El creciente problema del despilfarro de la IA y cómo resolverlo

Uno de los argumentos a favor de invertir mucho en la IA, especialmente en las versiones que consumen muchos recursos, como los modelos lingüísticos extensos (LLM), es el argumento de que estas poderosas tecnologías tienen el potencial de ayudar a resolver los desafíos climáticos y de sostenibilidad. Pueden ayudar a optimizar los sistemas de energía renovable, predecir el clima e incluso a descubrir nuevos materiales. Sin embargo, en el centro de este argumento hay una paradoja: si bien es cierto que la IA tiene el potencial de fomentar la sostenibilidad, su impacto ambiental podría anular gran parte de sus beneficios.

El considerable demandas de energía y agua del entrenamiento y la inferencia de modelos de IA son los puntos de preocupación más importantes.  Pero la creciente intensidad de los recursos, la generación de residuos y las presiones sobre los sistemas naturales son igualmente preocupantes. Esto se debe a que detrás de la naturaleza digital de la IA hay una gran cantidad de infraestructura física: incluidos servidores y chips de última generación, equipos de red, almacenamiento de datos, sistemas de control, racks y cables, todos alojados en grandes edificios de centros de datos, junto con infraestructura de alimentación, refrigeración y otros servicios auxiliares.

Todos estos componentes tienen un impacto físico real en el mundo, más allá de la energía. Por ejemplo, un análisis de un servidor Dell mostró que el uso operativo de energía solo contribuye aproximadamente a la mitad de las emisiones de carbono de todo su ciclo de vida: entre el 40 y el 50% de las emisiones provienen de los procesos y materiales de fabricación. Estos impactos también pueden ser muy específicos, y los problemas de biodiversidad se están convirtiendo en consideraciones reales a la hora de seleccionar y planificar los sitios. En otro ejemplo, la construcción de un plan Proyecto de centro de datos de Meta AI en los Estados Unidos se detuvo debido al descubrimiento de una especie de abeja poco común. Las novedades normativas, como la nueva ley sobre ganancias netas de biodiversidad del Reino Unido, también indican un énfasis creciente en mitigar el impacto ambiental de los proyectos de infraestructura, poniendo los ecosistemas locales bajo un mayor escrutinio.

Para lograr un verdadero impacto positivo en la sociedad, la IA debe ser sostenible desde el diseño.

A medida que las empresas (tanto proveedores como consumidores de IA) se enfrentan a presiones desde múltiples direcciones para abordar su impacto en las emisiones de gases de efecto invernadero (incluidas las emisiones de alcance 3 o indirectas), la biodiversidad y los derechos humanos en sus cadenas de suministro, tienen que considerar cómo sus ambiciones de IA afectan a su presencia. Microsoft, por ejemplo, informó de un Aumento del 30,9% en sus emisiones de alcance 3, impulsadas en gran medida por las emisiones incorporadas en los materiales de construcción de los centros de datos y el hardware de computación. Los líderes empresariales deben reconocer las implicaciones ambientales más amplias de la IA más allá del uso de energía y tomar medidas proactivas para mitigarlas. Estas preocupaciones no son solo obligaciones reglamentarias, sino que también afectan directamente a la reputación empresarial, a los costes operativos y a la competitividad a largo plazo.

La creciente carga de recursos de la infraestructura de IA

Se prevé que la capacidad mundial de los centros de datos sea el doble en los próximos cinco años, impulsada en gran parte por el rápido crecimiento de la IA, cuyo impacto va más allá de la demanda de energía. Tenga en cuenta esto: la fabricación de semiconductores por sí sola requiere más 300 materiales. Esto incluye minerales críticos como el oro, el cobre, el níquel y el paladio, que también son vital para las tecnologías de descarbonización como turbinas eólicas y baterías. Añadir la concentración de la oferta mundial en unas pocas regiones alimenta una feroz competencia por los recursos finitos.

Para agravar este problema está el problema de los residuos electrónicos. La IA generativa por sí sola podría contribuir a una estimación De 1,2 a 5 millones de toneladas de residuos electrónicos adicionales para 2030, añadiendo el equivalente a 495 torres Eiffel a la 62 millones de toneladas de residuos electrónicos producido a nivel mundial. Los residuos electrónicos contienen materiales peligrosos como plomo, arsénico y mercurio, que representan un riesgo importante para la salud humana y el medio ambiente. En la actualidad, solo el 22% se recicla formalmente en la actualidad, gran parte del cual termina en las economías en desarrollo de África, el sudeste asiático y Centroamérica y Sudamérica. En estas regiones, han surgido sectores informales en la extracción de materiales valiosos, como el cobre y el oro. Sin embargo, las prácticas inseguras, como la quema o la lixiviación con ácido, liberan contaminantes tóxicos y provocan graves daños ambientales y ponen en peligro la salud humana, especialmente a las mujeres embarazadas y los niños, según estimaciones de la Organización Internacional del Trabajo (OIT) en 2021 que 16,5 millones de niños en todo el mundo trabajan en sectores industriales, incluido el procesamiento informal de residuos electrónicos.

La expansión física de los centros de datos plantea otro desafío de sostenibilidad. Algunas de las instalaciones más grandes del mundo abarcan varios millones de pies cuadrados. La construcción de centros de datos consume mucho más acero y hormigón en comparación con los edificios comerciales para adaptarse al mayor peso de los racks de equipos de alta densidad. Estos materiales son notoriamente difíciles de descarbonizar y el auge de la IA impulsa la creación de una infraestructura informática aún mayor.

Una mala planificación del uso del suelo puede afectar aún más a los ecosistemas locales al contribuir a la pérdida de biodiversidad, la destrucción del hábitat, el estrés hídrico y la disipación del calor. En regiones como Talavera de la Reina (España), se prevé que el centro de datos de 191 000 hectáreas propuesto por Meta —planificado en antiguas tierras agrícolas— consuma más 665 millones de litros de agua anualmente en una región propensa a la sequía. La cuenca del río Tajo, que suministra agua a esta región, ya se enfrenta a una escasez recurrente debido al cambio climático, lo que plantea dudas sobre la sostenibilidad de estos proyectos que consumen muchos recursos.

Esto refleja las tensiones más amplias entre el crecimiento tecnológico y la preservación del medio ambiente, así como los derechos socioeconómicos de las comunidades agrícolas y locales. Con el empeoramiento de la escasez mundial de agua, abordar estas demandas contrapuestas será fundamental para garantizar un desarrollo sostenible y equitativo.

Cómo podría ayudar una economía circular

La economía circular ofrece un camino a seguir. Al replantearse el uso de los recursos, extender la vida útil del hardware de IA y desarrollar sistemas de reciclaje sólidos, las empresas no solo pueden reducir su huella medioambiental sino también impulsar la innovación y la competitividad. Basándose en nuestro desarrollo anterior Marco de 4 usos ofrece varias ideas sobre cómo la circularidad puede mejorar la sostenibilidad de las operaciones de IA.

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Estos enfoques se pueden aplicar en toda la gama de computación de IA:

Equipo de computación circular

Gran parte de la presión sobre los recursos y los residuos electrónicos se debe al uso lineal de equipos como servidores y almacenamiento de datos, en los que los dispositivos se utilizan y se desechan. La vida útil de los equipos de computación se reduce cada vez más con el deseo constante de obtener más rendimiento y ciclos de actualización tecnológica más cortos. La circularidad comienza con repensar la forma en que se diseñan, fabrican y mantienen los dispositivos.

Por ejemplo, Cisco demuestra cómo se puede aplicar la circularidad al hardware de computación mediante un diseño modular, un uso responsable del material y sistemas de recuperación sólidos. Los sistemas modulares prolongan la vida útil del hardware al permitir reparar, reemplazar o actualizar los componentes en lugar de desechar dispositivos enteros ( usar durante más tiempo). Si bien la modularidad implica diseños iniciales más complejos, reduce las necesidades de fabricación a lo largo del ciclo de vida del producto, reduciendo el uso de materias primas en un 40% y la energía incorporada en un 66% ( usar menos). Cisco aplica este principio en todos sus productos, incluidos los cables, donde los módulos de punto final se pueden actualizar de forma individual, conservando materiales y minimizando los residuos.

El uso responsable del material es otra piedra angular de la computación circular. El objetivo de Cisco es reducir el uso de plástico virgen en un 50% para 2025 mediante la integración de alternativas recicladas, como el plástico posconsumo, en productos como el Webex Room Bar (un 55% de materiales reciclados) y el UCS X-Series (77%). En asociación con los proveedores, Cisco recupera los materiales del hardware fuera de servicio y rediseña los envases para eliminar el plástico en favor de soluciones basadas en fibra ( usar de manera diferente ). A través de su programa «Refresh», Cisco reacondiciona y revende equipos usados para satisfacer la demanda y, al mismo tiempo, reducir los residuos y el carbono incorporado ( usar de nuevo). Iniciativas como la aplicación «Send IT Back» y las asociaciones con socios del canal, como WWT, simplifican la logística inversa, el proceso de devolución de productos y componentes usados para su reutilización, restauración, reciclaje o eliminación segura.

Los equipos de computación circular destacan cómo el diseño inteligente, el uso eficiente de los materiales y las estrategias sólidas al final de su vida útil pueden transformar la industria de un modelo lineal a uno que maximice la eficiencia de los recursos en cada etapa.

Centros de datos circulares

Los edificios de los centros de datos son otra fuente de presión sobre los recursos, las emisiones y los residuos. A nivel mundial, los edificios contribuyen El 39% de las emisiones mundiales, del cual el 11% proviene de materiales y construcción, lo que se ve amplificado por las exigencias estructurales específicas de los centros de datos.

Sustituir los materiales que consumen mucho carbono, como el hormigón y el acero, por alternativas sostenibles es una solución ( usar de manera diferente). Por ejemplo, Microsoft utilizó madera contralaminada (CLT) en dos Centros de datos de Virginia, reduciendo el carbono incorporado hasta un 65% en comparación con las construcciones de hormigón. La CLT, cuando se obtiene de forma sostenible, ofrece una alternativa viable con bajas emisiones de carbono, especialmente teniendo en cuenta los altos costes y la limitada disponibilidad del hormigón y el acero ecológicos. Microsoft también está incorporando requisitos de materiales con bajas emisiones de carbono en los contratos con los proveedores y presionando a los principales proveedores para que hagan la transición a una electricidad 100% libre de carbono de aquí a 2030. Además, los diseños inspirados en la biomimética, como los sistemas de refrigeración pasiva, reducen aún más el impacto ambiental ( usar de manera diferente).

Más allá de la sustitución de materiales, la reutilización de las estructuras existentes puede tener beneficios aún mayores ( usar de nuevo). Inicie el campus en Portugal reutilizó la infraestructura de una planta de carbón fuera de servicio para crear un sistema de refrigeración con agua de mar para su centro de datos SINES de 1,2 gigavatios, lo que redujo su huella medioambiental. El EcoDatacenter en Suecia (otra construcción de CLT) se lleva el usar de nuevo principio aún más al convertir los flujos de residuos —en este caso, el enorme calor de los equipos de computación— en recursos para las industrias locales, como la piscicultura y los invernaderos, en asociación con WA3RM, una empresa de desarrollo de proyectos industriales circulares.

La construcción modular prefabricada también apoya la circularidad. Por ejemplo, los materiales de madera renovables utilizados en los componentes prefabricados permiten un montaje más rápido, reducir los residuos y la escalabilidad o reutilización futuras de las estructuras de los centros de datos ( usar durante más tiempo). Estos enfoques demuestran cómo los principios innovadores de diseño y reutilización pueden abordar la creciente presión sobre los recursos que supone la expansión de los centros de datos.

Evitar el daño debería ser solo el principio; la próxima frontera es que los centros de datos generen un impacto neto positivo en sus entornos locales. Microsoft está adoptando este enfoque con el centro de datos regenerativo concepto diseñado para la mejora de la biodiversidad, la administración del agua y la integración de los ecosistemas y otras medidas. Un aprendizaje clave es la importancia de adaptar las soluciones a los contextos locales, teniendo en cuenta las necesidades de los materiales, los ecosistemas, la infraestructura y la comunidad. El enfoque de Microsoft consistía en desarrollar guías de diseño globales para varios biomas y permitir la adaptación localizada.

Cosas a tener en cuenta

A medida que la adopción de la IA se acelera, la circularidad debe ser una prioridad en todos los ámbitos.

Para los proveedores de servicios de IA, la circularidad no es solo un medio para cumplir los objetivos de sostenibilidad internos, sino que se está convirtiendo rápidamente en un diferenciador competitivo, ya que los clientes buscan soluciones sostenibles que se ajusten a sus compromisos climáticos, lo que convierte a la circularidad en un factor clave para ganar y retener negocios.

Para los compradores de IA, la sostenibilidad no puede seguir siendo una idea tardía. Involucre a sus proveedores en sus hojas de ruta de circularidad y colabore para ampliar los esfuerzos que reducen la presión sobre los residuos, las emisiones y los recursos vírgenes a fin de crear cadenas de valor más resilientes y sostenibles.

Para los proveedores de ofertas circulares , el auge de la IA presenta una oportunidad de liderar. Los grandes hiperescaladores pueden estimular la demanda y la expansión de innovaciones sostenibles en sectores difíciles de reducir, como los materiales de construcción, lo que ofrece la oportunidad de dar forma a los mercados impulsados cada vez más por la sostenibilidad.

Para todos, recuerde que la circularidad es un viaje, no un destino. No todas las respuestas están claras todavía, pero es esencial establecer objetivos ambiciosos y con plazos precisos y centrarse en un progreso mensurable. Empiece con objetivos alcanzables y adáptese continuamente a través del aprendizaje. Priorice el seguimiento y la métrica. Si bien las tasas de emisiones y reciclaje están bien establecidas, las medidas emergentes, como la biodiversidad y la circularidad, serán fundamentales para definir el éxito a largo plazo.