La cara B de la inteligencia artificial y el gran reto medioambiental de la revolución de los datos: "El consumo energético se multiplicará por 15"

Madrid

Durante estas últimas 24 horas se han enviado 231 millones de correos electrónicos en todo el mundo. También se han compartido 1,7 millones de publicaciones en Facebook, 347.000 tuits y 66.000 fotografías en Instagram. Una era, en la que el vídeo prevalece sobre la fotografía, en la que hemos pasado de compartir imágenes de lo más sencillas a colgar más 500 horas de contenido a YouTube a diario en calidades que alcanzan el 4K y consumir hasta un millón de horas en streaming en plataformas como Netflix o Twitch, tal y como recoge el último informe Data Never Sleeps elaborado por Domo.

Desde que Tim Berners Lee publicara la primera página web de la historia el 20 de diciembre de 1990 no hemos dejado de compartir contenido en Internet. De ahí a que actualmente haya cerca de 1.900 millones de páginas en todo el mundo que requieren de numerosos recursos para su buen funcionamiento. El tráfico global de Internet se ha expandido 20 veces en los últimos diez años y todo apunta a que seguirá creciendo de manera exponencial durante los próximos diez. Con la integración de la inteligencia artificial en nuestro día a día a través de modelos de lenguaje como el GPT que tan popular se ha hecho durante estos últimos meses, el contenido que se generará en los próximos años se magnificará todavía más en la conocida como sociedad de los datos. Unos datos y recursos que se centralizan en servidores, que a su vez necesitan de energía eléctrica tanto para funcionar como para mantenerse refrigerados y evitar un posible incendio.

"El consumo energético se multiplicará por 15"

Así lo cuenta la responsable de Campaña de Renovables y Transición Energética en Greenpeace España María Prado en declaraciones a la Cadena SER, donde incide en que cada vez requerimos de una mayor capacidad computacional para garantizar el buen funcionamiento de la tecnología: "Con el aterrizaje de la inteligencia artificial y los nuevos caminos que nos ofrecen plataformas como Chat GPT, cada vez necesitamos más capacidad computacional con todos los problemas que esto genera. Mantener todas estas redes requiere cantidades gigantescas de energía, de agua y de materiales, lo que está provocando que se disparen nuestras necesidades energéticas".

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El día en el que la inteligencia artificial no necesitó al ser humano: cómo gestionar una revolución que ya ha comenzado

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La mayor parte de nuestra huella de carbono digital se origina como consecuencia del almacenamiento de datos en la nube. Una nube que es posible gracias a los servidores repartidos por todo el mundo, responsables de almacenar toda esta información para que la sociedad pueda acceder a ellos en cualquier momento desde cualquier parte del planeta. Se calcula que, a día de hoy, los centros de servidores usan unos 30.000 millones de vatios para guardar nuestros datos, lo que equivale a la producción de 30 plantas nucleares. De esta manera, los servidores estarían generando una huella de carbono similar a la de toda la industria de la aviación. De hecho, el informe Clicking Clean desarrollado por Greenpace en 2017 apuntaba a que si la nube fuera un país, sería el quinto del mundo en consumo de energía. Por otro lado, este estudio también reflejaba que la huella energética del sector de las tecnologías equivalía ya a un consumo del 7% de la electricidad mundial y se esperaba el triple para 2020.

Y todo apunta a que crecerá de manera exponencial con la revolución de la inteligencia artificial, tal y como señala Prado: "Las previsiones de crecimiento de energía son brutales. Aunque a día de hoy nadie lo sabe, porque la tecnología y la demanda avanza a saltos tan grandes, las previsiones apuntan a que el consumo de energía se va a multiplicar por 15 como consecuencia de la inteligencia artificial". Toda esta energía parte de centrales de gas, de carbón o renovables, algo que dependerá desde la región en la que se esté produciendo: "En China sabemos que funcionan con carbón y en Canadá, por ejemplo, con hidráulica". Dado que la necesidad energética va a crecer de manera exponencial, Prados insta a la sociedad a repensar el consumo que hacen de la tecnología porque cada acto que hacemos tiene un impacto tecnológico: "De cara al futuro tendremos que replantear nuestra manera de consumir y relacionarnos".

La sostenibilidad en los servidores de datos

El mantenimiento de estos servidores, también conocidos como data centers, es cada vez más elevado. A día de hoy se estima que son responsables de entre el 1 y el 2% de la electricidad que se consume en el mundo y la cifra seguirá creciendo a medida que pasan los años si no revertirnos la situación. Con la tasa de crecimiento actual se espera que los centros de datos consuman hasta el 6% de la energía mundial para 2025. A pesar de que estamos cada vez más concienciados sobre la importancia de optimizar los recursos de Internet para preservar el medioambiente, las tecnologías de nueva creación como el 5G o la inteligencia artificial, así como monedas digitales descentralizadas como puede ser el bitcoin, están provocando que los servidores necesiten ser cada vez más grandes para poder soportar todo este peso.

Y el futuro de la sociedad de los datos, en el que el Internet de las cosas será una pieza fundamental en las ciudades de todo el mundo para su buen funcionamiento, nos invita a pensar en la cantidad ingente de datos que se procesarán en un futuro no muy lejano y los servidores que necesitaremos para almacenar todos ellos. Por esa misma razón, Prado nos llama a ser consecuentes de nuestros actos: "Estamos aprovechándonos casi obscenamente del sector de las tecnológicas y llegará el momento en el que no sea sostenible. Por eso tenemos que salir de esa energía sucia en la que también se basan los centros de datos y cambiarla por energías renovables. Tenemos que restaurar nuestros ecosistemas y repensar nuestro consumo".

Tal y como recoge un estudio elaborado por el parlamento británico, entre el 4 y el 6% de toda la electricidad utilizada a nivel mundial en 2020 corresponde a las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC). Y todo apunta a que esta cifra aumente de cara a los próximos 5 y 10 años. Al mismo tiempo, el trabajo revela que estas mismas TIC constituyen entre el 2 y el 3% de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial y que el porcentaje irá creciendo anualmente como consecuencia de tendencias como el Big Data, la Inteligencia Artificial, el Internet de las cosas, el blockchain o las anteriormente citadas criptomonedas. Por lo tanto, la optimización y la descarbonización de la red se ha convertido en uno de los retos a tener en cuenta de cara a los próximos años para evitar un mayor daño al medioambiente.

Los servidores y el calentamiento global

Los centros de datos cuentan con numerosos ventiladores o una refrigeración líquida para hacer frente a las altas temperaturas. Sin embargo, hay veces en la que la temperatura exterior ha sido tan alta que algunas empresas han tenido que apagar sus servidores por riesgo de incendio. En julio de 2022, sin ir más lejos, Google Cloud y Oracle Cloud optaban por detener sus data centers en plena ola de calor en el país. Algo que provocó que muchas personas fueran incapaces de acceder a la información que tenían en la nube durante varias horas, demostrando así el caos generalizado que se puede provocar en un futuro en el que el acceso a nuestros datos sea más y más importante.

Más aún si el concepto de las ciudades conectadas sigue en desarrollo, pues en un futuro podíamos ver auténticos colapsos en caso de que los servidores tuvieran que apagarse como consecuencia de las altas temperaturas. Si esto pasara, la ciudadanía no podría acceder a la información que tiene en la nube ni utilizar las plataformas digitales que optimizan la anteriormente citada ciudad conectada. Entre otras cosas, estos cortes de suministro afectarían al transporte autónomo, a la seguridad de las ciudades o a la sanidad.

Por esa misma razón, cada vez son más las empresas que deciden mover sus centros de datos a países con temperaturas más bajas como pueden ser Islandia, Noruega o Suecia. Además de ahorrar dinero, ya que sustituyen la refrigeración eléctrica por la natural, también consiguen reducir las emisiones de efecto invernadero asociadas al uso de este tipo de energía. No obstante, instalar servidores en estos países también implica la necesidad de una mayor inversión para desarrollar una buena infraestructura tanto de transporte como de comunicación que garantice la conectividad y el acceso a los datos desde cualquier parte del mundo. Asimismo, también debemos tener en cuenta el impacto sobre la biodiversidad local que podría acarrear la instalación masiva de data centers en este tipo de localizaciones, pues podrían acabar repercutiendo al medioambiente de una forma tan negativa .

¿Qué podemos hacer como sociedad?

El primer paso para revertir esta situación pasa por invertir en eficiencia energética y energías renovables. Así nos lo cuenta la directora de Desarrollo de la plataforma Empresas por la Movilidad Sostenible, May López, quien revela que estos pasos son fundamentales para un mejor aprovechamiento de nuestros recursos: "Es evidente que las Smart Cities requerirán de una mayor demanda energética al igual que de materias primas. Aunque se espera que la demanda energética vaya cubriéndose con energías renovables y limpias, y que las eficiencias que se consigan con la aplicación de la tecnología compensen el aumento de los recursos materiales que pueda suponer".

¿Y qué podemos hacer como sociedad en nuestro día a día? May López señala que a día de hoy estamos consumiendo más recursos de los que deberíamos en gestos tan cotidianos como dejar determinados aparatos en stand-by. Según un estudio publicado en la revista Sciendo, el 7% del consumo total anual energético proviene de dejar nuestros dispositivos en modo reposo. Y no solo eso. Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), el consumo energético aumentará un 15% más por este mismo motivo de cara a 2030.

Por otro lado, López señala que otro de los grandes errores que cometemos a día de hoy es el de renovar los equipos de una forma mucho más continuada de lo que deberíamos: "Eso supone un sobreconsumo de recursos naturales". De ahí que la Comisión Europea haya realizado recientemente una propuesta de ley para garantizar el derecho de los consumidores a reparar los productos estropeados y evitar así el despilfarro de recursos. Por esa misma razón, May López se apoya en tres pilares claves que deberán marcar el futuro verde: "Protagonismo humano, resiliencia y sostenibilidad".

Ejemplos de nuevas técnicas de refrigeración y servidores verdes

El objetivo de los proveedores de centros de datos y nube en Europa, tal y como recoge el Pacto por la Neutralidad Climática, pasa por ser neutrales en carbono en 2030. Por esa misma razón, cada vez son más las empresas que ofrecen nuevas soluciones para afrontar este reto que plantea el futuro más cercano. Durante estos últimos años han aparecido técnicas de refrigeración como es la refrigeración por inmersión, que consiste en sumergir los componentes electrónicos de los centros de datos en un fluido dieléctrico que disipa el calor generado por los mismos. Algo que permite reducir el consumo tanto de energía como del agua, así como de las emisiones de gases de efecto invernadero que generan estos sistemas.

Entre los distintos pasos a seguir para reducir el impacto ambiental también podemos encontrar otros como optimizar el diseño y la gestión de los centros de datos para mejorar la eficiencia energética de los mismos o utilizar sistemas de refrigeración natural. En este horizonte también se asoman los Green Data Centers o centros de datos sostenibles. Instalaciones, aparentemente similares a los data centers convencionales, que minimizan el impacto en el medio ambiente mediante el uso de energías renovables como, por ejemplo, la luz solar. De esta manera, la electricidad generada por los sistemas de refrigeración sería completamente limpia y no contribuiría al desarrollo de la huella de carbono en nuestro planeta.

Una de estas empresas es la estadounidense Digital Realty, en la que llevan más de 10 años utilizando energía 100% renovable en todos sus centros de datos en España. Conscientes del reto que se nos presenta con la revolución de los datos, la compañía lleva años apostando por un diseño eficiente de las instalaciones que garantiza la distribución eficiente de la energía a los equipos informáticos. Entre otras cosas, destaca la utilización de pasillos fríos y el uso de cerramientos en cubos para optimizar recursos.

Además de todas estos avances, la compañía apuesta por sistemas dry cooler, que ayudan a enfriar los servidores sin la necesidad de consumir agua y por la actualización de los sistemas de refrigeración para aumentar las horas de free cooling y reducir el gasto energético en refrigeración. De esta manera, algunas compañías como la estadounidense apuestan por la sostenibilidad, la eficiencia energética y las energías limpias para hacer frente a esta situación.

Objetivo: alcanzar emisiones cero netas en Europa para 2050

Una idea que defienden desde Breakthrough Energy, la empresa fundada por Bill Gates en 2015 que tiene como objetivo acelerar la transición hacia las energías limpias y ayudar al mundo a alcanzar emisiones cero netas en 2050. En declaraciones a la Cadena SER, el manager de Breakthrough Energy en España, Alberto Toril, recuerda a día de hoy el sector eléctrico es el segundo mayor emisor de gases de efecto invernadero (26%) y que la electricidad utilizada por los centros de datos se tradujeron en alrededor de 300 millones de toneladas de emisiones de gases de efecto invernadero en 2020: "Es más del 2% de las emisiones relacionadas con el sector eléctrico, y el 0,6% del total de emisiones de gases de efecto invernadero, según apuntan los datos de la Agencia Internacional de la Energía".

Al igual que May López, Toril también apuesta por una mayor eficiencia energética de los centros de datos para lograr la anteriormente citada neutralidad de carbono. También otras medidas como desplegar soluciones tecnológicas menos intensivas energéticamente hablando y reforzar la infraestructura eléctrica. Para ello hace hincapié en la necesidad de abordar cómo generamos y cómo transportamos la electricidad que los alimenta. Desde Breakthrough Energy apuntan a que el futuro pasa por las energías renovables: "En la última década, las energías renovables, especialmente los paneles solares fotovoltaicos y los molinos de viento, se han convertido en la fuente de generación eléctrica más barata".

Qué son las tecnologías LDES y cómo pueden ayudar a evitar el derroche energético

No obstante, su implementación total plantea desafíos adicionales. Los centros de datos requieren energía las 24 horas del día los 7 días de la semana. Sin embargo, la electricidad generada por estas fuentes es intermitente porque depende del sol y el viento, tal y como apunta Toril. Por todo ello, y para descarbonizar completamente el sistema eléctrico con electricidad limpia, también hay que reforzar la infraestructura eléctrica y desplegar masivamente sistemas de almacenamiento de energía. Desde Breakthrough Energy apuntan a la necesidad de desarrollar tecnologías de almacenamiento de energía de larga duración (LDES) que puedan almacenar energía durante horas, días y semanas. Desde tecnologías de almacenamiento térmico hasta otras de tipo electroquímico, mecánico o químico.

Alberto Toril asegura que una implementación masiva de las LDES permitiría un menor desperdicio de energía renovables, favoreciendo niveles de eficiencia energética en el sistema: "En la actualidad, cuando se genera más energía renovable de la que se demanda, gran parte de esta se pierde porque no contamos con los sistemas necesarios de almacenamiento energético que posibiliten el uso posterior de la energía". Por otro lado, también ve fundamental la renovación de las redes eléctricas: "No solo necesitamos más redes eléctricas. Necesitamos que sean más inteligentes para que podamos monitorizar el flujo de electricidad en tiempo real y controlarlo para reducir los niveles de congestión". Para ello apuestan por tecnologías innovadoras de red como superconductores, capacidad dinámica en tiempo real (Dynamic Line Rating) y condensadores sincrónicos, capaces de incrementar la capacidad de las líneas existentes, mejorando la eficiencia general del sistema eléctrico lo más rápido posible.

De esta manera, la eficiencia energética es un elemento clave para reducir el consumo final de energía en el futuro, tal y como concluye Alberto Toril: "Lo que nos ayudará a reducir nuestro consumo de energía final pasa por la combinación de un mayor despliegue de generación renovable, el despliegue masivo de tecnologías de almacenamiento de larga duración, así como una mayor inversión en redes eléctricas. Solo así conseguiremos reducir a cero las emisiones del sector eléctrico".