El uso "vertiginoso" de los recursos por parte de la IA podría ser un obstáculo para lograr los objetivos climáticos, argumentan los expertos
Publicado el 9 de agosto de 2023
El crecimiento de la IA supondrá una mayor carga ambiental para el planeta, dicen los 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 informática. Más tarde apodada la Máquina de Turing, implicaba un sistema con una cabeza que lee y escribe datos poco a poco en un rollo infinito de cinta, y se convirtió en una idea fundamental en informática.
La artista e ingeniera ambiental centrada en la tecnología Tega Brain argumenta que esta idea de un rollo infinito de cinta todavía tiene eco en la forma en que la sociedad piensa sobre la informática.
"El rollo infinito de cinta representa la potencia de cálculo", dijo Brain a Dezeen. "Al principio del campo, produjeron este imaginario de computación ilimitada, y eso es algo a lo que creo que el campo todavía aspira".
"Pero también el rollo de cinta es de papel, por lo que es material y por lo tanto es limitado. Una tirada infinita nunca va a ser posible.
Una creciente comunidad de académicos está preocupada por el impacto ambiental de nuestra tendencia contemporánea a ver lo digital como divorciado de lo físico.
Las acciones en línea tienen un coste material considerable. Se ha estimado de manera creíble que el sector de la tecnología de la información y las comunicaciones (TIC) representa al menos del 2 al 4 por ciento de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero.
Se estima que la aviación, un sector mucho más examinado, representa el 2 por ciento de las emisiones de GEI.
Se espera que la parte de las emisiones asociadas con las TIC crezca, en gran parte debido al auge de la inteligencia artificial (IA) y la cantidad de potencia informática que se necesita para entrenar modelos en grandes conjuntos de datos.
El aumento de la demanda de energía es una barrera para los objetivos de energía limpia
Los expertos tienden a estar de acuerdo en que es poco probable que las demandas de energía y las emisiones de carbono relacionadas con la IA sean tan alarmantes como lo son para las criptomonedas y los NFT.
Sin embargo, la tendencia de crecimiento de la IA, con modelos más complejos cada vez más comunes, significa que esto podría cambiar.
"La IA puede tener una visión prometedora y de alta tecnología del futuro, pero donde sea que viva, se verá muy beige, se verá poco notable, tendrá un gran impacto en las capas freáticas y requerirá mucha electricidad", advirtió Anne Pasek, investigadora de tecnología y clima que recientemente publicó un zine llamado Getting Into Fights with Data Centers.
La huella de carbono de la tecnología proviene casi en su totalidad del uso de energía de sus hogares físicos, los centros de datos que albergan sus unidades de procesamiento.
Hay al menos 8.000 centros de datos en todo el mundo, que varían en tamaño desde pequeños edificios de oficinas hasta instalaciones de "hiperescala", en su mayoría propiedad de Amazon, Microsoft y Google, que impulsan la nube y abarcan campos de fútbol.
A nivel mundial, el consumo mundial estimado de electricidad del centro de datos es de alrededor de 240-340 terrawatt horas, o alrededor del 1 al 1,3 por ciento de la demanda mundial, excluyendo la minería de criptomonedas.
En Irlanda, los centros de datos utilizan aproximadamente el 18 por ciento de la electricidad total del país, lo que significa que sus 70 centros de datos consumen más energía que todas las viviendas urbanas combinadas.
Los centros de datos son cada vez más eficientes. Si bien el número de instalaciones se ha duplicado desde 2015 y sus cargas de trabajo se han más que triplicado, su consumo de energía ha aumentado menos, entre un 20 y un 70 por ciento.
Pero Pasek señala que incluso una nueva "instalación ángel ecológica ultra eficiente y de última generación" sigue representando una demanda adicional en la red en general.
"Puede ser más limpio que antes, pero si todo lo que estamos haciendo es mejorar la eficiencia, en realidad no estamos cambiando la trayectoria en general", dijo.
"Nuestra mejor estrategia para abordar el cambio climático es electrificar todo y hacer que la electricidad sea limpia, pero será exponencialmente más difícil lograr ese objetivo si no reducimos la demanda al mismo tiempo", continuó Pasek.
Calcular la participación de la IA en esta factura de energía es difícil. Un estudio de 2019 sugirió que entrenar un solo modelo de aprendizaje profundo podría usar entre 27 y 656.347 kilovatios hora de electricidad, produciendo cinco veces las emisiones de carbono de por vida de un automóvil.
Esto es ampliamente visto como un ejemplo extremo, pero Brain señaló que "los recursos que estarían siendo utilizados por algo como OpenAI, con su adopción sin precedentes, serán deliciosos".
"Siempre tenemos que tener ese gran asterisco allí que es una especie de conjetura en la oscuridad", dijo Pasek. "Eso significa que la verdadera pregunta no es 'qué tan malas son nuestras cosas actuales', sino más bien, ¿qué tipo de planes futuros, implementaciones y modelos de negocios se están soñando?"
Competencia por los escasos suministros de agua
Los centros de datos también utilizan grandes cantidades de agua para los sistemas de refrigeración que evitan que sus bastidores de servidores se sobrecalienten.
En un polémico estudio, los investigadores estimaron que por cada conversación de ChatGPT de 20-50 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 el uso o la capacitación de 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 usaron 5,2 mil 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, y señala que los 350 millones de galones de agua que utiliza representan casi un tercio del uso de agua para toda la ciudad de 16.000 residentes.
Ese número aumentará con la apertura planificada de dos centros de datos más allí, pero algunos expertos han advertido que esto podría afectar a los peces y la vida silvestre en las corrientes de agua de origen, así como a otros usuarios de agua.
"Es una demanda muy importante puesta en la infraestructura local", dijo Pasek. "Y también significa que el nivel freático de la región está bajo estrés. Si hay una sequía, los centros de datos pueden competir con la agricultura y con el uso de la ciudad".
En algunas zonas del mundo, las sequías ya han llevado a la población local a entrar en conflicto con los centros de datos.
Este año, en la capital uruguaya de Montevideo, los residentes que sufren una escasez de agua tan grave que se ha 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 encabezaron un movimiento de oposición que incluso hizo que el país impusiera una prohibición de nueve meses a la construcción de nuevos centros.
Necesidades tecnológicas vinculadas al auge de la minería
Con la IA, el impulso para construir más centros de datos, hardware e infraestructura energética también tiene un coste en materias primas intensas en carbono que van desde el hormigón 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 de la batería, crezca a 1,1 millones de toneladas métricas para 2040, más de 10 veces lo que se produce actualmente, y casi todo eso se utilizará para vehículos eléctricos o almacenamiento de energía.
Un tema clave es que los metales y minerales deben extraerse, y particularmente dada la lenta adopción de la industria tecnológica del reciclaje de desechos electrónicos y la circularidad que crea una carga ambiental y social que los países occidentales ricos han exportado principalmente al Sur Global.
El arquitecto e investigador Antonio del Giudice , quien ha trabajado con comunidades indígenas en Chile cuyas tierras se están utilizando para la minería de cobre y litio, dijo que Europa ha dado de baja regiones enteras como "zonas sacrificadas" para la minería.
También hay problemas con lo que sucede con estos materiales al final de su vida útil.
Si bien algunos líderes en la industria tecnológica, incluido Google, están progresando, la mayoría de las piezas en desuso de los centros de datos aún terminan en vertederos y se estima que los desechos electrónicos representan alrededor del 70 por ciento de la contaminación tóxica a nivel de superficie del mundo.
La mayoría de las piezas de los centros de datos desmantelados terminan en lugares como el "vertedero digital" de Agbogbloshie en Ghana, y se estima que los desechos electrónicos representan alrededor del 70 por ciento de la contaminación tóxica a nivel de superficie del mundo.
Por el contrario, hay al menos un área de la infraestructura de las TIC que es relativamente poco problemática: los cables submarinos que conectan los centros de datos y envían información volando por todo el mundo a través de fibra óptica. Están hechos principalmente de fibra de vidrio, acero y cobre.
La investigadora Nicole Starosielski, quien escribió el libro sobre el tema, le dijo a Dezeen que los cables usan cantidades relativamente pequeñas de electricidad, producen pocas emisiones de carbono y tienen un efecto insignificante en el medio marino.
Incluso quiere que se instalen más cables para brindar a las naciones más aisladas un mejor respaldo contra los daños y para conectar más partes del mundo con centros de datos en las ubicaciones de menor impacto.
"[Los cables] son del tamaño de una manguera de jardín, permanecen en su lugar durante 25 años y son en gran medida neutros", dijo Starosielski. "Yo abogaría por tender más cables, especialmente para conectarse a centros de datos en centros de energía verde".
Repensar la tecnología y el uso de materiales
Algunos investigadores de IA argumentan que promete importantes beneficios ambientales, desde encontrar eficiencias hasta lograr un gran avance en la fusión nuclear para la energía renovable.
Pero otros piden que la sostenibilidad tenga más protagonismo en las directrices éticas para la IA. Charlotte Freitag, Mike Berners-Lee y sus coautores en el documento de 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.
Brain, por su parte, identifica un papel potencial para los diseñadores front-end, que podrían introducir una transparencia en torno al uso de materiales en las interfaces para alentar 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 pensar cómo podría ser Internet si aceptamos la intermitencia de la energía solar.
"La forma en que se diseñan las interfaces es hacer que su contenido parezca mágico", dijo. "No hay divulgación sobre los recursos o el contexto en el que opera el sistema. El diseño suave y sin costuras se trata deliberadamente de hacer que sea opaco".
AItopia
Este artículo forma 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 ahora como en el futuro.
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