IA verde: el reto de hacerla inteligente con el planeta

Este es el gran hándicap ambiental de la tecnología que ha llegado para cambiar no solo nuestro futuro, porque ya está transformando nuestro presente. La infraestructura necesaria para el funcionamiento de la IA tiene un impacto ambiental significativo debido al alto consumo energético de los centros de datos donde se alojan los servidores.

Los servidores de datos que hacen posible la inteligencia artificial son enormes computadoras conectadas en red que almacenan y procesan grandes cantidades de información. Funcionan en centros de datos, lugares especializados con miles de estos servidores trabajando juntos para recibir, analizar y enviar datos. Cuando usamos IA, como un asistente virtual o un traductor automático, nuestra solicitud viaja a estos servidores, donde poderosos procesadores realizan cálculos complejos para generar una respuesta. Estos servidores necesitan mucha electricidad y sistemas de refrigeración para evitar que se sobrecalienten, ya que están operando constantemente para hacer funcionar aplicaciones de IA en todo el mundo.

Los centros de datos se encuentran heterogéneamente repartidos por todo el mundo. Estados Unidos encabeza la lista con 2.701 centros y le siguen Alemania con 487 y el Reino Unido con 456, mientras que China dispone de 443.

En 2019, un estudio de la Universidad de Massachusetts Amherst determinó que entrenar un solo modelo de IA de procesamiento de lenguaje natural puede emitir más de 284.000 kilogramos de CO₂, el equivalente a las emisiones generadas por cinco automóviles durante toda su vida útil, ya que estos sistemas operan continuamente para procesar y refrigerar datos. Según el Informe de electricidad 2024, de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), los centros de datos, las criptomonedas y la inteligencia artificial consumieron alrededor de 460 TWh (teravatio-hora) de electricidad en todo el mundo en 2022, esto es, casi el 2% de la demanda eléctrica mundial. En este mismo informe, la AIE prevé que esta demanda de electricidad podría duplicarse hacia 2026.

Además del elevado consumo energético, los grandes centros de datos enfrentan otros desafíos ambientales significativos. Uno de los más destacados es el uso intensivo de agua para sistemas de refrigeración. Los centros de datos han mejorado su eficiencia energética utilizando torres de refrigeración en lugar de aire acondicionado, pero esto ha aumentado su consumo de agua. Aunque la refrigeración por agua ayuda a reducir las emisiones de carbono, depende en gran medida de fuentes potables, lo que puede afectar a las poblaciones en épocas de sequía. Además, se usa mucha agua para generar la energía que los alimenta, especialmente cuando proviene de combustibles fósiles. Por ello, el consumo de agua es un factor clave a considerar al decidir la ubicación y expansión de estos centros.

De acuerdo con datos de DGTL Infra, el consumo diario promedio de agua de un solo edificio de centro de datos es de aproximadamente 24,9 millones de litros de agua al año o, lo que es lo mismo, 68.219 litros por día.

Otro reto ambiental es la generación de residuos electrónicos. Los centros de datos requieren actualizaciones y reemplazos periódicos de hardware para mantener su eficiencia y competitividad. Este ciclo constante de renovación tecnológica produce una cantidad considerable de desechos electrónicos, que, si no se gestionan adecuadamente, pueden liberar sustancias tóxicas al medio ambiente y contribuir a la contaminación del suelo y el agua. Además, la fabricación y eliminación de estos componentes implican emisiones adicionales de carbono, exacerbando el impacto ambiental de estas infraestructuras.

Un artículo publicado en Nature Computational Science advierte que la basura electrónica asociada a la IA podría multiplicarse por mil para 2030, alcanzando entre 1,2 y 5 millones de toneladas. Por su parte una investigación sobre centros de datos y medio ambiente realizada por Supermicro en 2018 reveló que el 12% de los centros de datos no realizan ningún tipo de reciclaje de residuos electrónicos, y el 43% no tiene una política medioambiental para tratar sus residuos electrónicos.

Estrategias para una IA más sostenible

Para mitigar el impacto ambiental de los centros de datos, se están implementando diversas estrategias enfocadas en mejorar la eficiencia energética y reducir el consumo de recursos. Entre las medidas que las grandes tecnológicas están aplicando se encuentra el intento de optimizar la eficiencia de los equipos y sistemas, utilizando procesadores de bajo consumo, optimización de software y diseños de infraestructuras que minimicen la pérdida de energía.

Muchas empresas están invirtiendo en energías renovables, como la solar y la eólica, para alimentar sus centros de datos, lo que reduce su huella de carbono y promueve la sostenibilidad a largo plazo.

En enero de 2021, los operadores de centros de datos y las asociaciones de la industria en Europa lanzaron el Pacto de Centros de Datos Climáticamente Neutros (CNDCP, por sus siglas en inglés), que incluye el compromiso de hacer que estos centros sean neutrales para el clima en 2030. En él se incluyen objetivos intermedios para la eficiencia y el del uso de energía libre de carbono que tienen que cumplir en el 2025. También existe el Pacto de Energía Libre de Carbono 24/7, coordinado por la División de Energía Sostenible para Todos y las Naciones Unidas, que incluye tres operadores de centros de datos: Google, Microsoft y Iron Mountain.

Google y Microsoft han liderado el camino en este sentido, comprometiéndose a operar con energía 100% renovable en sus instalaciones. Google, por ejemplo, ha logrado equilibrar su consumo energético global con la compra de energía renovable desde 2017, y ha invertido en proyectos de energía solar y eólica en todo el mundo. Microsoft, por su parte, se ha comprometido a ser carbono negativo para 2030, lo que significa que eliminará más carbono del que emite.

Otro aspecto clave es la refrigeración sostenible, ya que los centros de datos requieren grandes cantidades de agua para evitar el sobrecalentamiento. Se están explorando alternativas como la refrigeración por aire libre o el uso de líquidos especiales que absorben el calor de manera más eficiente, reduciendo la dependencia del agua potable. También se está considerando la ubicación estratégica de los centros de datos, eligiendo zonas con climas fríos que disminuyan la necesidad de refrigeración artificial y estableciendo instalaciones cerca de fuentes de energía renovable para optimizar el consumo eléctrico.

Además, el calor residual generado por los servidores puede reutilizarse en sistemas de calefacción para edificios cercanos o procesos industriales, evitando el desperdicio de energía.

Otra tendencia importante es mejorar la gestión del ciclo de vida de los equipos mediante el reciclaje y la reutilización de componentes electrónicos, reduciendo los residuos y la demanda de nuevos materiales. Extender la vida útil de los equipos también contribuye a disminuir la generación de desechos electrónicos.

NOTICIAS RELACIONADAS
– El equilibrio entre el desarrollo de la IA y la sostenibilidad
– Inteligencia artificial, esperanza y desafío para la sostenibilidad

Además de las iniciativas de las empresas, también los organismos internacionales están tomando medidas. Europa ha mostrado un compromiso decidido hacia la sostenibilidad en el desarrollo de la IA. La Comisión Europea ha lanzado un ambicioso plan para impulsar la inteligencia artificial con una inversión de hasta 200.000 millones de euros. Este programa, denominado InvestAI, contempla la creación de cuatro gigafábricas de IA en la Unión Europea, cada una equipada con cerca de 100.000 chips de última generación para entrenar modelos complejos. Estas instalaciones estarán diseñadas con criterios de eficiencia energética y sostenibilidad, buscando minimizar su impacto ambiental.

En España, Barcelona ha sido seleccionada para albergar una de las siete fábricas de inteligencia artificial de Europa. Este proyecto, liderado por el Barcelona Supercomputing Center, tiene como objetivo posicionarse como referente en el continente y promover el desarrollo de una IA sostenible y ética. La fábrica proporcionará acceso a infraestructuras de supercomputación para empresas, pymes, startups e investigadores, fomentando la innovación responsable.

También en España, iniciativas como el Plan Nacional de Algoritmos Verdes, impulsado por el gobierno, buscan promover el desarrollo de tecnologías de IA que sean respetuosas con el medio ambiente. Este plan incluye medidas como la creación de un sello de calidad para algoritmos sostenibles, la promoción de proyectos de investigación en IA verde y la formación de profesionales en este ámbito.

En el futuro, se espera que la inteligencia artificial y el aprendizaje automático jueguen un papel fundamental en la optimización del consumo energético, permitiendo ajustar el uso de los recursos en tiempo real según la demanda. También se está avanzando en arquitecturas modulares y escalables que faciliten la adaptación a nuevas necesidades sin requerir grandes construcciones. La colaboración entre empresas y gobiernos será clave para establecer normativas que promuevan prácticas sostenibles, incentivando el uso de energías renovables y regulando el consumo de agua. Estas estrategias combinadas pueden ayudar a mitigar el impacto ambiental de los centros de datos y garantizar su sostenibilidad en el tiempo.