Sacar una foto con el teléfono inteligente. Descargar un podcast. La búsqueda de Google que te llevó a esta publicación del blog.
¿Qué tienen todos ellos en común? Todos terminan en la nube, nuestra biblioteca digital que flota a perpetuidad. La nube nos permite guardar grandes cantidades de datos, pero también requiere grandes edificios físicos que contengan sistemas informáticos y los componentes asociados. El papel de estos centros de datos en el almacenamiento, la gestión y la distribución de datos se ha mantenido En gran parte oscurecido de la vista del público. Mantener esta cámara de información insaciable consume enormes cantidades de energía y agua, produce calor excesivo y libera carbono adicional a la atmósfera. La nube puede ser invisible, pero su impacto en el medio ambiente no lo es. A medida que transmitimos más programas, tomamos más fotografías, enviamos más correos electrónicos y usamos más chatbots, también debemos encontrar más enfoques para la sostenibilidad tecnológica.
A medida que la tecnología se expande, también lo hace la necesidad de centros de datos. La expansión aumentará para manejar los 29.3 mil millones de dispositivos estimados para 2030 [1] y los 175 zettabytes de datos creados y almacenados para 2025 [2]. Para poner este aumento en perspectiva, imaginemos apilar gruesos libros de texto desde la Tierra hasta Plutón y viceversa varias veces. Cada libro representa una pieza de información: un video, una foto, un documento, etc. El enorme volumen de datos llenaría innumerables bibliotecas, extendiéndose más allá de los límites de nuestro planeta hasta el espacio exterior. Estados Unidos contiene una cuarta parte de todos los centros de datos mundiales [2].
¿Cómo afectan los datos en la nube al suministro de agua?
Los centros de datos necesitan mantenerse refrigerados para albergar los miles de ordenadores que contienen todos nuestros datos. Normalmente, el agua es el método preferido para refrigerar estas enormes instalaciones. El consumo total de agua de los centros de datos de Estados Unidos es de 1.700 millones de litros al día, en comparación con el consumo diario general de agua en Estados Unidos de 1,218 billones de litros al día [1]. Según un estudio de Virginia Tech, los centros de datos utilizaron aproximadamente 513 millones de metros cúbicos de agua en 2018. Gran parte de ese uso de agua proviene del uso de electricidad, pero aproximadamente una cuarta parte del uso de agua para enfriamiento directo [10].
Virginia, particularmente Virginia del Norte, alberga el El mercado de centros de datos más grande del mundo Con alrededor de 300 instalaciones, la cifra sigue aumentando. El Financial Times informa que los centros de datos de Virginia consumieron al menos 1.850 millones de galones de agua en 2023, en comparación con los 1.130 millones de galones de 2019. El auge de la IA generativa está impulsando el crecimiento de los centros de datos y una mayor demanda de energía y agua [11]. En Estados Unidos y en todo el mundo, los centros de datos se ubican en regiones con escasez de agua. Esto también se está aplicando a Virginia, ya que las sequías están aumentando y la extracción de agua supera la oferta [12].
En promedio, los métodos tradicionales de refrigeración de los centros de datos consumen 300,000 galones de agua al día. Estos métodos implican el uso de equipos de aire acondicionado convencionales, grandes sistemas de ventilación y ventiladores más pequeños dentro de los equipos para absorber aire más frío y expulsar el aire caliente [4]. Además de su elevado consumo de agua y la contaminación química causada por los serpentines del aire acondicionado, estos métodos son los menos eficientes energéticamente y aumentan los costos operativos, lo que pone de manifiesto la necesidad de alternativas más sostenibles y eficientes [4].
Los centros de datos pueden utilizar métodos de refrigeración líquida o seca. Los métodos secos, o de refrigeración por aire, conllevan un mayor consumo de energía, un menor rendimiento y mayores costes operativos. Por lo tanto, la industria de los centros de datos está adoptando métodos de refrigeración líquida, según el "Informe sobre el Estado del Centro de Datos" de la Asociación para la Gestión de Operaciones Informáticas [5]. La refrigeración líquida puede ser evaporativa o directa por agua, que recicla circuitos de agua caliente para refrigerar los sistemas del centro de datos. Los sistemas pueden utilizar agua potable o no potable para absorber y disipar el calor. En comparación con la refrigeración seca, los métodos líquidos consiguen un mejor control de la temperatura y un menor consumo de energía [6]; sin embargo, la refrigeración evaporativa, en particular, utiliza... Millones de galones de agua cada año [4]. En 2019, 571 TP70T del agua utilizada directa e indirectamente para refrigeración provino de agua potable [1]. El consumo de agua potable de los centros de datos del condado de Loudoun aumentó en 2501 TP70T en los últimos 4 años, alcanzando un total de 899 millones de galones en 2023. Las expectativas de desarrollo de centros de datos en otras partes del estado también están generando solicitudes adicionales de extracción de agua superficial. [14] El método de utilizar fuentes de agua no potable para refrigeración ayudaría a conservar agua potable y reduciría el consumo general de agua en grandes centros de datos.
Los centros de datos suelen ubicarse cerca de cuerpos de agua para abastecerse de agua, y más del 10% de cuencas hidrográficas en todo el país ya son cuencas o subcuencas con estrés hídrico [8]. Más del 40% de la huella de escasez hídrica se atribuye al consumo directo de agua de los centros de datos [2]. Sin embargo, solo una cuarta parte del volumen total de agua que utilizan los centros de datos proviene del uso de agua in situ. Esto indica que el consumo directo de agua de los centros de datos (que ocurre cerca de su ubicación) se inclina hacia las cuencas con estrés hídrico, en comparación con su consumo indirecto.. Las recientes condiciones de sequía aquí en la región de Chesapeake han puesto de relieve un problema creciente de una demanda cada vez mayor de un suministro de agua cada vez más estresado [13].
Además del agua utilizada directamente para la refrigeración, el agua también se utiliza indirectamente para generar la electricidad necesaria para alimentar el propio centro de datos o para las instalaciones de tratamiento de aguas residuales que lo abastecen. Por ejemplo, puede tardar hasta 11,86 galones de agua Producir tan solo un kilovatio hora (kWh) de energía mediante el uso de combustibles fósiles [2]. ¡Es suficiente agua para llenar una bañera hasta la mitad! El Informe sobre el estado del centro de datos de 2024 afirma que más del 73% de los centros de datos planean utilizar energía renovable, en particular solar (59%) y eólica (28%).[5]Las fuentes de energía renovables ayudarían a disminuir el uso indirecto de agua.
Aunque se sabe que los centros de datos utilizan mucha agua, existen muchas lagunas en los datos y la información disponibles actualmente. Esto se debe en parte a que el uso de agua en los centros de datos no está tan bien estudiado como el uso de energía. No siempre se exige a los centros de datos que documenten su consumo directo de agua [7]. Menos de un tercio de los centros de datos miden su consumo de agua. Y entre los que lo hacen, se sugiere que el consumo de agua en los centros de datos es mayor que lo que se informa [7]. Claramente, bSe necesitan mejores estimaciones y modelos de consumo de agua, especialmente para rastrear el uso del agua en diferentes regiones de EE. UU. que varían en niveles de humedad, irrigación y abundancia de cuencas hidrográficas. [7].
Hacer que la industria rinda cuentas
El big data es una industria multimillonaria, pero estas instalaciones no pagan por el impacto que tienen en nuestras cuencas hidrográficas, ni las leyes son suficientes para obligarlas a reducirlo. También hay numerosos problemas con los procesos de concesión de permisos locales que otorgan a estas instalaciones el derecho a utilizar nuestras aguas y permiten a las comunidades responder a los nuevos proyectos de desarrollo propuestos. Existe una gran necesidad de realizar más estudios para cuantificar el impacto de estas instalaciones, antes de que se construyan, así como de monitorear los impactos actuales en nuestras aguas.
En el Virginia, la Comisión Conjunta de Auditoría y Revisión Legislativa (JLARC) aprobó una resolución en diciembre de 2023 para estudiar los centros de datos y comprender mejor sus amplios impactos. Sin embargo, ya sabemos que la revisión local de los desarrollos de centros de datos es insuficiente para evaluar los impactos generalizados en la red eléctrica, los usuarios de las tarifas eléctricas, los recursos hídricos, los parques, la calidad del aire y las emisiones [14]. Mientras tanto, el Maryland está comenzando a adaptarse al crecimiento explosivo de los centros de datos en el Virginia. Un importante proyecto de centro de datos, el primero en el Maryland, ya está en marcha en el condado de Frederick. En el Maryland, se ha creado un nuevo grupo de interesados en centros de datos para debatir temas relacionados con el sector. El senador Ben Cardin afirmó que se requiere un nuevo proceso "para abordar los impactos acumulativos a corto y largo plazo de cada centro de datos adicional en el uso del suelo, el consumo de energía y agua, y el impacto en los objetivos climáticos y de eficiencia energética del Maryland [9]".
Los Waterkeeper de la región de Chesapeake están trabajando con comunidades, investigadores y socios sin fines de lucro para instar a los legisladores locales y estatales a no permitir que esta industria global, compuesta por las empresas más grandes del mundo, devaste nuestros ríos y acuíferos locales. Las regulaciones y la supervisión actuales son lamentablemente inadecuadas. Instamos a los residentes a que aprendan más y se comprometan a exigir que los legisladores dejen de usar nuestros dólares de impuestos para subsidiar la industria, a que se hagan las preguntas difíciles de dónde provendrán las enormes cantidades de agua y energía, y a que protejan nuestros recursos hídricos públicos que nos pertenecen a todos y a nuestras generaciones futuras.
Referencias
[1] D. Mytton, Consumo de agua en centros de datos, NPJ Clean Water 4 (2021). https://doi.org/10.1038/s41545-021-00101-w.
[2] MAB Siddik, A. Shehabi, L. Marston, La huella ambiental de los centros de datos en los Estados Unidos, Environmental Research Letters 16 (2021). https://doi.org/10.1088/1748-9326/abfba1.
[3] N. Lei, J. Lu, Z. Cheng, Z. Cao, A. Shehabi, E. Masanet, Evaluación geoespacial de huellas hídricas para centros de datos de hiperescala en los Estados Unidos, J. Phys.: Conf. Ser. 2600 (2023) 172003. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2600/17/172003.
[4] Lenovo, 3BL Blogs – 3BL Media: Los generadores de IA del mundo: repensar el uso del agua en los centros de datos para construir un futuro más sostenible, Newstex Global Business Blogs (2024). https://www.proquest.com/docview/2988505363/citation/92AB325AAB9D4913PQ/1
[5] S. MacGregor, Tendencias de construcción de centros de datos: construcción rápida, construcción inteligente, conocimiento del centro de datos | Noticias y análisis para la industria de los centros de datos (2024). https://www.datacenterknowledge.com/buildconstruction/data-center-construction-trends-build-fast-build-smart.
[6] Industry Voice de Staubli, El auge de la inteligencia artificial, el auge de la refrigeración líquida y la desconexión rápida universal, Data Center Knowledge | Noticias y análisis para la industria del centro de datos (2024). https://www.datacenterknowledge.com/industry-perspectives/ai-boom-rise-liquid-cooling-and-universal-quick-disconnect.
[7] M. McCarthy, C. Brogan, J. Shortridge, R. Burgholzer, J. Kleiner, D. Scott, Estimación del consumo mensual de agua a nivel de instalaciones de usuarios comerciales, industriales, municipales y termoeléctricos en Virginia, JAWRA Journal of the American Water Resources Association 58 (2022) 1358–1376. https://doi.org/10.1111/1752-1688.13037.
[8] Lindsey, Rebecca, NOAA Climate, El cambio climático aumentará el estrés hídrico en muchas partes de EE. UU., https://www.climate.gov/news-features/featured-images/climate-change-increase-water-stress-many-parts-us. (2013)
[9] Kurtz, Josh, Maryland Matters, Cardin expresa su preocupación por los centros de datos en Maryland, el proyecto de la línea eléctrica, https://marylandmatters.org/briefs/cardin-expresses-concerns-about-data-centers-in-md-power-line-project/. (2024)
[10] Osaka, Shannon, The Washington Post, Un nuevo frente en las guerras del agua: el uso que haces de Internet, https://www.washingtonpost.com/climate-environment/2023/04/25/data-centers-drought-water-use/ (2023)
[11] Verma, Pranshu y Shelly Tan, The Washington Post, Una botella de agua por correo electrónico: los costos ambientales ocultos del uso de chatbots de IA, https://www.washingtonpost.com/technology/2024/09/18/energy-ai-use-electricity-water-data-centers/ (2024)
[12] Maruccia, Alfonso, TechSpot, Los centros de datos Virginia consumen demasiada agua y las cosas solo empeorarán con la IA. https://www.techspot.com/news/104358-virginia-data-centers-consume-much-water-things-only.html (2024)
[13] El Consejo de Gobiernos declara alerta regional por sequía, https://www.mwcog.org/newsroom/2024/07/29/council-of-governments-declares-regional-drought-watch/ (Julio de 2024)
[14] Virginia Red de conservación, Desarrollo responsable de centros de datos, https://vcnva.org/agenda-item/responsible-data-center-development/ (2024)
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