Minería de Bitcoin en México: infraestructura eléctrica, CFE, energías renovables, BESS y centros de datos

El descubrimiento de instalaciones clandestinas relacionadas con minería de Bitcoin en México, particularmente en la Sierra Norte de Puebla, puso sobre la mesa una pregunta mucho más interesante que el propio caso policial:

¿Qué infraestructura eléctrica necesita realmente una operación de minería de Bitcoin y cómo podría desarrollarse legalmente en México?

Una granja con cientos de equipos de minería funcionando las 24 horas puede demandar más de 1 MW de potencia eléctrica continua.

A esa escala ya no estamos hablando simplemente de computadoras conectadas a la red.

Estamos hablando de una instalación que eléctricamente comienza a comportarse como un centro de datos de alta densidad, requiriendo potencialmente:

• alimentación en media tensión;
• subestaciones eléctricas;
• transformadores;
• seccionadores;
• protecciones;
• medición;
• monitoreo de calidad de energía;
• sistemas de comunicaciones;
• SCADA;
• refrigeración;
• generación distribuida o autoconsumo;
• almacenamiento de energía BESS;
• sistemas de gestión energética.

Esto convierte a la minería de Bitcoin en un extraordinario caso de estudio sobre la nueva relación entre electricidad, centros de datos, energías renovables y cargas digitales flexibles.

En iTepeyac suministramos e integramos soluciones de media tensión, medición, protección, automatización y comunicaciones aplicables a infraestructura eléctrica crítica, centros de datos, generación, almacenamiento y grandes Centros de Carga.

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El caso Puebla-Necaxa: el problema no son solamente las computadoras

Los casos descubiertos en la Sierra Norte de Puebla permiten visualizar la magnitud que puede alcanzar una instalación dedicada a minería de criptomonedas.

Cuando cientos de procesadores especializados trabajan simultáneamente, su consumo puede superar fácilmente varios cientos de kilowatts.

Con equipos modernos, una instalación de aproximadamente 300 ASIC podría acercarse a:

1 MW exclusivamente en procesamiento.

Cuando agregamos:

• refrigeración;
• ventilación;
• bombeo;
• comunicaciones;
• iluminación;
• seguridad;
• pérdidas eléctricas;
• infraestructura auxiliar,

podemos encontrarnos ante una instalación de 1.1 a 1.3 MW o incluso superior.

Desde la perspectiva eléctrica, estamos frente a un Centro de Carga industrial.

Y eso cambia completamente el problema.

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¿Cuánta electricidad consume una granja de Bitcoin?

Bitcoin utiliza actualmente equipos especializados denominados ASIC —Application-Specific Integrated Circuit—, diseñados específicamente para realizar las operaciones SHA-256 utilizadas por la red Bitcoin.

Dependiendo del modelo, un ASIC moderno puede consumir aproximadamente entre 3 y 6 kW.

Tomemos únicamente como ejercicio conceptual:

300 ASIC × 3.6 kW = 1,080 kW

Tenemos:

1.08 MW solamente en procesamiento.

Si la instalación completa demanda aproximadamente:

1.2 MW

y funciona permanentemente:

1.2 MW × 24 horas = 28.8 MWh diarios

En un mes:

≈864 MWh

Y anualmente:

≈10.5 GWh.

Por ello, la minería industrial de Bitcoin puede entenderse fundamentalmente como un negocio de:

energía + infraestructura + cómputo.

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¿Cómo sería la infraestructura eléctrica de una granja de Bitcoin?

Una arquitectura conceptual podría comenzar así:

Red CFE / generación propia

↓

Seccionamiento y protección en media tensión

↓

Medición

↓

Subestación eléctrica

↓

Transformadores MT/BT

↓

Tableros

↓

Distribución eléctrica

↓

ASIC / infraestructura informática

Pero paralelamente necesitamos otra cadena:

TC/TP → medidores → sensores → calidad de energía → comunicaciones → SCADA/EMS → servidores/nube → analítica

Es precisamente en esta infraestructura donde las soluciones de iTepeyac para infraestructura eléctrica crítica pueden integrarse desde la recepción de energía hasta su medición, automatización y monitoreo.

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1. Alimentación en media tensión

Una instalación que demande cientos de kilowatts o varios megawatts puede requerir suministro en media tensión, dependiendo de las condiciones específicas del proyecto y de la infraestructura disponible.

Podrían encontrarse sistemas como:

• 13.2/13.8 kV;
• 23 kV;
• 34.5 kV.

La selección depende de factores como:

• ubicación;
• disponibilidad de red;
• demanda;
• configuración eléctrica;
• condiciones de CFE;
• crecimiento proyectado;
• requerimientos de continuidad.

En una instalación digital, la arquitectura eléctrica debe diseñarse pensando no solamente en la capacidad actual sino en el posible crecimiento futuro.

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2. Seccionadores de media tensión para centros de datos y minería

El seccionador de media tensión permite maniobrar y aislar diferentes segmentos de la red.

iTepeyac suministra soluciones en:

• 15 kV;
• 27 kV;
• 35/38 kV;
• aislamiento sólido;
• aislamiento en gas;
• pedestal;
• sumergible;
• operación manual;
• telecontrol;
• transferencia automática.

Una instalación de procesamiento digital puede beneficiarse especialmente de arquitecturas donde diferentes bloques puedan aislarse sin detener necesariamente toda la operación.

Por ejemplo:

Alimentador A → bloque ASIC A

Alimentador B → bloque ASIC B

Alimentador C → refrigeración

La automatización puede llevarse todavía más lejos mediante un seccionador telecontrolado integrado a SCADA.

Esto permite que una infraestructura crítica evolucione desde una distribución pasiva hacia una red eléctrica automatizada.

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3. Protección eléctrica mediante restauradores

Dependiendo de la arquitectura, estudios y características del proyecto, también pueden utilizarse restauradores e interruptores para protección de la red.

Los restauradores permiten detectar fallas, interrumpirlas y ejecutar estrategias automáticas de recierre.

En una instalación digital, la protección adquiere especial importancia porque una perturbación eléctrica puede afectar simultáneamente cientos o miles de equipos.

Por ello deben coordinarse:

protecciones → transformadores → alimentadores → cargas → generación → BESS

como un sistema completo.

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4. La subestación eléctrica: corazón de una instalación de alta densidad

Cuando recibimos energía en media tensión necesitamos transformarla, protegerla y distribuirla.

Una instalación cercana a 1 MW puede requerir una verdadera subestación eléctrica industrial.

Para comprender las diferentes arquitecturas puede consultarse la guía de iTepeyac sobre tipos de subestación eléctrica.

Para proyectos industriales también pueden utilizarse subestaciones compactas de media tensión o subestaciones compactas con diseño modular.

La modularidad resulta particularmente interesante para centros de cómputo porque permite crecer por etapas.

Por ejemplo:

250 kW → 500 kW → 750 kW → 1 MW → 2 MW

sin necesariamente replantear desde cero toda la instalación, siempre que la ingeniería original haya considerado esa expansión.

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5. Transformadores para minería y centros de datos

El transformador reduce la tensión disponible en la red hacia los niveles requeridos por los equipos.

Pero una instalación de 1.2 MW no debería diseñarse simplemente buscando un transformador cuya placa indique aproximadamente esa capacidad.

Deben analizarse:

• demanda máxima;
• factor de potencia;
• temperatura;
• altitud;
• armónicos;
• pérdidas;
• eficiencia;
• redundancia;
• crecimiento;
• mantenimiento.

Una arquitectura podría considerar un transformador de aproximadamente 1,500 kVA.

Pero una infraestructura crítica podría estudiar alternativas como:

2 × 750 kVA

o

2 × 1,000 kVA

dependiendo de los criterios de redundancia y expansión.

Para comprender mejor esta parte puede consultarse la guía de transformadores tipo subestación de iTepeyac.

La redundancia eléctrica es una de las principales diferencias entre simplemente “tener suficiente potencia” y diseñar verdadera infraestructura crítica.

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6. Medición: conocer cuánto cuesta realmente cada unidad de cómputo

Una operación de minería no debería limitarse a conocer los kWh indicados en su factura.

Necesita conocer continuamente:

• kW;
• kWh;
• kVA;
• kvar;
• factor de potencia;
• corriente;
• tensión;
• demanda máxima;
• frecuencia;
• armónicos;
• perturbaciones;
• consumo por transformador;
• consumo por bloque;
• eficiencia energética.

El objetivo final debería ser relacionar:

energía consumida ↔ procesamiento obtenido.

Esto convierte la medición eléctrica en información financiera.

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7. TC, TP y transformadores de instrumento

En media tensión la medición y protección requieren transformadores de instrumento.

Los transformadores de corriente —TC— y transformadores de potencial —TP— permiten llevar las magnitudes eléctricas hacia niveles adecuados para:

• medidores;
• relevadores;
• analizadores;
• sistemas de protección;
• SCADA.

La arquitectura podría convertirse en:

TC/TP

↓

medición

↓

SCADA

↓

base de datos

↓

Energy Management System

↓

decisión operacional

De esta manera la instalación deja de ser simplemente una red eléctrica y se convierte en una infraestructura energética digitalizada.

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8. Calidad de energía en minería de Bitcoin y centros de datos

Cientos de fuentes electrónicas conectadas simultáneamente hacen especialmente importante estudiar la calidad de energía.

Entre los fenómenos que deben analizarse se encuentran:

• armónicos;
• transitorios;
• desbalance;
• factor de potencia;
• variaciones de tensión;
• eventos eléctricos;
• calentamiento;
• perturbaciones.

iTepeyac ofrece analizadores de calidad de energía Clase A y Clase C para identificar armónicos, transitorios, desequilibrios y otros fenómenos que pueden afectar instalaciones industriales.

En una granja de minería o centro de datos, el monitoreo permanente permite pasar de:

mantenimiento reactivo

a:

mantenimiento predictivo y gestión energética.

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9. SCADA y telecomunicaciones

Una infraestructura eléctrica crítica moderna necesita comunicaciones.

iTepeyac cuenta con soluciones de comunicación SCADA para equipos eléctricos críticos que permiten integrar:

• seccionadores;
• restauradores;
• subestaciones;
• sistemas de medición;
• relevadores;
• sensores.

Las comunicaciones pueden utilizar:

• radio;
• fibra óptica;
• Ethernet;
• redes industriales;
• infraestructura celular.

También puede consultarse nuestra información sobre comunicaciones, medición eléctrica e infraestructura crítica.

Esto resulta particularmente importante para instalaciones alejadas de centros urbanos.

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¿Qué tarifa CFE utilizaría una granja de Bitcoin?

Una pregunta recurrente es:

¿Cuál es la mejor tarifa CFE para minar Bitcoin?

Sin embargo, la tarifa no se elige simplemente porque resulte más barata.

Para grandes demandas suministradas en media tensión debe estudiarse la categoría tarifaria correspondiente.

La tarifa GDMTH —Gran Demanda en Media Tensión Horaria— corresponde a suministros en media tensión con demanda igual o superior a 100 kW bajo las condiciones establecidas.

La característica particularmente interesante de GDMTH es la existencia de diferentes periodos horarios.

Esto tiene enormes implicaciones para Bitcoin.

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Bitcoin como carga flexible

Una fábrica no puede necesariamente detener una línea completa cada vez que aumenta el costo marginal de electricidad.

Una computadora sí.

Un ASIC también.

Por ello podría existir una estrategia donde:

energía económica → máxima minería

energía intermedia → operación optimizada

energía costosa → reducción de carga

Esto convierte a Bitcoin en una carga eléctrica flexible.

Y aquí empieza la verdadera oportunidad energética.

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Minería de Bitcoin + almacenamiento de energía BESS

Los sistemas de almacenamiento de energía mediante baterías BESS permiten desacoplar parcialmente el momento en que la energía se genera del momento en que se consume.

Un BESS puede utilizarse para:

• almacenar excedentes;
• peak shaving;
• desplazamiento de demanda;
• respaldo;
• administración de energía;
• integración renovable;
• soporte a microredes.

La arquitectura podría ser:

CFE + Solar + BESS

↓

EMS

↓

Centro de Carga

↓

ASIC / centro de datos

Pero existe una diferencia importante.

No necesariamente necesitamos almacenar toda la energía renovable.

Bitcoin puede absorber directamente parte de los excedentes.

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Solar + BESS + carga digital flexible

Imaginemos una instalación con generación fotovoltaica.

Durante periodos de alta generación:

Solar → Centro de Carga

Simultáneamente:

Solar → BESS

Cuando el BESS alcanza determinado nivel:

excedente → ASIC adicionales

Cuando disminuye la generación:

ASIC secundarios OFF

Cuando aumenta el precio eléctrico:

BESS → cargas prioritarias

Esto significa que los ASIC pueden funcionar como una especie de válvula digital de demanda.

El objetivo no es obligatoriamente mantener todas las máquinas funcionando permanentemente.

El objetivo es utilizar la energía donde genere mayor valor.

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Cogeneración + minería de Bitcoin

La cogeneración abre otra posibilidad.

Una instalación agroindustrial podría producir energía utilizando:

• biogás;
• biomasa;
• gas;
• residuos orgánicos.

La generación produce electricidad y calor.

La electricidad puede abastecer:

proceso productivo + servicios + centro de cómputo.

Mientras que el calor puede utilizarse para:

• secado agrícola;
• calentamiento;
• invernaderos;
• procesos alimentarios;
• deshidratación.

La minería puede convertirse entonces en consumidor de energía que de otra forma estaría subutilizada.

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Minihidráulica + centros de datos rurales

La energía hidroeléctrica presenta otra característica interesante: cuando existe suficiente recurso hidráulico puede producir durante periodos mucho más prolongados que una planta fotovoltaica.

En algunas zonas rurales puede existir recurso energético pero poca demanda local.

Tradicionalmente pensamos:

llevar electricidad hasta el consumidor.

Las cargas digitales permiten considerar:

llevar el consumidor hasta la electricidad.

Una pequeña central hidroeléctrica podría alimentar:

comunidad

↓

servicios públicos

↓

actividad productiva

↓

BESS

↓

carga digital flexible

El producto final del centro de cómputo no necesita salir por carretera.

Sale por Internet.

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Microredes rurales y minería sustentable

Por ello, un proyecto sustentable no debería diseñarse como:

“una comunidad produciendo electricidad para Bitcoin”.

Existe una idea mucho más poderosa:

una microred rural donde Bitcoin es una carga flexible de último recurso.

El orden de prioridad podría ser:

1. Viviendas

2. Clínica

3. Escuela

4. Bombeo y agua

5. Telecomunicaciones

6. Actividades productivas

7. BESS

8. Centro de cómputo flexible

Cuando sobra energía:

ASIC ON

Cuando aumenta la demanda comunitaria:

ASIC OFF

Cuando cae la generación renovable:

ASIC OFF

Cuando existe excedente:

ASIC ON

Así, la demanda comienza a seguir a la generación.

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¿Cuánto Internet necesita una granja de Bitcoin?

Existe una paradoja interesante:

Bitcoin requiere enormes cantidades de electricidad pero relativamente poco ancho de banda comparado con otros centros de datos.

El procesamiento SHA-256 ocurre localmente.

Por ello, en instalaciones rurales resulta más importante:

• estabilidad;
• redundancia;
• disponibilidad;
• latencia razonable,

que disponer de enormes capacidades de transmisión.

Una arquitectura podría utilizar:

fibra óptica

4G/5G

satélite

como sistemas redundantes.

La infraestructura eléctrica y la infraestructura de comunicaciones pasan entonces a formar un único sistema crítico.

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Marco regulatorio: Generación Distribuida y autoconsumo en México

La nueva legislación eléctrica mexicana introduce una frontera particularmente importante:

Menos de 0.7 MW

La Generación Distribuida corresponde a centrales con capacidad inferior a 0.7 MW, bajo las condiciones establecidas por la regulación aplicable.

0.7 MW o más

A partir de esta capacidad entra en consideración el régimen de autoconsumo.

El autoconsumo puede ser:

• aislado;
• interconectado.

Para proyectos de autoconsumo interconectado entre 0.7 y 20 MW existe un procedimiento simplificado bajo las disposiciones correspondientes.

Esto significa que 700 kW es una frontera regulatoria que debe considerarse desde la etapa de diseño.

No significa que un proyecto deba diseñarse artificialmente en 699 kW.

Significa que cruzar 0.7 MW modifica el marco que debe analizarse.

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Centro de Carga + Central Eléctrica + BESS

Una instalación moderna puede tener simultáneamente tres elementos diferentes.

Centro de Carga

Consume electricidad.

Central Eléctrica

Produce electricidad.

Sistema de Almacenamiento de Energía Eléctrica

Almacena y posteriormente entrega energía.

Por ello podemos tener:

CFE

Solar / hidro / cogeneración

BESS

↓

Centro de datos

Esta combinación requiere estudiar correctamente:

• conexión;
• interconexión;
• medición;
• protecciones;
• control;
• regulación;
• operación.

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Código de Red y grandes Centros de Carga

Conforme aumenta el tamaño del proyecto también aumenta la importancia del comportamiento eléctrico del Centro de Carga.

Entre los parámetros que deben vigilarse se encuentran:

• factor de potencia;
• armónicos;
• tensión;
• frecuencia;
• desbalance;
• respuesta ante perturbaciones;
• protecciones;
• comunicaciones.

Por eso las soluciones de medición y calidad de energía no deben considerarse accesorios.

Son parte de la infraestructura.

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La gran oportunidad: Bitcoin es sólo el comienzo

Aquí aparece una oportunidad mucho mayor que la propia minería de Bitcoin.

Prácticamente toda la infraestructura que acabamos de describir puede utilizarse para:

• centros de datos;
• inteligencia artificial;
• HPC;
• cloud computing;
• edge computing;
• procesamiento científico;
• telecomunicaciones;
• cargas digitales de alta densidad.

Todos ellos requieren, en diferentes grados:

energía confiable

↓

media tensión

↓

subestaciones

↓

transformadores

↓

protecciones

↓

medición

↓

calidad de energía

↓

automatización

↓

comunicaciones

↓

almacenamiento

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Infraestructura eléctrica para data centers en México

El crecimiento de la inteligencia artificial está convirtiendo a la electricidad en uno de los factores fundamentales para determinar dónde pueden desarrollarse nuevos centros de datos.

La discusión deja de ser solamente:

¿Dónde existe fibra óptica?

y empieza a incluir:

¿Dónde existe capacidad eléctrica?

¿Existe media tensión disponible?

¿Qué capacidad tiene la subestación?

¿Puede existir redundancia?

¿Puede incorporarse BESS?

¿Existe generación local?

¿Cómo se monitoriza la calidad de energía?

¿Puede automatizarse la red?

Es exactamente el mismo lenguaje que utilizamos para diseñar infraestructura eléctrica industrial.

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Bitcoin, BESS y data centers: tres mercados que comienzan a encontrarse

La convergencia entre:

centros de datos

almacenamiento de energía

generación renovable

Smart Grid

crea una nueva categoría de infraestructura.

Un centro de datos puede dejar de ser simplemente un consumidor pasivo.

Puede convertirse en un Centro de Carga energéticamente administrado.

Mediante BESS, generación local, medición y automatización es posible conocer y administrar:

• cuánto consume;
• cuándo consume;
• cuánto cuesta;
• qué fuente lo alimenta;
• qué cargas son prioritarias;
• qué cargas pueden desconectarse.

Bitcoin representa el caso extremo porque prácticamente toda su carga computacional puede ser interrumpible.

Pero la infraestructura desarrollada alrededor de esta idea tiene aplicaciones mucho más amplias.

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¿Qué puede suministrar iTepeyac para minería, BESS y centros de datos?

iTepeyac puede participar en diferentes niveles de esta infraestructura.

Recepción y distribución de energía

Seccionadores eléctricos de media tensión

Para redes subterráneas, aplicaciones industriales e infraestructura crítica en 15, 27 y 35/38 kV.

Subestaciones

Subestaciones eléctricas compactas

Soluciones modulares para recepción, protección, transformación y distribución.

Diseño modular

Subestaciones compactas de diseño modular

Especialmente interesantes para infraestructura escalable.

Transformación

Transformadores tipo subestación

Para transformar y distribuir la energía hacia diferentes bloques del Centro de Carga.

Automatización

Seccionadores telecontrolados

Permiten integrar maniobra, protección y automatización con sistemas SCADA.

Telecomunicaciones

Comunicación SCADA para equipos eléctricos críticos

Para conectar subestaciones, seccionadores, restauradores, medición y sistemas de control.

Infraestructura crítica

Comunicaciones, medición eléctrica e infraestructura crítica

Integración de medición, comunicaciones, automatización e infraestructura eléctrica.

Almacenamiento

Sistemas de almacenamiento de energía BESS en México

Para integración renovable, administración de energía, respaldo y gestión de demanda.

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De la minería de Bitcoin a la infraestructura energética digital

El caso de Puebla resulta llamativo porque involucra una instalación clandestina y presuntas irregularidades en el suministro eléctrico.

Pero técnicamente nos muestra algo mucho más importante:

la economía digital necesita cantidades crecientes de electricidad.

Bitcoin es solamente uno de los primeros ejemplos.

Detrás vienen:

• inteligencia artificial;
• centros de datos;
• HPC;
• edge computing;
• infraestructura cloud;
• procesamiento industrial.

Y todos necesitarán resolver la misma pregunta:

¿De dónde obtendremos la energía y cómo la distribuiremos de manera confiable?

La respuesta probablemente combinará:

red eléctrica

generación renovable

BESS

subestaciones

automatización

medición

comunicaciones

gestión energética.

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iTepeyac: infraestructura eléctrica para la nueva economía digital

La transformación digital no ocurre únicamente dentro de servidores.

Empieza varios metros antes:

en la acometida eléctrica.

Antes de alimentar un ASIC, un servidor de inteligencia artificial o un rack de centro de datos es necesario recibir, transformar, proteger, medir y distribuir correctamente la energía.

En iTepeyac suministramos e integramos soluciones para infraestructura eléctrica crítica en media tensión:

• seccionadores;
• restauradores;
• transformadores;
• subestaciones;
• tableros;
• medición;
• transformadores de instrumento;
• calidad de energía;
• comunicaciones industriales;
• SCADA;
• automatización;
• integración con sistemas de gestión energética.

Estas tecnologías permiten construir la infraestructura que conecta:

generación → red → almacenamiento → subestación → medición → automatización → Centro de Carga.

Ya sea para una instalación industrial, un proyecto BESS, una microred, un centro de datos o una nueva carga digital de alta densidad, la infraestructura eléctrica seguirá siendo el elemento que hace posible toda la operación.

iTepeyac® — The Smart Grid for the Smart City

Para información técnica y proyectos:

ventas@itepeyac.com