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El uso intensivo de agua de la IA, ¿amenaza al consumo humano?

La demanda global de IA podría generar hasta 6,6 mil millones de metros cúbicos, o 8,6 mil millones de yardas cúbicas, de extracción de agua para 2027.

25 de marzo, 2024

Eliane Sales

El uso intensivo de agua de la IA, ¿amenaza al consumo humano?

El agua es un recurso finito, frágil, complejo y multifacético, que se ha convertido en una fuente de poder que da lugar a posibles conflictos por los desequilibrios entre la elevada población mundial y la escasa disponibilidad del recurso en algunos países, y por su desigual distribución entre el consumo humano, su uso industrial y el agroalimentario.

Y con los grandes avances del siglo XXI, en la era digital, por la innovación tecnológica a partir de, entre otros, los grandes centros de data y la inteligencia artificial (IA), así como la minería de criptomonedas, el problema de escasez de agua se está agravando a pasos acelerados. Estos procesos tecnológicos son de uso intensivo de recursos naturales como energía, y en forma preocupante, del agua.

El agua se está agotando debido a su elevado consumo y desperdicio, y por los efectos del cambio climático. Aunque 70% de la superficie de la Tierra es agua, según Statista, el 97.5% está en océanos y mares, y es agua salada, mientras que solamente 2.5% es agua dulce.

Según datos de la UNESCO, en 2022 aproximadamente la mitad de los habitantes en el mundo experimentaron una grave escasez de agua durante al menos parte del año, mientras que una cuarta parte enfrentó niveles “extremadamente altos” de estrés hídrico, utilizando más del 80% de su suministro anual de agua dulce renovable.

Se estima que con un aumento de 2 .0 grados de la temperatura de la Tierra, las sequías serían un 65% más frecuentes, y crece la posibilidad de eventos climáticos que afecten todos los aspectos de la vida de los pueblos, globalmente.

¿Por qué la IA tiene tanta sed?

Según una investigación publicada esta semana en la revista Newsweek, del especialista Jeff Young, titulada “Porqué la IA tiene tanta sed: Los centros de datos utilizan enormes cantidades de agua”, la IA se está convirtiendo en un grave riesgo de estrés hídrico, por el excesivo uso de agua.

En la medida en que los operadores de centros de datos encienden los servidores que mantienen Internet en funcionamiento y hacen posible la IA, también necesitan grandes volúmenes de agua para enfriar esos servidores y evitar que se sobrecalienten. El creciente consumo del vital líquido en los centros de datos se está convirtiendo en un desafío para las comunidades que albergan la infraestructura de datos de las empresas tecnológicas.

Young basa su estudio en el estado de Iowa, en EU, que es uno de los mayores polos de atracción para los centros de datos de algunos de los gigantes tecnológicos del mundo, por su vasta energía eólica que proporciona la tasa más alta de energía renovable de ese país. Alrededor del 60% de la electricidad de Iowa proviene de fuentes renovables, por lo que las empresas de tecnología pueden alimentar sus centros de datos allí y alcanzar gran parte de los objetivos climáticos fijados para uso de energía baja en carbono.

Según su análisis, el uso del agua por parte de estas empresas está prácticamente deshidratando importantes regiones de Iowa. “Hay un centro de datos en un suburbio llamado Altoona donde están usando aproximadamente una quinta parte del agua que usa la ciudad, su explotación es desmedida.”

El auge de la IA se está sumando a la demanda tradicional de agua. Esta situación está tensando las decisiones sobre el mejor uso que se le daba dar al agua, junto con los usos tradicionales que el Estado debe equilibrar, como la agricultura, la industria y los sistemas residenciales. Investigaciones recientes muestran que la enorme potencia informática, los chips más grandes y los servidores adicionales necesarios para la IA no sólo aumentan significativamente la demanda de electricidad, sino que también hacen que muchos de esos centros de datos “tengan mucha más sed”. Las proyecciones para los próximos años muestran que “el crecimiento global de la IA podría requerir más agua de la que consumen algunas pequeñas naciones”.

¿Qué hace que la IA tenga tanta sed?

Young cita a Shaolei Ren, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de California, que ha estado investigando el uso del agua de parte de las grandes tecnologías durante aproximadamente una década.

Ren señala que además de hablar de las emisiones de carbono cuando se estudia informática sostenible, ahora “el agua también es una métrica fundamental”.

El trabajo más reciente de Ren se centra precisamente en cómo la IA está aumentando el uso del agua, y cita los siguientes casos:

Un modelo de lenguaje grande como ChatGPT-3 de OpenAI, es un proceso que requiere un uso intensivo de datos y energía, y que impulsa un mayor uso del agua. Ren descubrió que “entrenar GPT-3 en los centros de datos de alta gama de Microsoft puede evaporar directamente 700.000 litros, o alrededor de 185.000 galones, de agua”. Una vez que el modelo de IA está en uso, cada inferencia o respuesta a consultas también requiere energía y enfriamiento, y eso también requiere mucho trabajo. Ren estima que “GPT-3 necesita ´beber´ una botella de agua de 16 onzas por aproximadamente cada 10 a 50 respuestas que da, y cuando el modelo responde miles de millones de consultas, eso se suma”. La IA está aumentando considerablemente la energía que necesitan los centros de datos.

“Cuando generamos electricidad mediante centrales eléctricas de carbón o centrales nucleares, en realidad también consumimos mucha agua“. Para obtener una medida completa del uso del agua, Ren analizó tanto el agua utilizada directamente para enfriar los servidores en un centro de datos, como el agua utilizada en la generación de electricidad que requieren los centros de datos.

La demanda global de IA podría generar hasta 6,6 mil millones de metros cúbicos, o 8,6 mil millones de yardas cúbicas, de extracción de agua para 2027. Para poner eso en perspectiva, lo comparó con la cantidad de agua que usan algunos países. “Si se suman toda esa agua y la aplicamos al crecimiento proyectado de la IA en los próximos años, el total alcanza rápidamente un nivel asombroso”. El análisis de Ren concluye que esto equivaldrá “aproximadamente a cuatro o seis Dinamarca de extracción nacional de agua.”

En el caso del entrenamiento de IA de Microsoft, el estudio de Ren señala que su uso total de agua de creció un 34% en 2022, y ese aumento probablemente se deba, al menos en parte, a las demandas de la IA.

Supuestamente, Microsoft ha señalado que la compañía se ha fijado el objetivo de convertirse en “agua positiva” para 2030, lo que significa que devolverá al medio ambiente más agua de la que utiliza. El vicepresidente de energía de Microsoft, Bobby Hollis, ha dicho que las necesidades de energía y agua están estrechamente entrelazadas y deben considerarse en conjunto para optimizar el desempeño de sostenibilidad de un centro de datos. Pero aún no hay resultados cuantificables de sus estrategias.

Trabajan en un proyecto de investigación para determinar la viabilidad de centros de datos submarinos alimentados con energía renovable marina. El Proyecto Natick busca comprender los beneficios y las dificultades de implementar centros de datos submarinos en todo el mundo.

Equinix es uno de los proveedores de infraestructura de datos más grandes globalmente. Según su vicepresidente de sostenibilidad, Christopher Wellise, la empresa está adaptando inteligentemente las operaciones de su centro de datos a las condiciones y necesidades locales. Por ejemplo, en los países nórdicos, podemos “utilizar mucha refrigeración por aire libre para procurar el ahorro del agua”.

Y en las ciudades europeas con sistemas de calefacción urbana, el calor “residual” de los servidores de datos puede enviarse a través de una red central de tuberías y conductos para calentar hogares y edificios. “En Helsinki calentamos miles de hogares, como una forma de reciclar las energías”.

Con base en lo anterior, puede concluirse que en los gobiernos recae una gran responsabilidad para establecer lineamientos y reglas claras sobre la utilización de los recursos energéticos de parte de los conglomerados tecnológicos, su resarcimiento y mitigación del impacto ambiental.

Se deben promulgar políticas y métricas en torno al acceso al agua y de gestión compartida que sean justas y equitativas, y debe procurarse que las empresas tecnológicas retribuyan a las comunidades en las que participan.

El estrés hídrico es una realidad en distintas regiones a nivel global. Debemos cuidar el agua para evitar una catástrofe. El progreso no es tal, si es a costo de nuestra propia supervivencia. Debemos evitar que la IA controle nuestro destino; en el caso del agua, no podemos cederle nuestro derecho a la vida.