horario real de uso no es 24/7. Sin embargo, muchos sistemas de red permanecen encendidos de manera continua. Establecer políticas claras de apagado o hibernación de ciertos equipos fuera de horario es una de las medidas más sencillas y efectivas.

Por ejemplo, se pueden desconectar puntos de acceso WiFi en zonas sin actividad nocturna o en fines de semana, así como parte de la electrónica de usuario o de capa de acceso que no sea crítica; en entornos donde la cobertura lo permita, mejorar la señal con un amplificador de señal WiFi puede reducir el número de puntos activos. En cambio, ciertos elementos como servidores que dan servicio en la nube, sistemas de monitorización de seguridad o enlaces troncales clave deben mantenerse activos.

La idea no es “apagar por apagar”, sino clasificar la infraestructura en niveles de criticidad y aplicar distintos perfiles de funcionamiento: equipos siempre activos, equipos con apagado programado, dispositivos con modo de bajo consumo agresivo, etc. Bien aplicado, este enfoque puede reducir notablemente el consumo fantasma sin comprometer la continuidad del servicio.

Monitorización energética: sin datos no hay ahorro

Aunque el diseño sea bueno y se hayan escogido equipos eficientes, sin una monitorización energética continua es casi imposible detectar desajustes. Un fallo interno, una mala configuración o una simple deriva en el funcionamiento de un dispositivo puede disparar su consumo sin que haya síntomas evidentes en el rendimiento.

Por eso es esencial disponer de herramientas y software de gestión energética capaces de leer datos en tiempo real del consumo por equipos, racks, líneas o servicios. Estos sistemas permiten identificar rápidamente anomalías, comparando el comportamiento actual con patrones históricos o con referencias de instalaciones similares.

Una vez detectada una desviación, el siguiente paso es investigar el origen del problema: ¿es un equipo envejecido? ¿Un ventilador atascado? ¿Una configuración de potencia que se quedó en modo “máximo” tras una prueba? La monitorización no solo da la alarma, también aporta la base objetiva para priorizar inversiones y actuaciones de mejora.

Digitalización, IoT y redes inteligentes al servicio del ahorro de energía

Paradójicamente, las mismas tecnologías que han disaparado el consumo en muchos entornos son también las grandes aliadas para controlarlo y reducirlo. IoT, 5G, smart grids y sistemas avanzados de gestión energética permiten pasar de una red “ciega” a una infraestructura consciente de su propio consumo.

IoT y eficiencia energética: de la Smart Factory a las Smart Cities

El Internet de las Cosas conecta máquinas, sensores y dispositivos entre sí, ya sea a través de Internet o mediante redes privadas específicas. Esta capa de sensores y actuadores hace posible controlar y automatizar el consumo en tiempo real, sin intervención continua del usuario.

En el ámbito industrial, la llamada Industria 4.0 utiliza sensores para medir el gasto de máquinas y líneas de producción, enviando esos datos a plataformas de gestión que analizan el consumo en directo. Con esa información se pueden ajustar horarios, cargas y modos de funcionamiento, adaptando el uso energético a las necesidades reales de producción y evitando picos innecesarios.

En las ciudades, los proyectos de Smart Cities aplican el IoT a infraestructuras públicas: alumbrado que se regula según la presencia de personas o vehículos, edificios municipales con climatización inteligente, riego automático basado en datos de humedad, etc. Ejemplos como la instalación de sensores en farolas urbanas que se activan solo cuando detectan paso son ya una realidad en varias localidades españolas.

En el hogar, los electrodomésticos conectados y sistemas de domótica permiten ajustar temperatura, iluminación y funcionamiento de equipos en función de horarios, condiciones exteriores o tarifas eléctricas. Los sensores recopilan datos de consumo en tiempo real que luego se utilizan para analítica predictiva, ayudando a anticipar picos y a planificar mejor qué se enciende y cuándo.

Smart grids: redes eléctricas más listas y más eficientes

Las llamadas redes eléctricas inteligentes (smart grids) integran TIC, sensores y sistemas de comunicación para coordinar generación, distribución y consumo. En lugar de una red unidireccional y rígida, se crea un sistema interactivo en el que los consumidores pueden convertirse también en productores (prosumidores).

Gracias a estas redes, es posible apagar o encender equipos según las necesidades de la red, ajustando oferta y demanda casi en tiempo real. Estudios y proyectos europeos han mostrado que se pueden lograr ahorros de hasta un 30 % en el consumo de energía cuando se gestiona bien esta coordinación, combinando generación centralizada y descentralizada (como paneles fotovoltaicos y microturbinas eólicas en tejados).

Iniciativas como la plataforma europea Enersip han demostrado que, con enchufes inteligentes, sensores de consumo y una buena plataforma de datos, se puede monitorizar en detalle el uso de electricidad en viviendas, comercios y barrios completos. Esos datos permiten detectar patrones, predecir picos de demanda y tomar decisiones de control automáticas o recomendadas a los usuarios.

Un hallazgo especialmente interesante es que el cambio de comportamiento del usuario es tan importante como la tecnología. En ensayos piloto, alrededor de la mitad del ahorro potencial venía simplemente de la concienciación y del uso de herramientas web que informaban en tiempo real de consumos y daban recomendaciones concretas (por ejemplo, programar la lavadora de madrugada en lugar de usarla en plena hora punta).

IoT y transporte: rutas más eficientes y menos combustible

El transporte es uno de los sectores que más energía consume, concentrando cerca del 40 % del consumo total en países como España. Aquí el IoT ha encontrado un campo de aplicación ideal para ahorrar combustible y mejorar la eficiencia.

Con los vehículos conectados, se pueden planificar rutas óptimas en tiempo y consumo, evitar atascos y gestionar flotas de forma centralizada. Los sensores de a bordo monitorizan el rendimiento del motor, el estilo de conducción y el estado general del vehículo, detectando problemas de eficiencia energética o de mantenimiento antes de que se conviertan en un coste mayor.

Si a esto se suma una infraestructura de recarga inteligente para vehículos eléctricos, coordinada con smart grids y con información en tiempo real sobre la red, se consigue un ecosistema mucho más eficiente en el uso de la energía, tanto eléctrica como de combustibles fósiles.

El reto energético de las redes 5G y la oportunidad de la eficiencia

Estudios recientes indican que el hardware de red 5G puede consumir entre dos y cuatro veces más energía que las redes 4G, si se compara infraestructura equivalente. Esto pone sobre la mesa un desafío doble: mantener la promesa de rendimiento, latencia y capacidad de 5G sin disparar de forma insostenible los gastos operativos (OPEX) ni la huella de carbono.

Aun así, múltiples avances tecnológicos ayudan a contrarrestar este incremento: virtualización de funciones de red (NFV), multiplexación avanzada en fibra óptica, antenas con cristal líquido (LC) y unidades de radio de alta eficiencia y refrigeración pasiva, entre otros. Todo ello apunta a una red más flexible, capaz de encender y apagar capacidades según la demanda real.

RAN y O-RAN: el gran frente del ahorro en redes móviles

Dentro de una red móvil, la RAN concentra más del 70 % del consumo energético total. La introducción de arquitecturas abiertas y desagregadas como O-RAN abre una oportunidad importante para optimizar este gasto, gracias a una mayor programabilidad y a la posibilidad de utilizar soluciones de múltiples proveedores.

En el laboratorio, los operadores pueden probar distintas configuraciones de ahorro de energía en sus equipos RAN: modos de suspensión de celdas, ajustes de potencia, apagado parcial de portadoras, etc. La validación previa de estas estrategias, combinada con herramientas de prueba integradas (fibra, RF, sincronización, análisis de interferencias), permite asegurar que los objetivos de eficiencia no destruyen la experiencia de usuario.

En campo, la optimización de los enlaces de fibra backhaul y x-haul es crucial. Unos enlaces bien certificados y de alto rendimiento reducen pérdidas, evitAN retransmisiones y alargan la vida útil de los equipos, haciendo que la red consuma menos energía para transportar el mismo volumen de datos.

Inteligencia de localización y gemelos digitales

La combinación de analítica avanzada, datos de movilidad y aprendizaje automático permite crear gemelos digitales de la red que simulan su comportamiento en distintas condiciones. Estos modelos virtuales, alimentados con datos reales, pueden predecir el impacto de apagar o atenuar estaciones base en determinados momentos y zonas.

De este modo, un operador puede desconectar total o parcialmente celdas, ajustar tilts eléctricos de antenas y redistribuir tráfico mientras mantiene dentro de límites aceptables la calidad de servicio. El gemelo digital calcula el balance entre ahorro energético y experiencia del suscriptor, permitiendo afinar continuamente los parámetros de la red como parte de un ciclo de optimización permanente.

Sistemas de gestión energética y plataformas inteligentes

Para terminar de cerrar el círculo, muchas organizaciones están adoptando Sistemas de Gestión Energética (SGE) capaces de integrar datos de consumo de múltiples fuentes: redes de comunicación, climatización, iluminación, producción, etc. Estas plataformas ayudan a priorizar acciones y a cuantificar el impacto real de las medidas de ahorro.

Un SGE moderno, apoyado en inteligencia artificial, puede comparar el comportamiento energético de un edificio con el de otros similares, detectar desviaciones y proponer recomendaciones de mejora donde hay mayor potencial de ahorro. Además, cuanto más datos se acumulan, más preciso se vuelve el sistema, aprendiendo los patrones de consumo según días laborables, festivos, horarios de uso y condiciones externas.

En el contexto de redes y telecomunicaciones, estas plataformas permiten poner números claros a decisiones como sustituir ciertos equipos, reconfigurar horarios, cambiar algoritmos de red o invertir en nuevos sensores IoT. Ya no se trata solo de una intuición de “esto debería ahorrar”, sino de ver en dashboards y reportes qué está pasando exactamente con cada acción.

Todo este ecosistema de dispositivos eficientes, algoritmos inteligentes, smart grids, IoT y sistemas de gestión energética muestra que es perfectamente posible tener redes de comunicación potentes y, a la vez, mucho más verdes. El reto no está tanto en la tecnología —que ya existe— como en integrarla bien, cuidando la operación diaria y, sobre todo, impulsando un cambio de mentalidad en usuarios, empresas y operadores de red.