TCO: Comparando Data Centers Tradicionais e Modulares

Comparativo de TCO entre data centers modulares pré-fabricados e tradicionais: descubra como reduzir custos operacionais e de capital com soluções escaláveis e eficientes.

Data centers pré-fabricados modulares estão transformando o mercado de infraestrutura de TI, proporcionando uma economia média de até 30% no custo total de propriedade (TCO). Com CAPEX até 27,2% menor e OPEX reduzido em 31,6% em comparação às construções tradicionais, essas soluções oferecem vantagens como implantação rápida, eficiência energética e escalabilidade. Neste artigo, exploramos como essas duas abordagens impactam o TCO ao longo de 10 anos, considerando fatores como mão de obra, manutenção, consumo energético e time-to-market. Descubra por que cada vez mais empresas estão migrando para modelos modulares e aproveitando seu potencial para atender demandas dinâmicas com maior eficiência e menor custo.

Os principais fatores que impulsionam a redução no TCO são:

1. Redução do Tempo de Construção

Data centers modulares pré-fabricados são construídos em ambiente fabril, o que reduz significativamente o tempo de implantação em comparação com data centers tradicionais. Consequentemente, isso garante uma implementação mais ágil e um menor time to market (TTM). Além disso, um TTM reduzido é essencial para maximizar o retorno sobre o investimento (ROI), já que diminui o período em que os recursos operam sem gerar receita. Com isso, as empresas conseguem não apenas aproveitar novas tendências de mercado, mas também responder com eficiência a mudanças. Por fim, a capacidade de capitalizar em inovações tecnológicas antes da concorrência oferece uma vantagem competitiva, mantendo a empresa relevante e preparada para desafios futuros.

2. Custos de Mão de Obra Mais Baixos

A construção em fábrica de unidades modulares adota processos automatizados, operando em um ambiente fabril altamente controlado. Como resultado, a necessidade de mão de obra local é reduzida, além de eliminar a dependência de construções artesanais no local. Assim, os custos de mão de obra diminuem significativamente, contribuindo para uma gestão mais eficiente dos recursos e ajudando a otimizar o custo total de propriedade (TCO). Portanto, essa abordagem permite que empresas reduzam despesas operacionais e ao mesmo tempo aumentem a previsibilidade dos prazos e da entrega.

3. Eficiência Energética

Os data centers modulares são projetados para atender às cargas iniciais, permitindo expansões futuras sem a necessidade de obras no local ou riscos operacionais, à medida que a demanda cresce. Além disso, eles são desenvolvidos com foco em eficiência energética, incorporando sistemas avançados de resfriamento e gerenciamento inteligente de energia. Com isso, é possível minimizar o consumo de energia e, por consequência, reduzir significativamente as contas de serviços públicos. Portanto, essa abordagem não apenas otimiza a sustentabilidade operacional, mas também melhora o retorno financeiro ao longo do tempo.

4. Escalabilidade

As soluções modulares oferecem a vantagem de escalabilidade incremental. Em vez de construir uma grande instalação com capacidade ociosa desde o início, as organizações podem adicionar módulos conforme necessário, otimizando seus recursos. Dessa forma, é possível reduzir os gastos de capital iniciais (CAPEX) e, simultaneamente, minimizar os custos operacionais contínuos (OPEX). Além disso, esses módulos podem ser atualizados ou complementados com novas tecnologias à medida que surgem inovações, garantindo que o data center permaneça eficiente e alinhado com as demandas do mercado.

5. Redução de Riscos Operacionais

Com uma solução pré-fabricada, as organizações enfrentam menos riscos e atrasos durante a fase de construção. Essa previsibilidade reduz a chance de imprevistos e permite um planejamento orçamentário mais preciso, otimizando tanto os custos quanto o cronograma do projeto.

6. Manutenção e Atualizações Mais Fáceis

Os designs modulares facilitam a manutenção e as atualizações, o que pode reduzir o tempo de inatividade e os custos associados a reparos ou atualizações tecnológicas.

7. Melhor Utilização do Espaço

Os data centers modulares são projetados para maximizar a utilização do espaço, garantindo um uso mais eficiente dos recursos de área. Isso resulta em custos imobiliários mais baixos e uma redução significativa nos custos de instalação e energia, otimizando ainda mais o desempenho operacional e financeiro da infraestrutura.

Comparativo TCO: Premissas

Com base em custos conhecidos de implantações, ilustramos a seguir as reduções de TCO, quando comparado uma solução modular pré-fabricada vs solução convencional de Data Center. Para realizarmos um comparativo entre os dois modelos, iremos nos valer de algumas premissas e um período de análise de 10 anos, listadas abaixo:

• Data Center Convencional

• Capacidade máxima estimada desde o início: 5 MW
• Área total construída: 3.500 m² no day 1
• Tempo total de implantação: 24 meses

• Data Center Modular

• Escalabilidade por módulos: Cada módulo com 1 MW
• Capacidade inicial: 1 MW, com expansão gradual ao longo de 10 anos, até atingir 5 MW
• Área total implantada: 2.600 m², dividida em 4 fases de 648 m² cada
• Primeira fase: Concluída em 6 meses
• Fases adicionais: Cada expansão implementada em 3 meses

Comparativo TCO: Metodologia

Passo 1: Definição dos componentes do TCO:

o CAPEX: Custos iniciais relacionados a construção, equipamentos e setup

o OPEX: Custos com ongoing, incluindo utilities, manutenção, colaboradores e custos da gestão da propriedade.

o Custos relacionados ao Tempo: custos relacionados com atraso do projeto, perdas de oportunidades etc.

Passo 2: Estimativa de custos para construção convencional. Considerar os seguintes custos:

o Custo de construção: Incluso materiais, mão de obra e overhead.

o Tempo de construção: Tempo longo de construção aumenta custos indiretos tais como custos financeiros e perda de receita (Time to Market).

o Custos Operacionais: Incluso custos de energia, manutenção, equipe e qualquer uso ineficiente de recursos

o Custos de Contingência: Atrasos na construção e estouros de orçamento muitas vezes levam a despesas adicionais.

Passo 3: Estimativa de custo para construção modular pré-fabricada

Considerar os mesmos custos para um data center modular pré-fabricado:

o Custo de Construção: Tipicamente mais baixo devido às eficiências da fábrica e à redução de mão de obra no local.

o Tempo de Construção: Significativamente mais curto, resultando em custos indiretos mais baixos.

o Custos Operacionais: Frequentemente mais eficientes devido a designs energeticamente eficientes e melhor utilização de recursos.

o Custos de Contingência: Geralmente mais baixos devido à redução de riscos e prazos mais curtos.

Passo 4: Comparar e calcular o TCO

o Total TCO para o Método Convencional: [ TCO_{convencional} = CapEx_{convencional} + OpEx_{convencional} ]

o Total TCO para o Método Modular: [ TCO_{modular} = CapEx_{modular} + OpEx_{modular} ]

o Calcular a Redução: [ TCO_{Redução} = TCO_{convencional} - TCO_{modular} ]

o Calcular a Redução Percentual: [ TCO_{Redução Percentual} = TCO_{Redução} / TCO_{convencional} x 100 ]

Comparativo TCO: Custos

Componente de Custo

Despesas de Capital (CapEx)

Custo Construção + Instalações

Tempo de Construção (financeiro + receita)

Custos de Contingencia

Despesas Operacionais (OpEx)

Total TCO

Redução no TCO

Redução Percentual no TCO

Data Center Convencional

$

68.292.000

54.200.000

$

8.672.000

$

5.420.000

$

61.462.800

$

129.754.800

$

Data Center Modular Pré-fabricado

$

42.661.440

48.640.000

$

535.040

$

486.400

$

37.246.080

$

86.907.520

$

$

42.847.280

33,02%

% Redução

$

27,3%

39,4%

Considerações finais:

1. Comparação de custo

A comparação de custo ilustra uma diferença de CAPEX de 27,3% e uma diferença de OPEX de 39,4% entre um data center convencional e práticas operacionais tradicionais e um data center modular pré-fabricado projetado e implementados com as melhores práticas.

2. Construção Convencional

Quando um data center é projetado no modelo tradicional ele precisa ser implantado com sua capacidade final desde o início, o designer planeja para uma carga final no pior cenário, pois os custos e as penalidades operacionais por ficar sem capacidade durante a vida útil do data center são muito altos. Na realidade, a carga final raramente atinge o número projetado. Economias significativas em CAPEX e OPEX são obtidas quando o data center é construído para crescer modularmente, implantado por fase conforme demanda.

3. Modularidade e escalabilidade

Poder implantar um data center em módulos e escalonar a sua infraestrutura ao longo do tempo resulta em maiores economias, pois os custos de capital e os custos de manutenção são adiados até que sejam necessários para suportar a carga. Além disso, o sistema opera mais próximo de sua demanda a cada fase, resultando em economias de energia. Como pode ser visto, há uma economia de OPEX considerável.

4. PUE entre as soluções modulares e tradicionais

A figura abaixo nos mostra a diferença entre PUE entre as soluções modulares e tradicionais. Ao comparar o PUE de um data center implantado tradicionalmente com um modular que se escala à medida que a carga é aumentada. No início da vida útil do data center, quando a carga é pequena, uma grande penalidade de eficiência é incorrida devido a baixa utilização em função da totalidade da carga instalada. A modularidade e escalabilidade diminui esse efeito em até 50% da conta de eletricidade em instalações reais. A vantagem econômica, tanto em CAPEX como em OPEX é uma das principais razões pelas quais a indústria está se movendo em direção dos data centers modulares pré-fabricados e escaláveis.

Edgefy: comparação de economia de energia entre data center modular e tradicional

5. Climatização, distribuição de energia, piso elevado

O sistema de climatização dos data centers modulares é mais eficiente, uma vez que utilizam modelos com economizer, e estão acoplados próximos as cargas. O que reduz o custo de energia pois melhora muito a eficiência da distribuição do ar. A distribuição de energia também é mais eficiente em função das UPSs estarem próximas as cargas e os custos do piso elevado podem ser evitados quando a climatização for in row ou in rack e a distribuição de energia e cabos é feita por cima.

6. Pré fabricado

Essa arquitetura padronizada pré-fabricada reduz o CAPEX primeiramente devido ao fato de os componentes serem montados e integrados por um único fornecedor. E em segundo lugar, a montagem em fábrica é menos cara do que a construção in loco que necessita de uma estrutura cara de gestão para cuidar dos múltiplos fornecedores no campo. Além disso, o tempo gasto na calibração dos controles do sistema de resfriamento através da integração de ventiladores, bombas, circuitos, chillers, torres de resfriamento e outros, é drasticamente reduzido quando módulos padrão são implantados.

7. Áreas menores

Edifícios tradicionais são projetados tendo os humanos em mente. Por essa razão, salas elétricas e/ou mecânicas dentro de um edifício podem ser especificadas para consumir de 4 a 5 vezes o espaço de piso para atender aos requisitos do código local, em comparação com a solução modular que é projetado para interação humana infrequente. Esse espaço extra então exige mais energia e mais água para resfriar, aquecer e ventilar o espaço. A natureza compacta da solução modular pré-engenheirada e pré-fabricada significa que mais equipamentos é compactado em um “invólucro”, resultando em uma eficiência maior quando se pensa em footprint. Com um custo típico de $1076 a $1614 por metro quadrado, isso resulta em economias significativas. A área confinada dentro da solução modular também permite que a operação seja mais rigidamente controlada, pois a influência de outros sistemas (como sistemas de conforto do edifício) é inexistente. Isso ajuda a evitar o resfriamento excessivo. Além disso, os módulos de instalações pré-fabricados são isentos de cargas “parasitárias”, como áreas de escritório ou iluminação compartilhada.

8. Controles de resfriamento padrão e integrados

Os controles de resfriamento impactam a efetividade da planta de resfriamento e a operação em modo economizer. Um projeto com controles integrados padrão torna a operação da planta de resfriamento mais previsível e confiável. Os componentes de resfriamento tradicionais geralmente são dimensionados maiores para levar em conta a incerteza de desempenho resultante de sistemas únicos com controles personalizados.

Os designs tradicionais quase sempre incorporam intencionalmente capacidade excedente de carga, pois a expansão da capacidade de energia é extremamente difícil e cara em um data center em produção. Isso muitas vezes resulta em uma abordagem excessivamente conservadora no planejamento de capacidade, o que resulta em maiores custos de capital iniciais e um data center cronicamente ineficiente.

Data centers modulares pré-fabricados, por outro lado, eliminam essa tendência de superdimensionamento desnecessário, pois sua arquitetura modular e padronizada torna muito mais fácil adicionar ou reduzir capacidade para atender à demanda dinâmica e real. Isso, em conjunto com tecnologias de energia e resfriamento integradas e eficientes, resulta em economias de TCO de aproximadamente 30% em comparação com data center tradicionais.

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