Grande parte da informação que circula na Internet depende de uma infraestrutura altamente energívora, que também consome milhões de litros de água para dissipar o calor de seus computadores
Desde a Revolução Industrial, cada grande etapa do desenvolvimento econômico esteve associada a uma infraestrutura energética dominante. No século XIX, o carvão alimentou as máquinas a vapor. No século XX, o petróleo impulsionou a economia globalizada.
No século XXI, a sociedade digital parece funcionar de forma quase imaterial, mas depende de uma nova infraestrutura física: gigantescos data centers que armazenam, processam e distribuem informações continuamente.
Esse novo paradigma traz um desafio inédito para a transição energética. A preocupação com o clima e a sustentabilidade, antes concentrada nos transportes, nas indústrias e usinas elétricas, passam agora a incluir também a infraestrutura digital e sua crescente demanda por eletricidade e água.
Quando salvamos uma imagem na "nuvem", fazemos uma videoconferência ou conversamos com um sistema de inteligência artificial (IA), a impressão é de que tudo acontece em um espaço virtual, quase etéreo.
A própria palavra "nuvem" sugere algo leve, distante e sem peso. Mas a realidade é bem diferente. Cada arquivo armazenado, cada imagem transferida e cada resposta gerada por IA depende de edifícios repletos de computadores funcionando ininterruptamente. São os chamados data centers, verdadeiras fábricas digitais cujos principais insumos são a energia elétrica e água.
Praticamente toda a eletricidade consumida por esses equipamentos transforma-se em calor. Sem um sistema eficiente de refrigeração, os processadores atingiriam temperaturas capazes de comprometer seu funcionamento em poucos minutos.
É aí que entra um componente pouco conhecido do público: as torres de refrigeração. São equipamentos muito volumosos, utilizados também por grandes hospitais, indústrias, shopping centers e usinas termelétricas, que resfriam a água que circula nos condensadores dos sistemas de ar condicionado e refrigeração.
O princípio físico dessas torres é o resfriamento por evaporação. A água ao evaporar, remove calor do restante do circuito, reduzindo sua temperatura. O processo é energeticamente muito eficiente, mas exige reposição contínua da água perdida para a atmosfera na forma de vapor.
Essas torres ilustram um curioso dilema tecnológico: utilizar água para resfriamento significa reduzir o consumo elétrico de grandes sistemas de ar-condicionado. Entretanto, essa economia de energia ocorre à custa de um elevado consumo de água.
A engenharia descreve essa relação como um compromisso entre eficiência energética e eficiência hídrica. Melhorar um desses indicadores frequentemente implica piorar o outro. Por isso, a sustentabilidade dos data centers já não é medida apenas pelo consumo de eletricidade. Hoje são considerados simultaneamente indicadores de energia, uso de água e emissões de carbono.
Durante muitos anos, o crescimento dos data centers acompanhou o aumento gradual da internet. A rápida expansão da IA, porém, alterou completamente esse cenário. Os modernos processadores gráficos (GPUs), empregados no treinamento e operação dos grandes modelos de IA, dissipam muito mais calor do que os servidores convencionais. Consequentemente, exigem sistemas de refrigeração ainda mais robustos.
De acordo com um estudo publicado recentemente, os 403 maiores data centers dos Estados Unidos consomem entre 68 e 99 TWh por ano — energia suficiente para abastecer entre 1,3 e quase 2 vezes toda a cidade de Nova York, onde vivem cerca de 8,5 milhões de pessoas —, com emissões atmosféricas estimadas entre 37 e 54 milhões de toneladas anuais de CO2, dependendo da fonte de energia usada para a geração elétrica.
Embora o consumo de eletricidade receba maior atenção, a água tornou-se outra preocupação crescente. Em regiões de clima quente e seco, um único grande data center pode evaporar milhões de litros de água por dia durante os períodos de maior demanda.
À medida que as mudanças climáticas tornam as secas mais frequentes em diversas regiões do planeta, cresce também a discussão sobre a localização dessas instalações e a competição pelo uso da água com cidades, agricultura e ecossistemas. Essa preocupação levou pesquisadores a desenvolver novos indicadores capazes de medir não apenas a eficiência energética, mas também a chamada pegada hídrica da infraestrutura digital.
Existe solução? Felizmente, sim. Uma das tendências mais promissoras consiste em substituir parte da refrigeração convencional por sistemas de resfriamento, nos quais a água flui sobre os componentes, removendo o calor diretamente da sua fonte. Outras tecnologias chegam a mergulhar os equipamentos em líquidos dielétricos especialmente desenvolvidos para essa finalidade.
Também cresce o uso de água de reuso, o aproveitamento do ar frio em regiões de clima favorável e a reutilização do calor residual para aquecer edifícios vizinhos. Em países nórdicos, o calor dissipado de alguns data centers é usado para abastecer sistemas urbanos de aquecimento, para climatizar edifícios durante o inverno.
A economia digital parece invisível, mas repousa sobre uma estrutura física gigantesca. À medida que cresce o uso de IA, aumenta também a responsabilidade de tornar essa infraestrutura mais eficiente, menos intensiva em carbono e promover uma gestão otimizada de um bem comum vital para a humanidade: a água.
No fim das contas, a metáfora da "nuvem" talvez seja de fato bastante apropriada. Só que essa nuvem não flutua livre, leve e solta. Para continuar existindo, ela precisa ser permanentemente resfriada à custa de enormes quantidades de energia e água, deixando uma pegada ambiental que nada tem de "virtual".
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