A tecnologia precisa reduzir o consumo de água em um mundo sedento

Quanta água a indústria de tecnologia consome e a que custo ambiental? Esta questão premente está subjacente ao nosso último artigo sobre o consumo de água de centros de dados, um consumidor considerável, mas muitas vezes negligenciado, de recursos hídricos. A rápida progressão da inteligência artificial (IA) só aumentará o consumo de água do setor de tecnologia, mas talvez ela tenha potencial para o desenvolvimento de soluções inovadoras para gerenciá-la. Junte-se a nós para explorar os efeitos em cascata dessa demanda e as soluções inovadoras que moldam um futuro digital mais sustentável.

Principais conclusões

• Os data centers contribuem significativamente para o consumo de água devido a seus processos de resfriamento e, apesar de alguns gigantes da tecnologia relatarem seu uso, ainda falta transparência em todo o setor.
• Os recursos hídricos e as comunidades locais são impactados pelas operações de data center que competem com as necessidades diárias de água, com pedidos urgentes para equilibrar o crescimento econômico e a conservação ambiental.
• Inovações em IA e computação descentralizada, juntamente com o desenvolvimento de políticas, visam otimizar o uso da água em tecnologia, mas também prevêem um aumento no consumo futuro que deve ser resolvido.

A sede da tecnologia: data centers e uso da água

A última década viu um aumento incrível no demanda por computação em nuvem e infraestrutura de data center, o que, por sua vez, aumentou significativamente o consumo de água. Mas como esse crescimento da tecnologia se relaciona com nossos recursos hídricos?

Os data centers exibem uma sede insaciável. Eles abrigam uma infinidade de servidores, dispositivos de armazenamento e redes. Mas essas máquinas geram calor, muito disso. Para evitar que superaqueçam e falhem, eles precisam ser resfriados, e é aí que a água entra para atender às suas necessidades de fluidos. A energia eólica, como fonte de energia renovável, juntamente com a IA, pode influenciar significativamente os padrões de consumo de água dos data centers, otimizando o uso de energia e reduzindo a dependência dos métodos tradicionais de resfriamento.

Resfriando a nuvem: o processo que consome muita água

Imagine um copo de água gelada em um dia escaldante de verão. Quando o calor do ar encontra a superfície fria do vidro, forma-se condensação. Esse é o mesmo princípio que os data centers usam para resfriar seus equipamentos com água. Vários tipos de equipamentos de resfriamento, como resfriadores e torres de resfriamento, são usados para recircular a água, ajudando a manter uma temperatura operacional segura para os equipamentos essenciais de TI do data center.

No entanto, esse processo, embora eficaz, tem suas desvantagens. Os sistemas de resfriamento e umidificação em um data center são os principais contribuintes para o consumo de água. Embora existam maneiras de melhorar a eficiência hídrica, como elevar a temperatura da água resfriada e reciclar a água, esses métodos ainda precisam de energia adicional para tratar a água reciclada.

Transparência e consumo: uma análise mais detalhada dos gigantes da tecnologia

Apesar de gigantes da tecnologia como Google, Amazon e Microsoft começarem a compartilhar seus dados de consumo de água,a transparência em todo o setor ainda está longe de ser a norma. Há uma preocupação crescente com a suficiência dos recursos hídricos para as comunidades vizinhas, especialmente à sombra desses gigantes digitais.

Considere o Google, por exemplo, que consumiu aproximadamente 5 bilhões de galões de água para resfriar seus data centers somente em 2022. Esse número nos dá uma ideia da imensa pegada hídrica dos principais provedores de nuvem, incluindo Microsoft, Amazon e Meta, devido às suas necessidades operacionais.

Sustentabilidade na sala do servidor: iniciativas e inovações

Confrontados com o alto consumo de água e a perda de fluidos, os data centers começaram a explorar soluções inovadoras para operações mais sustentáveis. Do gerenciamento de água assistido por IA aos modernos sistemas de resfriamento, como o Sistema híbrido de refrigerador Thermosyphon, o setor está avançando em direção à melhoria da eficiência hídrica.

Além dessas inovações, os data centers também estão participando de programas de reabastecimento de água, com o objetivo de restaurar a água nas bacias que precisam. E eles não estão fazendo isso sozinhos. Muitos estão seguindo iniciativas voluntárias como a Pacto de data center neutro em termos de clima e o Código de Conduta Europeu sobre Eficiência Energética de Centros de Dados para alinhar suas operações com princípios ecológicos.

O efeito cascata: recursos hídricos locais e computação global na época da mudança climática

O consumo de água dos data centers tem um impacto significativo muito além dos limites da sala de servidores. Os data centers retiram água de 90% das bacias hidrográficas do país, tornando-a uma das dez principais indústrias comerciais para consumo de água nos Estados Unidos. Esse uso extensivo de água reverbera além das salas dos servidores, afetando os recursos hídricos locais e exacerbando o estresse hídrico global.

Por exemplo, em Mesa, Arizona, o estabelecimento de grandes data centers por gigantes da tecnologia como Meta, Google e Apple levantou preocupações sobre o abastecimento de água local. Da mesma forma, em The Dalles, Oregon, os data centers do Google consumiu mais de um quarto do abastecimento anual de água da cidade em 2021.

Quando os servidores competem com os cidadãos

O uso extensivo de água pelos data centers geralmente incita um conflito entre o setor de tecnologia e as comunidades locais. As fontes de água potável de alta qualidade necessárias para a vida cotidiana, como beber, cozinhar e lavar, também são exigidas pelos data centers, gerando uma concorrência que pode sobrecarregar os recursos locais. Essa ampla variedade de uso de água destaca a necessidade de soluções sustentáveis.

Por exemplo, a cidade de The Dalles, Oregon, experimentou uma triplicação da ingestão de água do data center do Google de 2016 a 2021, levando a um desvio significativo dos recursos hídricos da cidade para as operações do centro. Situações semelhantes também surgiram em outros locais, aumentando a urgência da necessidade de uma gestão cuidadosa dos recursos hídricos.

Lei de equilíbrio: crescimento econômico versus preservação ambiental

Os data centers desempenham um papel fundamental na interseção do crescimento econômico e da preservação ambiental. Eles precisam fazer uma escolha crítica entre consumir menos água e potencialmente usar mais eletricidade, ou o contrário, afetando os custos econômicos e a sustentabilidade ambiental.

Esse ato de equilíbrio é particularmente evidente nas regiões ocidentais dos Estados Unidos, onde aproximadamente 20% dos data centers retiram água de bacias hidrográficas com estresse moderado a alto. A tensão entre os incentivos econômicos dos data centers e a necessidade de conservação ambiental é clara, e é um desafio que precisa ser enfrentado de frente.

Prevendo o futuro: a sede crescente da inteligência artificial

Olhando para o futuro, os avanços em IA e computação em nuvem estão prontos para aumentar o consumo de água nos data centers. A integração da IA na sociedade e nos negócios está resultando em uma pegada ambiental cada vez maior, que inclui uma quantidade significativa de água usada para resfriar equipamentos de data center.

Até mesmo nossas interações com novas tecnologias, como o envolvimento com IA avançada, como GPT-4 e Claude, podem aumentar o consumo de água doce devido às necessidades de resfriamento dos data centers. À medida que a transformação digital se acelera, há uma necessidade urgente de enfrentar e gerenciar a crescente pegada hídrica associada à nuvem, pois ela contribui para as mudanças climáticas e o aquecimento global. A rápida progressão e o aumento das capacidades dos aplicativos de IA, especialmente no gerenciamento de redes inteligentes e no tratamento de grandes volumes de dados, revelam as implicações éticas e a necessidade de alinhamento da IA e redução do viés algorítmico no uso da água, garantindo que o comportamento da IA se alinhe aos valores humanos e à sustentabilidade ambiental.

A onda da IA: previsões e projeções

Com o avanço dos modelos de IA, que exigem o dobro da potência computacional a cada cinco a seis meses, a demanda de energia por data centers está aumentando. O consumo esperado de eletricidade dos data centers até 2026 é projetado para rivalizar com o consumo total do Japão, refletindo as crescentes necessidades de energia associadas aos avanços da IA.

Por outro lado, os data centers em hiperescala, que são maiores e mais avançados do que os data centers tradicionais, contribuíram para as melhorias na eficiência energética da IA. No entanto, com o aumento da acessibilidade e a diminuição do custo da tecnologia de IA, há preocupações sobre o maior uso geral, levando a um consumo ainda maior de água.

Soluções pioneiras: abordagens de ponta para conservação de água

Para enfrentar esses desafios, os data centers estão aproveitando a IA e o aprendizado de máquina para auxiliar nos esforços de conservação de água. Por meio da análise de IA, os data centers podem otimizar o uso de água, reduzindo o impacto ambiental de suas operações. A IA também facilita a integração da energia eólica na rede, melhorando a precisão das previsões e o valor financeiro, o que beneficia indiretamente os esforços de conservação da água. Isso é evidente na forma como empresas como o Google aproveitaram a IA para aumentar a eficiência e o valor financeiro da energia eólica, contribuindo para um consumo de energia mais sustentável e apoiando a mudança para horários de pico de consumo.

Os incentivos econômicos também desempenham um papel crucial na promoção de práticas sustentáveis de água em todo o mundo. A combinação de técnicas e incentivos baseados em IA está acelerando a transição para estratégias inteligentes de água no setor de tecnologia, abrindo caminho para um futuro mais sustentável.

Estratégias inteligentes em água: melhores práticas para eficiência de data centers

Quais são, então, algumas soluções práticas para esse crescente problema de consumo de água? Há uma variedade de estratégias e melhores práticas que os data centers podem empregar para melhorar a eficiência hídrica e reduzir seu impacto ambiental.

Aumentar os pontos de ajuste de temperatura e umidade, melhorar os ciclos de concentração nos sistemas de resfriamento e avaliar e atualizar a infraestrutura de resfriamento são apenas algumas das maneiras pelas quais os data centers podem reduzir o desperdício de água.

Eficiência em primeiro lugar: reduzir o desperdício de

Ao aumentar os pontos de ajuste de temperatura e umidade, os data centers podem reduzir a necessidade de resfriamento evaporativo, levando a uma economia significativa de água. Além disso, ao avaliar e atualizar sua infraestrutura de resfriamento, como resfriadores, os data centers podem diminuir ainda mais o desperdício de água.

Os data centers também podem implementar estratégias de gerenciamento de ar, atualizações de eficiência de TI e sistemas de energia aprimorados para reduzir a demanda de resfriamento e, posteriormente, reduzir o uso de água. A adoção de Software de gerenciamento de infraestrutura de data center (DCIM) e as tecnologias inteligentes também podem desempenhar um papel crucial na melhor gestão do consumo de energia, aumentando assim a eficiência do uso da água.

Reutilização e reciclagem: aproveitando energia renovável e fontes alternativas de água

Mas e se os data centers pudessem reduzir completamente sua dependência de água potável? A chave está no aproveitamento de fontes alternativas de água, como água da chuva e água cinza. Essas fontes, quando tratadas de acordo com os padrões locais, podem ser usadas para usos não potáveis em edifícios, reduzindo a pressão sobre o abastecimento de água potável.

Por exemplo, estratégias de coleta de água da chuva e tratamento de águas cinzas são economicamente viáveis, oferecendo o potencial de amortização do investimento em períodos mais curtos. Ao combinar essas estratégias, os data centers podem reduzir significativamente o uso de água potável, o que é particularmente benéfico para áreas semiáridas.

O impacto significativo da computação em nuvem descentralizada na redução da pegada hídrica dos data centers

E se pudéssemos minimizar ainda mais a pegada hídrica dos data centers? Entre na computação em nuvem descentralizada, na qual os recursos de computação são distribuídos em muitos computadores pessoais e telefones celulares menores e localizados, em vez de concentrados em grandes instalações centralizadas. Esse modelo pode ajudar a aliviar o estresse hídrico ao reduzir a demanda por recursos hídricos tradicionalmente usados pelos data centers.

Situar esses dispositivos descentralizados em regiões com amplos recursos hídricos poderia reduzir ainda mais a pressão sobre áreas com escassez de água. A menor escala de descentralização facilita a implementação de medidas avançadas de conservação e eficiência de água, como sistemas de reciclagem de água e tecnologias de resfriamento sem água.

Um exemplo de tal a plataforma é Hive, que utiliza um rede peer-to-peer de dispositivos de usuário para fornecer armazenamento em nuvem distribuído, eliminando a necessidade de grandes data centers centralizados que consomem muita água. Ao aproveitar as grandes quantidades de espaço de armazenamento não utilizado em computadores e dispositivos pessoais, Colmeia pode fornecer serviços de armazenamento em nuvem com uma pegada hídrica muito menor em comparação com os provedores de nuvem tradicionais e outras formas de soluções de armazenamento.

Além de reduzir o uso de água, plataformas descentralizadas como a Hive também oferecem benefícios em termos de maior privacidade, segurança e menor consumo de energia. Embora existam limitações e desafios no peer-to-peer-to-nuvem de pares armazenamento, como menor desempenho em comparação com uma nuvem centralizada para alguns aplicativos, plataformas como a Hive demonstram o potencial de uma alternativa mais sustentável ao armazenamento em nuvem tradicional.

A perspectiva política: governando o uso da água na era digital

Enquanto o setor de tecnologia luta com o consumo de água, os formuladores de políticas também estão intensificando os esforços para resolver esse problema. Da UE aos EUA, uma nova legislação está sendo introduzida para governar o uso da água na era digital, visando o uso eficiente da água em data centers e reforçando a transparência e a responsabilidade no setor.

Essas leis e diretrizes não apenas influenciam a forma como os recursos hídricos são gerenciados, mas também afetam o abastecimento e o saneamento da água. Para lidar com a escassez de água de forma eficaz, os governos devem investir em estruturas de governança e instituições capazes de lidar com conflitos e se adaptar a condições variáveis.

Legislação e incentivos

Os legisladores dos EUA e da UE estão exigindo responsabilidade pelos impactos ambientais da IA na vida humana, incluindo o consumo de água e energia, e abordando questões éticas da IA. Por exemplo, um projeto de lei dos EUA com foco em IA pediu que o governo federal avalie a pegada ambiental da IA e desenvolva um sistema de relatórios padronizado.

A Lei de IA da União Europeia exige que os sistemas de IA de alto risco divulguem seu consumo de energia e uso de recursos durante todo o ciclo de vida, incluindo o uso de fontes de energia renováveis. Além desses regulamentos, os incentivos políticos para a conservação da água no setor de tecnologia são projetados para desencorajar a extração excessiva de água e incentivar seu uso sustentável.

Esforços colaborativos para um futuro sustentável

Esforços conjuntos dos setores público e privado, apoiados pelo conhecimento científico, também podem contribuir significativamente para o gerenciamento do uso da água na indústria de tecnologia. Por exemplo, o Organização Internacional para Padronização está desenvolvendo critérios para uma IA sustentável que adotará padrões para medir o consumo de água e a eficiência energética.

Parcerias público-privadas, como o modelo de Cingapura, podem impulsionar a inovação e angariar investimentos em projetos de sustentabilidade hídrica. No entanto, para que essas parcerias sejam bem-sucedidas, elas devem garantir condições equitativas para todas as partes interessadas e incluir supervisão regulatória para maior transparência e responsabilidade.

Precisamos reduzir nossa sede de água tecnológica

A pegada hídrica da tecnologia que impulsiona nossa tecnologia só vai aumentar. De data centers a IA e computação em nuvem, a sede de água do setor de tecnologia é um problema que requer atenção urgente. No entanto, com estratégias inovadoras, intervenções políticas eficazes e esforços colaborativos, podemos preparar o caminho para um futuro mais sustentável.

Embora o caminho para a tecnologia inteligente da água não esteja isento de desafios, as recompensas potenciais são imensas. À medida que continuamos inovando e construindo um futuro digital, lembremos que cada byte de dados, cada algoritmo e cada servidor em nuvem têm um impacto no mundo real. Ao abordar a pegada hídrica da tecnologia, podemos garantir que nosso futuro digital não seja apenas inteligente, mas também sustentável.

Perguntas frequentes

Por que os data centers usam tanta água?

Os data centers usam muita água principalmente para resfriar seus servidores e equipamentos de TI, que geram uma quantidade significativa de calor. Essa água é usada em sistemas de resfriamento, como resfriadores e torres de resfriamento, para evitar superaquecimento.

Como as principais empresas de tecnologia estão lidando com o consumo de água?

Grandes empresas de tecnologia como Google, Amazon e Microsoft estão abordando o consumo de água compartilhando seus dados de uso de água e implementando estratégias e tecnologias inovadoras para melhorar a eficiência hídrica e reduzir seu impacto ambiental.

Como o crescimento da IA afeta o consumo de água?

O crescimento da IA está levando a um aumento no uso de água do data center devido à maior demanda de energia para resfriar modelos avançados de IA. Essa tendência tem implicações para o consumo de água no contexto da integração da IA.

Quais são algumas soluções para reduzir o consumo de água dos data centers?

Para reduzir o consumo de água nos data centers, considere implementar as melhores práticas para eficiência hídrica, como aumentar os pontos de ajuste de temperatura, atualizar a infraestrutura de resfriamento e explorar fontes alternativas de água, como água da chuva e água cinza. Além disso, a computação em nuvem descentralizada apresenta o potencial de minimizar o uso de água.

Qual o papel da política na gestão do uso da água no setor de tecnologia?

A política desempenha um papel crucial na gestão do uso da água no setor de tecnologia, introduzindo legislação e incentivos para reforçar a transparência e a responsabilidade e incentivar práticas sustentáveis de água. Isso ajuda a controlar o consumo de água e promover o gerenciamento responsável dos recursos.

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