Resumen
A lo largo de este artículo se analiza el impacto ambiental y social de la infraestructura digital. También se destaca el crecimiento exponencial de la nube y los centros de datos, así como su contribución al cambio climático y a la escasez de recursos naturales.
Entre los principales impactos identificados se encuentran la contaminación atmosférica, la escasez de agua, la generación de residuos electrónicos y diversos desafíos sociales relacionados con la ubicación de los centros de datos.
Para mitigar estas problemáticas, se proponen distintas soluciones sostenibles. Entre ellas destacan la gestión integrada de eficiencia energética y recursos, la optimización del enfriamiento de servidores y la implementación de modelos de optimización para reducir el consumo energético.
Introducción
En la era digital actual, el uso masivo de la nube y el internet ha transformado la forma en la que vivimos, trabajamos y nos comunicamos. Sin embargo, este avance tecnológico también genera consecuencias ambientales significativas.
El crecimiento de los centros de datos, la alta demanda energética y la proliferación de dispositivos conectados ejercen una presión considerable sobre los recursos naturales. Además, estas tecnologías contribuyen directamente al cambio climático.
Por este motivo, el estudio y la mitigación del impacto ambiental de la nube se han convertido en un área de investigación fundamental para alcanzar entornos más sostenibles.
En el presente artículo, exploramos el estado actual del impacto ambiental y social de la infraestructura digital. Para ello, analizamos cuatro estudios que abordan esta problemática desde distintas perspectivas.
También examinamos las implicaciones ambientales de los centros de datos, la eficiencia energética de estas instalaciones y diversas estrategias para reducir el consumo de energía. Asimismo, se presentan alternativas para optimizar los recursos utilizados por estas tecnologías.
Finalmente, identificamos algunos de los desafíos más importantes en la búsqueda de un internet más sostenible y amigable con el medio ambiente. A partir de este análisis, se busca contribuir al desarrollo de soluciones tecnológicas más responsables con los recursos naturales.
Impacto ambiental de la nube y los centros de datos
La infraestructura digital, representada por el internet, la nube y los centros de datos, ha experimentado un crecimiento sumamente exponencial en las últimas décadas, impulsado principalmente por una creciente demanda de almacenamiento, procesamiento y distribución de datos en línea . Sin embargo, este rápido crecimiento ha generado una cantidad significativa de impactos sociales y ambientales.
Imagen 1. Centros de datos registrados alrededor del mundo. Fuente: DataCenterMap
Para fines ilustrativos, y con base a lo mostrado en el estudio de Gonzalez (2022), destacamos cuatro impactos principales al medio ambiente y a la sociedad:
Impactos a la atmósfera
La expansión previamente mencionada de la nube tiene un fuerte impacto en la atmósfera debido al alto consumo energético y a las emisiones asociadas a este consumo.
El aumento en la demanda eléctrica ha llevado a una mayor generación de gases de efecto invernadero, contribuyendo al cambio climático. Según Gonzalez (2022), “La nube ahora tiene una huella de carbono mayor que la industria aérea. Un solo centro de datos puede consumir la electricidad equivalente a 50.000 hogares”.
Este alto consumo energético es debido a la necesidad de que los centros de datos se encuentren funcionales en todo momento para la comodidad de los usuarios, así como al requerimiento que tienen los equipos de un sistema de refrigeración constante.
Impactos hídricos
Para reducir el consumo energético, muchos centros de datos han optado por un sistema de refrigeración basado en el uso de agua helada, aprovechando la alta capacidad calorífica de este fluido, por lo que es un método sumamente efectivo para la refrigeración de los equipos.
Sin embargo este método de refrigeración supone altos impactos ambientales y sociales, ya que contribuye a la escasez de agua de las comunidades y regiones aledañas a los centros de datos. En lugares como Mesa, Arizona y Bluffdale, Utah, se está sufriendo una escasez de agua importante debido a estos centros de datos que utilizan estos recursos hídricos.
Por dicho motivo esta alternativa de refrigeración no es una opción viable por el momento para reducir las emisiones, sin embargo se pueden implementar alternativas para este dilema como algún sistema de recirculación de agua o un programa de gestión integral de la misma.
Residuos electrónicos
El crecimiento tecnológico y la alta demanda de servicios en la nube han provocado un aumento considerable de residuos electrónicos. Esto afecta tanto a los centros de datos como al uso cotidiano de la tecnología moderna.
Según Gonzalez (2022), desde la creación del primer teléfono inteligente se han fabricado más de siete mil millones de dispositivos. Debido a que esta información corresponde al año 2022, es probable que actualmente la cifra sea aún mayor.
Además, la obsolescencia programada ha reducido significativamente la vida útil de muchos aparatos electrónicos. En algunos casos, estos dispositivos duran menos de dos años antes de ser reemplazados.
A esto se suma la contaminación generada durante su fabricación. De acuerdo con el historiador Nathan Ensmenger y el artículo de Steven Gonzalez, producir una computadora de escritorio requiere alrededor de 22 kilogramos de productos químicos y más de 1.5 m³ de agua.
Impactos sociales
Además del impacto ambiental, los centros de datos y las tecnologías de la información también generan desafíos sociales importantes. Entre ellos destacan la distribución desigual de beneficios y las afectaciones a comunidades locales.
La ubicación de muchos centros de datos suele definirse por factores económicos y de infraestructura. Esto provoca su concentración en zonas urbanas o regiones con acceso privilegiado a recursos energéticos e hídricos.
Otra afectación relevante es la contaminación auditiva. Aunque pocas veces se menciona, el ruido constante generado por los sistemas de enfriamiento y operación puede afectar la calidad de vida de las comunidades cercanas.
Imagen 2. Consumo energético y emisiones de los centros de datos Fuente: Data Center Dynamics
Soluciones para reducir el impacto ambiental de la nube
Para abordar estos desafíos ambientales y sociales ya planteados, es imperativo implementar medidas de mitigación efectivas. Para este propósito se pueden encontrar numerosas soluciones que pueden ir desde lo más sencillo hasta soluciones más complejas. Marcillo y Román (2023) proponen en su artículo implementar un método de planeación integral para optimizar el uso de energía. Este método consiste en una estrategia de gestión formada por 4 etapas:
- Planeación: En esta etapa se evalúan las principales actividades a realizar para lograr la sostenibilidad en los centros de datos, para posteriormente idear un cronograma de actividades donde se especificará la ejecución escalonada de las iniciativas planteadas.
- Diagnóstico: En esta etapa se debe de realizar un autodiagnóstico del mismo centro de datos, una vez evaluadas las tecnologías presentes se deben de definir las métricas que se tomarán en cuenta para evaluar el progreso de estas alternativas de sostenibilidad.
- Ecologización: En la etapa de ecologización se deben llevar a cabo las actividades establecidas en el cronograma de actividades.
- Monitoreo el Control: Finalmente, se evalúa tanto el cumplimiento de las actividades del cartograma como los resultados del proceso, para así llegar a puntos de mejora.
Optimización tecnológica en centros de datos
Complementando este método, Osman (2021) y Buyya (2023) proponen en sus artículos un enfoque más centrado en la optimización del consumo energético. Por un lado Buyya propone una gestión integrada de eficiencia energética y recursos, destacando la importancia de medidas específicas como la optimización del enfriamiento de servidores, la adopción de energías renovables y la gestión adecuada de los residuos electrónicos. De este modo se busca no solo reducir el consumo energético, si no el promover prácticas sostenibles para la gestión de residuos. Buyya pretende con su investigación reducir el consumo energético de los centros de datos hasta en un 80% para el año 2030, mitigando en gran medida el impacto ambiental.
Por otro lado, Osman propone implementar modelos de optimización para mitigar este impacto ambiental de los centros de datos. Propone estrategias como la virtualización de los servidores y un diseño más eficiente de la infraestructura, esto incluye el uso de sistemas de refrigeración mucho más eficientes y materiales sostenibles para la construcción. Se busca que estos modelos de optimización reduzcan el consumo energético hasta en un 38%, lo que puede significar un gran paso en el control del impacto ambiental de la nube.
Conclusión
Los estudios revisados proporcionan una visión integral sobre el impacto ambiental de la nube y los desafíos sociales asociados a la infraestructura digital. Es importante tomar en cuenta el impacto ambiental que nuestras actividades digitales tienen en el medio ambiente y en las comunidades en general, de esta manera podemos comenzar a indagar en las alternativas que se tienen para llegar a el escenario de sostenibilidad, donde los sectores sociales, económicos y ambientales se encuentran en equilibrio.
Finalmente se debe de resaltar que existe un futuro prometedor para el mundo de la nube y los centros de datos. Los resultados obtenidos de los artículos estudiados son prometedores, ya que tienen resultados con porcentajes de ahorro de energía alentadores. Si bien estas alternativas no llegan a la perfección y cuentan con muchas áreas de mejora, no se puede ignorar el hecho que sientan las bases para una nueva generación de centros de datos más sostenibles.
Leer también: IA y medio ambiente: ¿Cómo la inteligencia artificial ayuda a las empresas a ser más sostenibles?.
Referencias
- The MIT Press Reader. (2022, 22 febrero). The Staggering Ecological Impacts of Computation and the Cloud. https://thereader.mitpress.mit.edu/the-staggering-ecological-impacts-of-computation-and-the-cloud/
- Arroba, P., Buyya, R., Cárdenas, R., Risco‐Martín, J. L., & Moya, J. M. H. (2023). Sustainable Edge Computing: Challenges and Future Directions. arXiv (Cornell University). https://doi.org/10.1002/spe.3248
- Marcillo Sánchez, P. M., & Román Barrezueta, L. D. (2024). Centros de datos verdes en Ecuador: Una estrategia para disminuir la emisión de CO2 en los Centros de Datos ecuatorianos. Serie Científica de la Universidad de las Ciencias Informáticas. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=8955428
- Ahmed Osman, A., Sagahyroon, A., & Aburukba, R. (2021). Optimization of energy consumption in cloud computing datacenters. International Journal Of Electrical And Computer Engineering (IJECE). https://ijece.iaescore.com/index.php/IJECE/article/view/21942
- Autor: José Manuel Corona Álvarez
- Fecha de elaboración: 28 de marzo 2024
- Fecha de publicación: 23/05/24
- Categoría para la web: Investigaciones
