Autor: José Manuel Corona Álvarez
Fecha de elaboración: 28 de marzo 2024
Fecha de publicación: 23/05/2024
Categoría para la web: Investigaciones
Resumen
A lo largo de este artículo se aborda el impacto ambiental y social de la infraestructura digital, destacando el crecimiento exponencial de la nube y los centros de datos y su contribución al cambio climático y a la escasez de recursos. Se toman en cuenta cuatro de los impactos más importantes, la contaminación atmosférica, la escasez de agua, la generación de residuos electrónicos y los desafíos sociales asociados a la ubicación de los centros de datos.Para mitigar estos impactos, se proponen diversas medidas como la gestión integrada de eficiencia energética y recursos, la optimización del enfriamiento de los servidores o 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 alrededor de todo el mundo ha transformado en gran medida la forma en la que vivimos, trabajamos y nos comunicamos con otras personas. Sin embargo, este avance tecnológico no está exento de tener consecuencias ambientales significativas. El crecimiento exponencial de los centros de datos, la demanda de energía para alimentarlos y la proliferación de dispositivos conectados están ejerciendo una presión considerable sobre nuestros recursos naturales y a su vez están contribuyendo al cambio climático. Por dicho motivo, el estudio y la mitigación del impacto ambiental y social de la nube se ha convertido en un área de investigación muy importante en la actualidad para conseguir entornos sostenibles en nuestra sociedad.
En el artículo presente, exploramos el estado actual del impacto ambiental y social de la infraestructura digital, centrándonos en cuatro estudios los cuales abordan este tema desde diferentes perspectivas. Analizaremos las implicaciones ambientales de la operación de los centros de datos, la eficiencia energética dentro de los mismos, y algunas de las estrategias estudiadas e implementadas para reducir el consumo de energía en los centros de datos y optimizar los recursos utilizados para el funcionamiento de estás tecnologías. Asimismo, identificamos los desafíos críticos que enfrentamos en la búsqueda de un internet más sostenible y amigable con el medio ambiente. Al abordar estos problemas importantes de manera integral, se espera sentar las bases para un futuro más sostenible y respetuoso con el medio ambiente y los recursos naturales.
Impactos ambientales y sociales 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 atmosfera 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 resultado en un aumento de los residuos generados por los centros de datos y por el uso de la tecnología moderna. Según Gonzalez (2022) desde la creación del primer teléfono inteligente, se han fabricado más de siete mil millones de dispositivos de ese tipo, y tomando en cuenta está información proviene del año 2022 es razonable pensar que dicho número ha aumentado. Aunado a esto, debido a la obsolescencia programada y a fines únicamente lucrativos, la vida útil de estos aparatos electrónicos es casi nula, menor a dos años. Además de los residuos generados por esta vida útil casi nula de los aparatos electrónicos, también podemos encontrar información acerca del alto grado de contaminación generada por la fabricación de estos productos, según el historiador Nathan Ensmenger y el artículo de Steven Gonzalez, la fabricación de una sola 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 que generan, los centros de datos y las tecnologías de la información también plantean desafíos sociales de alta importancia, como la distribución desigual de los beneficios y el impacto a las comunidades locales. A menudo, la ubicación de los centros de datos se decide en función de consideraciones económicas y de infraestructura, lo que puede llevar a una concentración de centro de datos en áreas urbanas o regiones con acceso privilegiado a recursos energéticos e hídricos. Una de las afectaciones más importantes es a los oídos de las comunidades locales, aunque suene extraño, la contaminación auditiva generada por los centros de datos es una problemática importante que se debe de tomar en consideración al hablar de estos temas.
Imagen 2. Consumo energético y emisiones de los centros de datos
Fuente: Data Center Dynamics
Medidas de mitigación y alternativas
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.
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 nos logran proporcionar una visión integral de los desafíos ambientales y 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.
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