Uma enorme onda de calor que varre os Estados Unidos está a sobrecarregar a rede eléctrica e o abastecimento de água do país, pondo à prova o apoio público à rápida expansão dos centros de dados de IA, que consomem grandes quantidades de electricidade e água.
A onda de calor surge num momento em que os EUA correm para construir milhares de novos centros de dados de IA para apoiar o rápido crescimento da inteligência artificial. Os serviços públicos, os reguladores e os decisores políticos têm alertado cada vez mais que o ritmo da construção está a ultrapassar a expansão da infra-estrutura eléctrica e hídrica do país.
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Em todo o espectro político, os legisladores apelam a uma maior supervisão dos centros de dados. O governador do Texas, Greg Abbott, pediu a proibição da construção de data centers em áreas rurais durante uma parada de campanha na terça-feira. O governador em exercício do Texas disse anteriormente que os data centers deveriam gerar sua própria energia e reutilizar a água.
Entretanto, à esquerda, políticos, incluindo o senador Bernie Sanders, de Vermont, e a deputada Alexandria Ocasio-Cortez, de Nova Iorque, apelaram a uma moratória na construção de novos centros de dados.
Adiar a construção de data centers é uma posição popular. Sete em cada 10 americanos opuseram-se à construção de centros de dados nas suas comunidades locais, de acordo com um inquérito recente da Gallup, com metade deles citando o uso excessivo de recursos, incluindo energia e abastecimento de água, como a principal preocupação.
Os data centers respondem por 4% da demanda de energia dos EUA. Espera-se que esse número aumente para 9% até 2030, de acordo com o Departamento de Energia dos EUA.
A cúpula de calor que cobre grande parte dos EUA é um teste ao sistema energético do país, que está a ser cada vez mais pressionado por fenómenos meteorológicos extremos.
“As ondas de calor estão demonstrando que o atual modelo de permanência e resfriamento foi projetado para condições médias, e as condições médias estão desaparecendo a cada dia que passa”, disse Arif Gasilov, parceiro líder em recursos naturais e prática de ambiente construído do Grupo Gasilov, à Al Jazeera.
Os provedores de energia veem isso.
Na costa leste dos EUA, a PJM Interconnection, o maior operador de rede eléctrica do país, pediu ao Departamento de Energia dos EUA que ordenasse que os centros de dados mudassem para geradores de energia de reserva no prazo de 15 minutos após um sinal de emergência os alertar para o fazer. A PJM, que opera redes elétricas em 13 estados e na capital do país, disse que isso liberaria energia para clientes residenciais e comerciais.
O fornecedor de energia solicitou a mudança enquanto a chamada cúpula de calor se instala em toda a costa leste, com temperaturas estimadas excedendo 38,9 Celsius (104 Fahrenheit) em Washington, DC e 37,7 Celsius (100 Fahrenheit) em Nova York. No Central Park, a temperatura deverá atingir um nível recorde não visto no icônico parque há mais de uma década.
Nos EUA, a maioria dos centros de dados está localizada no Sul e no Centro-Oeste, e 38% dos americanos vivem num raio de oito quilómetros de um dos 3.000 centros de dados actualmente operacionais, de acordo com dados compilados pela Pew Research.
Durante temperaturas normais, os sistemas de refrigeração dos centros de dados representam, por si só, até 40% do consumo de eletricidade durante condições meteorológicas normais, mas esse número aumenta à medida que a temperatura aumenta, uma ocorrência cada vez mais comum devido às alterações climáticas, de acordo com Gasilov.
Os data centers já estão aumentando as temperaturas em todo o mundo, criando as chamadas ilhas de calor ao seu redor. Um estudo da Universidade de Cambridge descobriu que as temperaturas aumentaram em média dois graus Celsius (3,6 graus Fahrenheit) e até 9,2 graus Celsius (16,3 graus Fahrenheit) nas imediações de um data center.
Os especialistas acreditam que esta onda de calor é um exemplo das pressões sobre a rede elétrica que se tornarão ainda mais apertadas e difíceis de gerir nos próximos anos, à medida que aumenta a prevalência de centros de dados de IA com uso intensivo de água e energia.
A tensão se estende muito além dessa cúpula de calor.
As empresas de serviços públicos de todo o país alertaram que a procura de electricidade está a crescer pela primeira vez em décadas, após anos de consumo relativamente estável. Grande parte desse aumento está a ser impulsionado pelos centros de dados de IA, pela electrificação dos transportes e pelas novas instalações de produção, forçando os serviços públicos a adiar a desactivação de centrais eléctricas antigas, ao mesmo tempo que aceleram o investimento em novas linhas de produção e transmissão.
Esta pressão já foi exercida sobre clientes comerciais e residenciais em todo os EUA. No início deste ano, cerca de 50.000 clientes da Califórnia perto de Lake Tahoe foram instruídos a encontrar um novo fornecedor de energia em meio ao aumento da demanda impulsionada pelos data centers.
Na Virgínia, o condado de Henrico, que possui 37 data centers, pediu às escolas que limitassem o uso de energia em meio à crescente demanda na rede elétrica, de acordo com e-mails obtidos pela publicação tecnológica 404 Media.
No geral, a Virgínia lidera o país em número de data centers, com 398 atualmente operacionais e outros 287 planejados. Em seguida vem o Texas, com 296 abertas e outras 170 planejadas.
Um data center típico em hiperescala requer entre 100 e 300 megawatts de eletricidade. Isso é suficiente para abastecer até 300 mil residências nos EUA, ou uma cidade com cerca de 750 mil habitantes, com base no tamanho médio das famílias. Isso é comparável às populações de cidades como Nashville, no Tennessee, Charlotte, na Carolina do Norte, ou Edmonton, em Alberta, Canadá.
No seu conjunto, os centros de dados dos EUA consomem cerca de 176 terawatts-hora de electricidade por ano, o suficiente para abastecer cerca de 16 milhões de casas, ou para alimentar cerca de 40 milhões de pessoas, aproximadamente o equivalente à população do Canadá ou da Califórnia, ou às cidades de Jacarta, na Indonésia, ou Dhaka, no Bangladesh, que são as duas cidades mais populosas do mundo.
Isto também está a colocar pressão sobre os sistemas de água, muitos dos quais já estão sobrecarregados.
Pressão da água
A demanda de água nos data centers aumenta durante períodos de calor extremo porque os sistemas de resfriamento precisam manter os servidores de computadores resfriados para que possam operar com segurança. Muitos dos sistemas não recirculam a água. Quase 80% da água potável usada no resfriamento de data centers evapora.
“Se uma instalação utiliza resfriamento evaporativo durante uma onda de calor, ela está usando o mesmo abastecimento de água que já está sob pressão e para o qual os residentes muitas vezes já estão sob restrições”, acrescentou Gasilov.
Atualmente, o uso de água em data centers é comparativamente baixo, com 627 milhões de galões (2,85 bilhões de litros) por dia, em comparação com usos como o gado, com 137 bilhões de galões (623 bilhões de litros), a indústria siderúrgica, com 1,8 bilhão (8,2 bilhões de litros) e o uso residencial, com 23,3 bilhões de galões (104,5 bilhões de litros).
À medida que a procura por IA continua a aumentar, também aumentará o consumo de água da indústria. A questão é agravada pelo facto de a expansão dos centros de dados estar cada vez mais concentrada em áreas com escassez de água: dois terços de todos os novos centros de dados construídos ou em desenvolvimento desde 2022 estão localizados em regiões que já enfrentam escassez de água.
Um único grande data center de IA pode consumir até 5 milhões de galões (18,9 milhões de litros) de água por dia. Essa procura normalmente aumenta durante os períodos mais quentes do ano — precisamente quando muitas comunidades também enfrentam escassez de água.
“Muito do resfriamento em data centers depende de água – e novamente – isso acontecerá em um momento em que o fornecimento pode estar no seu nível mais escasso no ambiente local. Este é um problema circular neste espaço, não uma inconveniência sazonal”, disse Alex MacColl, gerente de projeto para EMEA para Datamove, um serviço de mitigação de data center com sede no Reino Unido, à Al Jazeera.
Especificamente, um grande data center também pode usar tanta água quanto uma cidade de 50 mil habitantes por dia, de acordo com o Instituto Ambiental e de Energia, e isso representa cerca de 15% de toda a população de Corpus Christi, Texas, onde as autoridades locais e estaduais já estão preocupadas com a possibilidade de a cidade ficar em breve sem água potável. Existem atualmente três data centers na área metropolitana de Corpus Christi, embora um afirme que utiliza “água zero”.
Alguns dos seus reservatórios estão abaixo de 10 por cento da capacidade, uma vez que a área tem estado seca nos últimos cinco anos. De acordo com reportagem do Austin American-Statesman, as autoridades locais acreditam que um data center planejado em uma comunidade à meia-noite atrasou os planos para um abastecimento emergencial de água para a cidade costeira do Texas.