Metodologia

Fórmulas

• PUE = Energia total da instalação ÷ Energia dos equipamentos de TI (ISO/IEC 30134-2 / The Green Grid)
• DCiE = 1 ÷ PUE — métrica legada, descontinuada pelo The Green Grid; exibimos apenas por familiaridade histórica
• Energia anual (kWh) = potência média (kW) × 8.760 h
• Custo anual = energia anual × tarifa efetiva, onde tarifa efetiva = tarifa base + adicional de bandeira ÷ 100
• CUE = fator de emissão do grid (kgCO2e/kWh) × PUE — método indireto do The Green Grid (ISO/IEC 30134-8); com inventário próprio, CUE = emissões totais ÷ kWh de TI
• WUE = litros de água anuais ÷ kWh de TI anuais (ISO/IEC 30134-9)
• Economia: Δpotência = TI × (PUE atual − PUE alvo), projetada linearmente em 1/5/10 anos

Benchmarks de referência (por que não usamos a régua de 2010)

As calculadoras clássicas do mercado ainda classificam PUE 2,0 como "médio" — uma régua de ~2010. A média global caiu para 1,54 (Uptime Institute, 2025) e os hyperscalers operam entre 1,08 e 1,15. Comparar-se com a régua antiga infla artificialmente a sensação de eficiência.

Normas e regulação

• ISO/IEC 30134 — família de KPIs de data center: PUE (parte 2), ITEEsv (4), ITEUsv (5), ERF (6), CER (7), CUE (8), WUE (9). Equivalente europeu: EN 50600-4.
• The Green Grid — criador do PUE/DCiE; white papers seguem sendo a referência de metodologia de medição (níveis L1/L2/L3).
• ASHRAE 90.4-2025 — requisitos mínimos de eficiência para projeto e operação; escopo ampliado para GEE e água.
• UE — Diretiva de Eficiência Energética (EED), Art. 12 — reporting anual obrigatório para data centers com TI instalada ≥ 500 kW: PUE, WUE, ERF, REF (Delegated Regulation (EU) 2024/1364).
• Alemanha — EnEfG — PUE ≤ 1,2 para data centers novos a partir de 07/2026; existentes: ≤ 1,5 (07/2027) e ≤ 1,3 (07/2030).
• Brasil — ReData/PNDC — regime especial de tributação para data centers condicionado a energia renovável e investimento em P&D&I nacional.

Dados brasileiros

• Tarifas: presets por distribuidora vêm do ranking público de tarifas da ANEEL (tarifa convencional, sem impostos, jan/2025) — são ponto de partida didático. A tarifa real de um data center (Grupo A, TE + TUSD, impostos ou mercado livre) deve ser informada manualmente a partir da fatura.
• Bandeiras tarifárias: adicional por 100 kWh conforme ANEEL (2025/2026): verde R$ 0 · amarela R$ 1,885 · vermelha P1 R$ 4,46 · vermelha P2 R$ 7,87.
• Fator de emissão: fator médio anual do SIN publicado pelo MCTI/SIRENE — 0,0385 tCO2/MWh em 2023, o menor em 12 anos. Usado para CO2e e CUE estimado. O grid brasileiro (~80% renovável) é um diferencial competitivo real dos data centers locais. Nota: a partir de 2025 o MCTI mudou a metodologia de cálculo (inclusão de renováveis na base), então séries não são diretamente comparáveis.
• Equivalências: residências (consumo médio 179,1 kWh/mês — EPE, Anuário 2025) e árvores nativas (faixa 7–10 kg CO2/ano — SOS Mata Atlântica/ESALQ-USP). Não usamos equivalência em "carros" porque não há fator oficial brasileiro consolidado.
• Contraste internacional: tarifa média comercial dos EUA em abr/2026: 13,51 ¢/kWh (EIA) — as calculadoras clássicas ainda usam a tabela DOE/EIA de 2010.

Calculadora de Virtualização — modelo e níveis de evidência

Reconstrução educacional do Virtualization Energy Savings Calculator da Schneider Electric (TradeOff Tool, descontinuado), a ferramenta historicamente usada na disciplina. Diferente do original, aqui cada bloco do modelo declara o seu nível de evidência — porque nem tudo tem a mesma confiabilidade:

• Paradoxo do PUE: as perdas fixas escalam com a capacidade instalada, não com a carga. Consolidar TI sem right-sizing reduz o denominador do PUE e o piora — a ferramenta reproduz esse comportamento de propósito.
• Limitação do curve fit: o expoente 0.38837 foi derivado de benchmarks de ~2010-13 (SPECpower, Google, Sine Nomine), era de servidores ineficientes em idle. Hardware moderno é mais proporcional à carga — a economia real de consolidação tende a ser menor que a estimada.
• Arquiteturas disponíveis: N energia, N climatização (água gelada) · N+1 energia, N+1 climatização (água gelada) · 2N energia, N+1 climatização (água gelada) · N energia, N climatização (expansão direta).
• Validação contra curvas medidas (LBNL/DOE): a curva média de UPS moderno de dupla conversão do Electrical Power Chain Tool v2.1 (Table F: 12 pontos, modelos 2014–2017 com spec guides citados) equivale a perdas de 0.58% fixas + 2.91% × carga. A cadeia elétrica melhorada do nosso modelo fica acima dela (inclui PDU, transformador e distribuição) e abaixo da cadeia legada, em toda a faixa de operação — este sanity bound roda na suíte de testes da engine.
• Validação cruzada com o DC Pro (LBNL/DOE): 5 cenários rodados no PUE Estimator oficial e comparados com este modelo. Em carga plena, desvio de +4% a +19% com viés conservador sistemático — esperado: o DC Pro assume operação conforme projeto, enquanto este modelo é calibrado num site degradado e penaliza oversizing (perdas fixas × capacidade instalada — o mecanismo do paradoxo do PUE). Direção e ordem dos cenários coincidem nas duas ferramentas.
• Validação empírica (CoC/JRC + CoE/DOE): o modelo foi confrontado com PUE medido de 311 instalações reportadas publicamente — as 289 do EU Code of Conduct (JRC, 2009–2016: média 1,80; sem free cooling 1,81) e as 22 do benchmarking LBNL/DOE (média 1,86; faixa 1,33–3,03). O envelope de previsão da engine (1,50–2,56, conforme arquitetura, melhorias e load factor) cobre as estatísticas centrais reportadas, com desvio de média ≤ +4%; sites abaixo de ~1,4 usam free cooling/economizador, que o modelo deliberadamente não cobre.
• Roadmap: refresh com os dados de reporting obrigatório da EED (ciclos 2024+) quando o JRC publicar o consolidado; re-baseline completo com as curvas LBNL como base ficaria para uma versão major (mudaria o caso de referência didático).

Modelador de PUE de Projeto — réplica transpilada e validada

O Modelador reconstrói a Data Center Efficiency and PUE Calculator (Schneider Electric TradeOff Tool) por um caminho diferente das demais ferramentas: a planilha interna do dashboard original (10 abas, ~1.750 células) foi transpilada célula a célula para código executável — com fórmulas e coeficientes idênticos.

• Validação: no cenário default, a réplica produz PUE 2,1759 @50% de carga — a ferramenta viva exibe "2.18" e custo anual "$1,140,000" (validado em 2026-08-17); a alocação de energia coincide (Power 11,3% · Cooling 40,4% · IT 46,0% · Other 2,4%).
• Validação massiva auditada: réplica confrontada com a ferramenta original em 610 pontos de comparação (122 cenários determinísticos — cantos fatoriais + amostra aleatória sobre todos os eixos — × 5 níveis de carga), com correspondência exata em 100% dos pontos (tolerância 10⁻⁶ relativa), sob protocolo auditado por dois revisores de IA independentes (veredito: aprovado). Protocolo, amostra e observações completas em docs/research/2026-08-17-pue-calculator/goal-loop/.
• Modelo: perdas por subsistema em três componentes — fixa (× capacidade instalada), proporcional (× carga) e quadrática (× carga²) — conforme APC/SE White Paper 113; a tabela completa de coeficientes está exposta na própria ferramenta ("Assumptions").
• Curva PUE × carga: 101 pontos (0–100%), evidenciando o efeito do oversizing em carga parcial — consistente com o paradoxo do PUE da Calculadora de Virtualização.
• Diferenças declaradas vs. o original: UI moderna (sem Flash/Xcelsius), múltiplos cenários comparáveis, moeda R$/US$ e coeficientes expostos — o motor de cálculo é o mesmo.
• Fontes: dashboard público da SE (captura 2026-08-17, docs/research/2026-08-17-pue-calculator/), White Papers 113/154/158, DC Pro Calculation Reference Manual (LBNL/DOE).

Planejador de Espaço e Densidade — método do White Paper #155

Implementação aberta do método de especificação de espaço e densidade da Schneider Electric (White Paper #155 — Calculating Space and Power Density Requirements for Data Centers, N. Rasmussen), com as mesmas fórmulas das planilhas de especificação de sala e de instalação que acompanham o método — reproduzidas linha a linha e cobertas por testes automatizados contra os cenários de referência.

• Princípio: especificar densidade como um único W/m² é ambíguo (não diz se é pico ou média, nem em que nível se aplica) e é causa clássica de capacidade encalhada (stranded capacity). O método troca isso por 5 parâmetros por nível: nº de unidades, potência média-alvo, pico, incerteza e relação de potência gerenciada.
• Hierarquia: gabinete → pod → sala → instalação. Cada nível reserva espaço em unidades do inferior (área = unidades × área/unidade + extra), e a densidade sai como resultado: W/m² = 1000 × potência nominal ÷ área total.
• Incerteza: a reserva sugerida — nominal × (área/unidade ÷ potência média) × u ÷ (1 − u) — dimensiona o espaço extra para absorver o desvio de densidade com ~80% de confiança; nos níveis superiores propaga-se a sugestão não coberta abaixo.
• Cenários de referência: sala de 12 gabinetes × 4 kW → 39,7 m² e 1.209 W/m²; instalação de 4 salas × 8 pods × 10 gabinetes × 5 kW → 1.986 m², 806 W/m² na instalação, 1.232 W/m² na sala e 2.049 W/m² no pod — a mesma instalação mede três densidades diferentes conforme o nível, a prova de que o "W/m² solto" engana.
• Complemento de layout: as recomendações de arranjo físico (fileiras quente/fria, pitch de 7 placas, efeito de colunas e formato da sala) vêm do APC White Paper #144 (Data Center Projects: Establishing a Floor Plan) e são tratadas como material didático — a ferramenta calcula o balanço de área, não o desenho da planta.

Pré-Diagnóstico de Maturidade Operacional — base no WP #197

Auto-avaliação rápida construída sobre o Facility Operations Maturity Model (FOMM) do White Paper #197 da Schneider Electric (Schafer & Donovan): 7 disciplinas, 26 elementos e escala de maturidade 1–5 herdada do modelo CMM do IT Governance Institute.

• 18 perguntas, 2–3 por disciplina, derivadas dos elementos publicados do WP #197 e dos elementos essenciais do WP #196 — cada resposta usa os 5 níveis oficiais (ad hoc → otimizado).
• Fidelidade declarada: o WP #197 não define fórmula de índice único nem pesos entre disciplinas. O "nível geral" exibido é média simples — convenção desta ferramenta, sinalizada na própria tela. O resultado é um perfil, nunca um selo.
• Limites: auto-declarado e sem validação de evidências; não emite certificação nem substitui a avaliação por terceiro independente que o próprio paper recomenda (na entrada em operação e anualmente).
• Referências cruzadas: Uptime Institute M&O / Operational Sustainability (staffing e manutenção), EPI DCOS (níveis de maturidade ISO/IEC 33004) — usadas como contexto, não copiadas.