Quanta acqua "beve" ChatGPT, per rispondere alla tua domanda? I data center si stanno moltiplicando in Brasile e gli scienziati stanno cercando di stimarne l'impatto.

Ed è anche un avido consumatore di energia.

"Funzionano come un gigantesco computer ad alte prestazioni", spiega Juliano Covas, responsabile commerciale e ingegneristico del segmento dei data center latinoamericani di Corning Optical Communications.

Con corridoi pieni di armadietti di ferro pieni di server, i data center necessitano di molta elettricità, utilizzata sia dalle macchine stesse sia dal sistema di raffreddamento che funziona senza sosta per evitare che si surriscaldino.

Grazie all'aumento della connettività, negli ultimi anni queste strutture si sono moltiplicate in Brasile.

Oggi, secondo le stime dell'Associazione Brasiliana dei Centri Dati (non ci sono dati pubblici ufficiali), ci sono 162 data center distribuiti in tutto il Paese, con una capacità installata di circa 750 MW e 800 MW.

Una cifra di questa portata, a titolo di paragone, è paragonabile al consumo energetico di una città di circa due milioni di abitanti, secondo le stime effettuate dai tecnici dell'Energy Research Company (EPE) su richiesta del rapporto.

Tuttavia, con la diffusione dell'uso dell'intelligenza artificiale, l'espansione prevista per il prossimo decennio dovrebbe moltiplicare questo numero di oltre 20 volte.

Su questa scala, il segmento dei data center potrebbe diventare strategico: questa settimana è stato addirittura menzionato dal ministro delle Finanze Fernando Haddad come un settore che potrebbe essere esplorato congiuntamente con gli Stati Uniti nel quadro dei negoziati sull'aumento dei dazi doganali americani.

Haddad giustificò questa affermazione affermando che il Brasile dispone di una grande riserva energetica per far funzionare questi centri di elaborazione dati.

Secondo i dati del Ministero delle Miniere e dell'Energia, si prevede che la domanda di energia per i data center in Brasile raggiungerà i 17.716 MW nel 2038, una stima basata sulle richieste di accesso alla rete energetica del Paese presentate dalle aziende al Ministero.

Una di queste richieste, che ha ricevuto di recente l'approvazione dell'Operatore del Sistema Elettrico Nazionale (ONS), è un mega-progetto da 300 MW, con un investimento previsto di 50 miliardi di R$, che dovrebbe essere costruito nella regione portuale di Pecém, nel Ceará, per ospitare un data center che starebbe suscitando l'interesse di grandi aziende tecnologiche come la cinese ByteDance, proprietaria di TikTok, come riportato dall'agenzia Reuters.

TikTok ha dichiarato ai giornalisti che al momento non conferma né smentisce le informazioni.

Casa dos Ventos, responsabile del progetto, ha affermato che l'inizio dei lavori è previsto per la seconda metà del 2025 e che il complesso dovrebbe entrare in funzione nel 2027.

Utilizzando la stessa analogia del consumo di elettricità per abitante (che non è un paragone perfetto, ma serve a dare un'idea della portata), la domanda energetica prevista per i data center nel 2038 sarebbe equivalente a quella di una città di 43 milioni di abitanti, quasi quattro volte la popolazione della città di San Paolo (11,5 milioni, secondo il censimento del 2022).

Ma cosa significa questo? Quale sarà l'impatto di questa crescita?

Di norma, qualsiasi aumento della produzione di energia elettrica, anche se rinnovabile, genera un qualche tipo di impatto ambientale, che può avere effetti negativi anche sulle popolazioni che vivono in prossimità degli impianti ( leggi di seguito ).

Nel caso dei data center, gli esperti intervistati da BBC News Brasil hanno sottolineato che oggi è difficile fare questa stima con precisione, soprattutto con la diffusione dell'intelligenza artificiale.

I data center in grado di addestrare, distribuire e fornire applicazioni e servizi di intelligenza artificiale sono dotati di circuiti elettronici con chip ad alte prestazioni (come l'H100 di Nvidia) che consumano molta più energia rispetto a quelli tradizionali.

Quanto di più, tuttavia, è ancora difficile da dire oggi. Gli scienziati che si sono dedicati a stimare il consumo energetico – e l'impatto ambientale nel suo complesso – affermano che la quantità di informazioni condivise dalle aziende tecnologiche e dagli operatori di data center è insufficiente per effettuare un calcolo accurato.

Ad esempio, non si sa a quale capacità operino i data center, se consumino qualcosa di simile a tutta l'energia disponibile per l'infrastruttura o molto meno.

Un'altra informazione importante che non viene condivisa dalle aziende è la percentuale di server utilizzata per addestrare i modelli e per il funzionamento effettivo dei chatbot, la cosiddetta "inferenza", il processo utilizzato per generare il testo di risposta.

Oppure quali data center vengono utilizzati per questo tipo di servizio.

"I data center sono delle scatole nere", afferma Alex de Vries, fondatore di Digiconomist, un progetto che da un decennio studia le conseguenze indesiderate delle tendenze digitali.

"Stiamo parlando su Zoom in questo momento e non ho idea di dove si trovino nel mondo i server che elaborano la chiamata", spiega l'economista, che vive fuori Amsterdam e studia il consumo energetico e l'impatto ambientale dell'intelligenza artificiale nell'ambito del suo dottorato presso la Vrije Universiteit di Amsterdam.

De Vries tenta di calcolare il consumo di elettricità dei chip del più grande fornitore attuale del settore dell'intelligenza artificiale, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), tenendo conto del volume di chip venduti dall'azienda e formulando ipotesi sulla capacità utilizzata nei data center in cui operano, sull'efficienza del sistema di raffreddamento e su altri parametri per i quali non sono disponibili informazioni pubblicate.

"È una grande deviazione arrivare a qualcosa che dovrebbe essere molto semplice da ottenere", commenta.

"Le aziende sanno esattamente quanta energia consumano i loro sistemi di intelligenza artificiale, ma scelgono di non pubblicare queste informazioni", aggiunge.

Con questo calcolo, arriva a una stima del consumo energetico globale dell'intelligenza artificiale, che lo scorso anno era paragonabile a tutta l'elettricità utilizzata nei Paesi Bassi.

"Si prevede che entro il 2025 questo numero raddoppierà, l'intelligenza artificiale consumerà il doppio dell'energia di un paese come i Paesi Bassi", afferma De Vries.

L'economista ha sostenuto una maggiore trasparenza da parte delle aziende tecnologiche, sostenendo che al momento è difficile confrontare i costi e i benefici dell'intelligenza artificiale.

"Nel frattempo, la domanda di energia sta crescendo così rapidamente. Non abbiamo mai visto niente di simile prima", sottolinea De Vries.

Fabro Steibel, direttore esecutivo dell'Institute for Technology and Society (ITS), sottolinea che l'uso dei data center in Brasile è molto diverso da quanto osservato in paesi come gli Stati Uniti, ad esempio, dove alcune di queste strutture vengono utilizzate per addestrare grandi modelli linguistici (LLM) come ChatGPT, Claude e Gemini.

"Non siamo una ' grande tecnologia '", riflette, aggiungendo che il paragone divenuto famoso l'anno scorso, secondo cui una domanda a ChatGPT consumerebbe qualcosa di simile a una bottiglia d'acqua, non è generalizzabile all'intero settore.

"Non è un caso inventato, ma è molto specifico, in un contesto particolare", aggiunge.

Questa idea nasce, secondo lui, da un articolo del Washington Post del settembre 2024 che riportava uno studio condotto da ricercatori dell'Università della California, Riverside, con una stima dell'acqua utilizzata dal chatbot per scrivere un'e-mail di 100 parole (519 ml).

Il testo stesso evidenzia che il consumo di acqua varia a seconda del sistema di raffreddamento utilizzato dal data center ed elenca stime diverse a seconda dello stato degli Stati Uniti in cui si trova, che vanno da 235 ml in Texas a 1.468 ml a Washington.

Il consumo di acqua nei data center avviene principalmente in due modi: indiretto, quando l'energia utilizzata nell'impianto proviene da centrali idroelettriche, e diretto, quando la risorsa viene utilizzata nel sistema di raffreddamento dell'edificio.

Esistono tuttavia due modelli di refrigerazione molto diversi. Il primo utilizza una torre di raffreddamento in cui l'acqua che attraversa il circuito evapora, rendendo necessario l'aggiunta costante di acqua pura al sistema.

Negli Stati Uniti, dove sono presenti circa tremila data center, l'utilizzo di questo sistema ha avuto un impatto sulle piccole città di tutto il Paese e ha generato attriti tra le popolazioni locali e le grandi aziende tecnologiche.

Il secondo è un sistema di refrigerazione a ciclo chiuso, in cui il consumo di acqua è notevolmente inferiore.

Questo, secondo quanto comunicato dall'ufficio stampa di Casa dos Ventos, sarà il modello utilizzato nel grande data center che verrà costruito nel Ceará.

Nel rapporto, l'azienda ha inoltre affermato che il data center avrà accesso esclusivo "a 300 MW di energia forniti da parchi eolici e solari".

Anche le energie rinnovabili, tuttavia, hanno un certo impatto, sebbene in termini di emissioni di gas serra siano molto meno dannose dei combustibili fossili.

Ci sono casi in cui il rumore delle turbine eoliche, ad esempio, può causare depressione, insonnia e sordità nelle persone che vivono nelle vicinanze.

Oppure i conflitti territoriali tra aziende e comunità locali, oggetto di ricerca del professor Adryane Gorayeb dell'Università Federale del Ceará (UFC), membro anche dell'Osservatorio dell'Energia Eolica.

In una delle comunità da lei studiate, situata sulla costa del Ceará, il progetto ha riempito una delle lagune tra le dune che veniva utilizzata per la pesca durante l'inverno, compromettendo il sostentamento della popolazione locale e bloccando l'unica via di accesso e di uscita dei residenti dal villaggio, costringendoli a scalare dune più alte per spostarsi.

"Molte delle comunità costiere tradizionali colpite dalla costruzione di centrali elettriche subiscono quotidianamente minacce ai loro diritti più basilari, tra cui l'accesso all'acqua, al cibo e alla terra", commenta.

Di recente, l'Osservatorio sull'energia eolica ha ampliato il suo raggio d'azione per studiare anche gli impatti dell'energia solare, che vanno dal consumo di acqua per lavare i pannelli all'uso di pesticidi per la cura della vegetazione che cresce sotto i pannelli solari.

Fabro Steibel, dell'ITS, sostiene che il Brasile sta producendo "soluzioni locali" nella costruzione di un'infrastruttura locale incentrata sull'intelligenza artificiale, con il potenziale di produrre un impatto ambientale significativamente inferiore rispetto a quello osservato in paesi come gli Stati Uniti.

"La necessità crea la soluzione. Se loro [ le grandi aziende tecnologiche ] hanno tutte le attrezzature a disposizione, non hanno alcun incentivo a rivoluzionare. Noi non abbiamo questa risorsa", sottolinea.

Cita come esempio la legge per la promozione dell'intelligenza artificiale recentemente approvata a Goiás, che include l'uso del biometano per generare energia per i data center. L'ITS ha coordinato la consultazione pubblica tenutasi durante la stesura della proposta.

"Esiste un data center alimentato a biometano? No, è un'altra frequenza, qualcos'altro. Ma potrebbe esistere. E il biometano c'è, è ciò che resta della soia e del mais."

Il Goiás spera di diventare il primo stato del Paese a utilizzare i chip più avanzati di Nvidia, i Blackwell B200, commissionati dal Centro di Eccellenza in Intelligenza Artificiale dell'Università Federale del Goiás (UFG). L'obiettivo è integrarli in otto supercomputer che saranno utilizzati in circa 70 progetti di ricerca.

Il rapporto ha tentato di contattare il Centro di eccellenza per l'intelligenza artificiale dell'università per ottenere dettagli sul consumo energetico stimato della nuova struttura, ma non ha ricevuto risposta.