El crecimiento de la IA supondrá una carga ambiental mayor para el planeta, según expertos que argumentan que es hora de pensar en las infraestructuras físicas invisibles de nuestra tecnología.
En la década de 1930, Alan Turing ideó un modelo conceptual temprano para la computación. Luego conocido como la Máquina de Turing, implicaba un sistema con una cabeza que lee y escribe datos bit a bit en un rollo infinito de cinta, y se convirtió en una idea fundamental en la ciencia de la computación.
La artista y ingeniera medioambiental especializada en tecnología, Tega Brain, argumenta que esta idea de un rollo infinito de cinta aún se refleja en la forma en que la sociedad piensa sobre la informática.
"El rollo infinito de cinta representa el poder de cómputo", dijo Brain a Dezeen. "Al principio del campo, crearon esta imagen de una computación ilimitada, y eso es algo a lo que creo que el campo aún aspira".
"Pero también el rollo de cinta es papel, por lo que es material y, por lo tanto, tiene límites. Un rollo infinito nunca será posible".
A diferencia del concepto original de Turing, este modelo físico de la Máquina de Turing solo tiene un rollo de cinta limitado. Foto por Rocky Acosta.
Una creciente comunidad de académicos se preocupa por el impacto ambiental de nuestra tendencia contemporánea a ver lo digital como algo separado de lo físico.
Las acciones en línea tienen un costo material considerable. Se estima de manera creíble que el sector de tecnología de la información y comunicación (TIC) representa al menos el 2 al 4 por ciento de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.
La aviación, un sector mucho más examinado, se estima que representa el 2 por ciento de las emisiones de GEI.
Se espera que el segmento de emisiones asociadas a las TIC crezca, en gran parte debido al auge de la inteligencia artificial (IA) y la cantidad de energía de cómputo necesaria para entrenar modelos con conjuntos de datos masivos.
"El aumento de la demanda de energía es un obstáculo para los objetivos de energía limpia"
Los expertos suelen estar de acuerdo en que las demandas de energía y las emisiones de carbono relacionadas con la IA no serán tan alarmantes como las de las criptomonedas y los NFT.
Sin embargo, la tendencia de crecimiento de la IA, con modelos más complejos que se vuelven comunes, podría cambiar esto.
"La IA puede tener una visión promisoria y de alta tecnología del futuro, pero dondequiera que viva esa IA, se verá muy aburrida, no tendrá nada de especial, tendrá un gran impacto en las fuentes de agua y requerirá mucha electricidad", advirtió Anne Pasek, una investigadora en tecnología y clima que recientemente publicó un zine llamado "Enfrentándose a los Centros de Datos".
La huella de carbono de la tecnología proviene casi en su totalidad del uso de energía de sus hogares físicos, es decir, los centros de datos que albergan sus unidades de procesamiento.
Existen al menos 8.000 centros de datos en todo el mundo, que van desde pequeños edificios de oficinas hasta las instalaciones "hiperescalares", en su mayoría propiedad de Amazon, Microsoft y Google, que alimentan la nube y abarcan campos de fútbol.
Compañías como Google utilizan vastos centros de datos que consumen grandes cantidades de energía. Foto cortesía de Google (también en la parte superior). A nivel mundial, el consumo global estimado de electricidad de los centros de datos es de aproximadamente 240-340 teravatios por hora, o alrededor del 1 al 1,3 por ciento de la demanda global, excluyendo la minería de criptomonedas.
En Irlanda, los centros de datos utilizan aproximadamente el 18 por ciento del total de electricidad del país, lo que significa que sus 70 centros de datos consumen más energía que todas las viviendas urbanas combinadas.
Los centros de datos están volviéndose más eficientes. Aunque el número de instalaciones se ha duplicado desde 2015 y su carga de trabajo se ha triplicado, su consumo de energía ha aumentado menos, entre el 20 y el 70 por ciento.
Pero Pasek señala que incluso una nueva "instalación ultradeficiente, de vanguardia y ecológica" aún representa una demanda adicional en la red en general.
"Puede ser más limpia que antes, pero si todo lo que estamos haciendo es mejorar la eficiencia, no estamos cambiando realmente la trayectoria en general", dijo.
"Nuestra mejor estrategia para abordar el cambio climático es electrificarlo todo y hacer que la electricidad sea limpia, pero será exponencialmente más difícil lograr ese objetivo si no reducimos también la demanda al mismo tiempo", continuó Pasek.
Calcula la participación de la inteligencia artificial en esta factura de energía es difícil. Un estudio de 2019 sugirió que entrenar un solo modelo de aprendizaje profundo podría consumir entre 27 y 656,347 kilovatios-hora de electricidad, lo que produce cinco veces las emisiones de carbono de un automóvil a lo largo de su vida útil.
Esto se ve ampliamente como un ejemplo extremo, pero Brain señala que "los recursos que se estarían utilizando en algo como OpenAI, con su adopción sin precedentes, serán asombrosos".
"Siempre tenemos que tener en cuenta esa gran advertencia de que es más o menos una suposición a ciegas", dijo Pasek. "Eso significa que la pregunta real no es 'qué tan malo es lo que tenemos actualmente', sino más bien, qué tipo de planes futuros, despliegues y modelos de negocio se están ideando".
Competencia por recursos hídricos escasos
Los centros de datos también utilizan grandes cantidades de agua para los sistemas de enfriamiento que evitan el sobrecalentamiento de sus racks de servidores.
En un estudio controvertido, los investigadores estimaron que por cada conversación de ChatGPT de 20 a 50 preguntas, se "bebería" una botella de agua de 500 mililitros en un centro de datos.
Pero si bien el consumo de agua de un proceso en particular, como utilizar o entrenar una IA, es difícil de cuantificar, las cifras de los propios centros de datos son más concretas.
Después de años de secreto, Google ha comenzado a publicar sus estadísticas de uso, informando que sus centros de datos en todo el mundo utilizaron 5.200 millones de galones de agua en 2022.
En su zine, Pasek utiliza el centro de datos de Google en The Dalles, Oregón, como caso de estudio, señalando que los 350 millones de galones de agua que utiliza representan casi un tercio del consumo de agua de toda la ciudad de 16.000 habitantes.
Un estudio controvertido sugirió que cada conversación con ChatGPT utiliza 500 mililitros de agua. Foto de Charles Deluvio. Esa cifra aumentará con la apertura prevista de otros dos centros de datos allí, pero algunos expertos han advertido que esto podría afectar a los peces y la fauna silvestre de los arroyos de donde se obtiene el agua, así como a otros usuarios de agua.
"Es una demanda muy significativa para la infraestructura local", dijo Pasek. "Y además significa que el nivel freático de la región está bajo estrés. Si hay sequía, entonces los centros de datos pueden competir con la agricultura y el uso urbano".
En algunas áreas del mundo, las sequías ya han generado conflictos entre la población local y los centros de datos.
Este año, en la capital uruguaya de Montevideo, los residentes afectados por la escasez de agua, tan grave que se había añadido agua salada al suministro de agua potable protestaron contra los planes de construir un centro de datos de Google allí.
Después de la ola de calor de 2021 en los Países Bajos, los agricultores lideraron un movimiento de oposición que incluso llevó al país a imponer una prohibición de nueve meses para la construcción de nuevos centros.
La tecnología necesita está relacionada con el auge de la minería
Con la IA, la búsqueda de construir más centros de datos, infraestructura energética y de hardware también tiene un costo en materiales brutos intensivos en carbono, que van desde el concreto y el acero hasta el aluminio, el plástico, el vidrio, el silicio, el cobre, el oro y los minerales de tierras raras.
Se espera que la demanda mundial de litio, un metal clave para las baterías, crezca a 1,1 millones de toneladas métricas para 2040, más de diez veces de lo que se produce actualmente, y casi todo eso se utilizará en vehículos eléctricos o almacenamiento de energía.
Un problema clave es que los metales y minerales necesitan ser extraídos, y, especialmente dada la lenta adopción de la industria tecnológica del reciclaje de residuos electrónicos y la circularidad, esto crea una carga ambiental y social que los países occidentales ricos han exportado en su mayoría al Sur Global.
El arquitecto e investigador Antonio del Giudice, quien ha trabajado con comunidades indígenas en Chile cuyas tierras se utilizan para la minería de cobre y litio, afirmó que Europa ha dado por perdidas regiones enteras como "zonas sacrificadas" para la minería.
El litio se obtiene principalmente de minas en el Sur Global. Foto de Bruna Fiscuk. También existen problemas con lo que sucede con estos materiales al final de su vida útil.
Si bien algunos líderes de la industria tecnológica, incluido Google, están progresando, la mayoría de las piezas en desuso de los centros de datos aún terminan en vertederos junto con los desechos electrónicos. Se estima que estos desechos electrónicos representan alrededor del 70% de la contaminación tóxica a nivel mundial.
La mayoría de las piezas de los centros de datos desmantelados terminan en lugares como el "basurero digital" de Agbogbloshie en Ghana, donde se estima que los desechos electrónicos representan alrededor del 70% de la contaminación tóxica a nivel mundial.
En cambio, hay al menos una área de infraestructura ICT que es relativamente poco problemática: los cables submarinos que conectan los centros de datos y envían información a través de fibra óptica en todo el mundo. Estos cables están hechos principalmente de fibra de vidrio, acero y cobre.
¿Realmente los arquitectos perderán sus trabajos frente a la inteligencia artificial?
El investigador Nicole Starosielski, quien escribió sobre el tema, señaló que los cables submarinos utilizan cantidades relativamente pequeñas de electricidad, producen pocas emisiones de carbono y tienen un efecto insignificante en el medio ambiente marino.
Incluso propone que se coloquen más cables para brindar respaldo a las naciones más aisladas y conectar más partes del mundo con centros de datos en ubicaciones de menor impacto ambiental.
"Los cables tienen el tamaño de una manguera de jardín, permanecen en su lugar durante 25 años y son en su mayoría neutrales", dijo Starosielski. "Abogaría por instalar más cables, especialmente para conectar centros de datos en hubs de energía verde".
Repensando la tecnología y el uso de materiales
Algunos investigadores de IA argumentan que promete importantes beneficios medioambientales, desde encontrar eficiencias hasta lograr un gran avance en la fusión nuclear para la energía renovable.
Pero otros llaman a que la sostenibilidad tenga más prominencia en las pautas éticas para la IA. Charlotte Freitag, Mike Berners-Lee y sus coautores en el artículo sobre las emisiones del sector de las TIC señalan que la sostenibilidad es actualmente uno de los temas menos representados en estos ejercicios, pero que su inclusión podría ayudar a cambiar el paradigma.
Por su parte, Brain identifica un posible papel para los diseñadores de front-end, que podrían introducir una transparencia en el uso de materiales en las interfaces para animar a las personas a ver el mundo digital como entrelazado con los recursos del planeta.
Brain aboga por el diseño dentro de los límites planetarios, y su propia obra de arte, Solar Protocol, es una provocación para reflexionar sobre cómo podría ser internet si aceptamos la intermitencia de la energía solar.
"La forma en que se diseñan las interfaces es para que su contenido aparezca como por arte de magia", dijo. "No hay ninguna revelación sobre los recursos o el contexto en el que opera el sistema. El diseño fluido y sin problemas está deliberadamente diseñado para que eso sea opaco".
Ilustración de Selina YauAItopia
Este artículo es parte de la serie AItopia de Dezeen, que explora el impacto de la inteligencia artificial (IA) en el diseño, la arquitectura y la humanidad, tanto en el presente como en el futuro.
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