Dicas para pesquisar o consumo massivo de água por data centers

À medida que a demanda por tecnologia de inteligência artificial impulsiona a construção e os projetos de construção de novos data centers em todo o mundo, essas instalações exigem não apenas eletricidade e terras, mas também uma quantidade significativa de água. Os data centers utilizam água diretamente, com água de resfriamento bombeada por tubulações dentro e ao redor dos equipamentos de informática. Eles também utilizam água indiretamente, por meio da água necessária para produzir a eletricidade que abastece as instalações. A quantidade de água utilizada para gerar eletricidade aumenta significativamente quando a fonte são combustíveis fósseis, em comparação com a energia solar ou eólica.

Um relatório de 2024 do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley estimou que, em 2023, os data centers dos EUA consumiram 17 bilhões de galões (64 bilhões de litros) de água diretamente para refrigeração, e projeta que, até 2028, esses números poderiam dobrar — ou até quadruplicar. O mesmo relatório estimou que, em 2023, os data centers dos EUA consumiram outros 211 bilhões de galões (800 bilhões de litros) de água indiretamente, por meio da eletricidade que os alimenta. Mas isso é apenas uma estimativa em um setor em rápida transformação.

Somos pesquisadores em direito e políticas hídricas, atuando às margens do Lago Michigan. Empresas de tecnologia estão de olho na região dos Grandes Lagos para instalar data centers, incluindo um proposto para Port Washington, Wisconsin, que poderá ser um dos maiores do país. A região dos Grandes Lagos oferece um clima relativamente ameno e abundância de água, tornando-a um local atraente para os quentes e sedentos data centers.

Os Grandes Lagos são um importante recurso binacional do qual mais de 40 milhões de pessoas dependem para obter água potável e que sustenta uma economia regional de US$ 6 trilhões. Os data centers competem com esses usos existentes e podem esgotar os aquíferos subterrâneos locais.

Nossa análise de registros públicos, documentos governamentais e relatórios de sustentabilidade compilados pelas principais empresas de data centers mostra que as empresas de tecnologia nem sempre revelam quanta água seus data centers consomem. Em um artigo no Rutgers Computer and Technology Law Journal, detalhamos nossos métodos e descobertas, utilizando esses recursos para desvendar as necessidades hídricas dos data centers.

De modo geral, os relatórios de sustentabilidade corporativa ofereceram maior acesso e detalhes — incluindo o fato de que, em 2024, um data center em Iowa consumiu 1 bilhão galões (3,8 bilhões de litros) de água — o suficiente para abastecer toda a água residencial de Iowa por cinco dias.

Os processadores de computador em data centers geram muito calor enquanto funcionam.

Como os centros de dados usam água?

Os servidores e roteadores em data centers trabalham intensamente e geram muito calor. Para resfriá-los, os data centers usam grandes quantidades de água — em alguns casos, mais de 25% do abastecimento de água da comunidade local. Em 2023, o Google relatou o consumo de mais de 6 bilhões de galões de água (quase 23 bilhões de litros) para resfriar todos os seus data centers.

Em alguns data centers, a água é consumida no processo de resfriamento. Em um sistema de resfriamento evaporativo, bombas impulsionam água fria através de tubos no data center. A água fria absorve o calor produzido pelos servidores do data center, transformando-se em vapor que é expelido para fora da instalação. Esse sistema requer um suprimento constante de água fria.

Em sistemas de refrigeração de circuito fechado, o processo de resfriamento é semelhante, mas em vez de liberar vapor para o ar, os chillers resfriados com ar são usados para resfriar a água quente. A água resfriada é então recirculada para resfriar as instalações novamente. Isso não exige a adição constante de grandes volumes de água, mas consome muito mais energia para operar os chillers. Os números exatos que mostram essas diferenças, que provavelmente variam de acordo com a instalação, não estão disponíveis publicamente.

Uma das principais maneiras de avaliar o uso da água é a quantidade considerada “consumida“, ou seja, a água retirada do abastecimento local e utilizada — por exemplo, liberada na forma de vapor — e não devolvida à sua origem.

Para obter informações, inicialmente consultamos dados governamentais, como os mantidos pelos sistemas municipais de abastecimento de água, mas o processo de obtenção de todos os dados necessários pode ser oneroso e demorado, com alguns órgãos negando o acesso aos dados devido a preocupações com a confidencialidade. Portanto, recorremos a outras fontes para descobrir o consumo de água em data centers.

Relatórios de sustentabilidade fornecem insights

Muitas empresas, especialmente aquelas que priorizam a sustentabilidade, divulgam relatórios públicos sobre suas práticas ambientais e de sustentabilidade, incluindo o uso da água. Nós focamos em seis das principais empresas de tecnologia com data centers: Amazon, Google, Microsoft, Meta, Digital Realty e Equinix. Nossos resultados revelaram uma variabilidade significativa tanto na quantidade de água utilizada pelos data centers dessas empresas quanto na quantidade de informações específicas fornecidas nos relatórios.

Os relatórios de sustentabilidade oferecem uma visão valiosa do uso de água em data centers. No entanto, como a apresentação desses relatórios é voluntária, diferentes empresas divulgam estatísticas distintas, o que dificulta a combinação ou comparação dos dados. É importante ressaltar que essas divulgações não incluem, de forma consistente, o consumo indireto de água proveniente da geração de eletricidade, que, segundo estimativas do Laboratório Lawrence Berkeley, foi 12 vezes maior que o uso direto para refrigeração em 2023. Nossas estimativas, que destacam relatórios específicos de consumo de água, referem-se exclusivamente à refrigeração.

A Amazon publica relatórios anuais de sustentabilidade, mas esses documentos não revelam quanta água a empresa utiliza. A Microsoft fornece dados sobre suas necessidades hídricas para suas operações em geral, mas não detalha o uso de água em seus data centers. A Meta faz esse detalhamento, mas apenas em um número agregado para toda a empresa. Já o Google, fornece números individuais para cada data center.

Em geral, as cinco empresas que analisamos e que divulgam o uso de água mostram uma tendência geral de aumento do uso direto de água a cada ano. Os pesquisadores atribuem essa tendência aos data centers.

Uma análise mais detalhada do Google e da Meta

Para uma análise mais aprofundada, focamos no Google e na Meta, pois eles fornecem alguns dos relatórios mais detalhados sobre o uso de água em data centers.

Os data centers representam uma parcela significativa do consumo de água de ambas as empresas. Em 2023, a Meta consumiu 813 milhões de galões de água globalmente (3,1 bilhões de litros) — dos quais 95%, ou seja, 776 milhões de galões (2,9 bilhões de litros), foram utilizados pelos data centers.

Para o Google, o cenário é semelhante, mas com números maiores. Em 2023, as operações d Google em todo o mundo consumiram 6,4 bilhões de galões de água (24,2 bilhões de litros), sendo que 95% desse total, ou seja, 6,1 bilhões de galões (23,1 bilhões de litros), foram utilizados pelos data centers.

O Google informa que, em 2024, o data center da empresa em Council Bluffs, Iowa, consumiu 1 bilhão de galões de água (3,8 bilhões de litros), o maior consumo entre todos os seus data centers.

O data center do Google que menos consumiu água naquele ano ficava em Pflugerville, Texas, com 38.000 litros (10.000 galões) — aproximadamente o mesmo que uma residência no Texas consumiria em dois meses. Esse data center utiliza refrigeração a ar, não a água, e consome significativamente menos água do que os 5,7 milhões de litros (1,5 milhão de galões) consumidos por um data center do Google com refrigeração a ar no Condado de Storey, Nevada. Como as informações divulgadas pelo Google não relacionam o consumo de água com o tamanho dos data centers, a tecnologia utilizada ou o consumo indireto de água proveniente da geração de energia, essas são apenas visões parciais, que obscurecem o panorama geral.

Dado o crescente interesse da sociedade em IA, é provável que a indústria de data centers continue sua rápida expansão. Mas, sem uma maneira consistente e transparente de monitorar o consumo de água ao longo do tempo, o público e as autoridades governamentais tomarão decisões sobre locais, regulamentações e sustentabilidade sem informações completas sobre como esses edifícios quentes e sedentos dessas enormes empresas afetarão suas comunidades e seus meio ambientes.

Nota do editor: Este artigo foi republicado do The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

Peyton McCauley é especialista em políticas hídricas e bolsista do programa Sea Grant em ciência e política da água na Universidade de Wisconsin-Milwaukee, e Melissa Scanlan é professora e diretora do Centro de Políticas Hídricas da Escola de Ciências da Água Doce da Universidade de Wisconsin-Milwaukee.