DATA CENTERS: A INFRAESTRUTURA INVISÍVEL POR TRÁS DA INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL
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Servidores, energia e sistemas de refrigeração sustentam a expansão da inteligência artificial — e colocam água e eletricidade no centro de um novo debate ambiental
A inteligência artificial parece estar ao alcance de um clique. Uma pergunta é digitada, uma resposta aparece em poucos segundos e, para o usuário, todo o processo parece acontecer de forma quase instantânea e invisível. Mas, por trás dessa experiência digital, existe uma gigantesca infraestrutura física: os data centers, grandes instalações que concentram servidores responsáveis por processar, armazenar e transmitir enormes volumes de informações. Com a expansão acelerada da inteligência artificial, essas estruturas estão ganhando novas dimensões e exigindo cada vez mais capacidade de processamento, energia e sistemas sofisticados de refrigeração.
Segundo a Agência Internacional de Energia (IEA), o consumo mundial de eletricidade dos data centers deve mais que dobrar até 2030, chegando a aproximadamente 945 terawatts-hora (TWh) por ano no cenário-base da entidade. A inteligência artificial aparece como o principal fator de crescimento dessa demanda, ao lado da expansão de outros serviços digitais.
O calor produzido pelos computadores
Todo equipamento eletrônico produz calor durante seu funcionamento. Em um computador doméstico, um ventilador e um sistema relativamente simples de dissipação conseguem manter os componentes dentro de uma faixa segura de temperatura. Em um grande data center, porém, a escala é completamente diferente. Milhares de servidores podem funcionar simultaneamente, e os equipamentos utilizados para inteligência artificial, especialmente aqueles equipados com GPUs de alto desempenho, concentram uma quantidade significativa de processamento em espaços relativamente pequenos. Isso significa que, além de fornecer energia aos computadores, é necessário retirar continuamente o calor produzido por eles. É aí que entra o sistema de arrefecimento.
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Como um data center é resfriado?
Existem diferentes tecnologias de refrigeração. Em instalações convencionais, o ar pode ser utilizado para retirar o calor dos equipamentos. Sistemas de climatização e circulação de ar ajudam a manter os servidores dentro das condições adequadas de funcionamento. Em outras instalações, a água participa do processo de retirada de calor. Em sistemas evaporativos, por exemplo, parte da água pode evaporar para transportar o calor para o ambiente. Mas a evolução tecnológica está modificando esse cenário.
Uma das alternativas que vem ganhando espaço é a refrigeração líquida direta no chip, na qual um líquido circula em um circuito fechado e retira o calor diretamente das áreas mais quentes dos equipamentos. Nesse modelo, a água ou outro fluido de refrigeração pode permanecer circulando no sistema, sem necessidade de evaporação contínua.
A Microsoft, por exemplo, informa que seus novos projetos de data centers voltados para cargas de trabalho de inteligência artificial utilizam sistemas de refrigeração em circuito fechado que não necessitam de evaporação de água durante a operação. A empresa afirma que esse modelo pode evitar o uso de mais de 125 milhões de litros de água por ano por instalação, exclusivamente para refrigeração.
Água: consumo não é igual em todos os data centers
É importante evitar uma generalização: não existe um volume único de água consumido por todos os data centers. O consumo depende da localização, do clima, do projeto da instalação, da tecnologia empregada e do sistema de refrigeração. Uma das métricas utilizadas pelo setor é a WUE — Water Usage Effectiveness, que mede a quantidade de água utilizada em relação à energia consumida pelos equipamentos de tecnologia da informação. A própria Microsoft informa que sua WUE média global caiu para 0,27 litro por quilowatt-hora em 2025, contra 2,3 litros por quilowatt-hora nas primeiras gerações de seus data centers, resultado atribuído pela empresa à evolução dos sistemas de refrigeração e às melhorias operacionais. A empresa também afirma que aproximadamente 90% de sua frota própria de data centers em 2025 utilizava sistemas de refrigeração classificados por ela como de baixo ou zero uso de água.
O desafio não é apenas a água
Se a tecnologia consegue reduzir a necessidade de água, permanece outra questão fundamental: a eletricidade. Os data centers precisam funcionar continuamente. Não basta fornecer energia suficiente para os servidores; também é necessário alimentar os sistemas de refrigeração, armazenamento, redes, segurança e demais equipamentos de infraestrutura.
A IEA estima que o consumo global de eletricidade dos data centers deve atingir cerca de 945 TWh em 2030. A entidade também projeta que o consumo de eletricidade especificamente associado a data centers otimizados para inteligência artificial deverá crescer fortemente até o final da década. Esse crescimento coloca os data centers no centro das discussões sobre planejamento energético, expansão da rede elétrica e disponibilidade de fontes de geração.
Uma nova corrida tecnológica
A expansão da inteligência artificial está fazendo com que empresas de tecnologia procurem novas formas de construir data centers mais eficientes. Entre as alternativas estão:
- sistemas de refrigeração líquida
- circuitos fechados de água;
- utilização de água reciclada ou de reúso;
- aproveitamento de água da chuva em determinadas localidades;
- sistemas de refrigeração por ar;
- equipamentos mais eficientes;
- contratação de energia de fontes renováveis.
A Microsoft, por exemplo, afirma utilizar água de reúso e fontes alternativas em algumas de suas operações e vem adotando sistemas de refrigeração que eliminam a evaporação de água em novos projetos destinados à inteligência artificial.
E o impacto ambiental?
A discussão sobre data centers precisa considerar diferentes aspectos. Uma instalação pode reduzir significativamente o consumo de água utilizando um sistema de circuito fechado, mas continuará necessitando de grande quantidade de eletricidade. Da mesma forma, uma região pode possuir abundância de energia renovável, mas enfrentar limitações de disponibilidade de água. Por isso, a escolha do local de um grande data center passou a envolver questões que vão muito além do preço do terreno ou da proximidade de uma rede de internet. Disponibilidade de energia, capacidade de transmissão, recursos hídricos, condições climáticas e infraestrutura local estão entre os fatores que precisam ser considerados.
O Brasil diante desse novo cenário
O Brasil possui características que podem favorecer sua participação na expansão mundial da infraestrutura digital, especialmente pela presença de fontes renováveis em sua matriz elétrica. Ao mesmo tempo, a instalação de grandes centros de processamento de dados exige planejamento para garantir que a expansão da demanda seja acompanhada pela infraestrutura necessária. O desafio será encontrar um equilíbrio entre desenvolvimento tecnológico, segurança energética, disponibilidade de água e proteção ambiental.
A inteligência artificial também tem uma infraestrutura física
A inteligência artificial pode parecer imaterial porque acontece dentro de aplicativos, computadores e celulares. Mas ela depende de prédios, servidores, cabos, redes elétricas, sistemas de armazenamento e equipamentos de refrigeração funcionando permanentemente. A grande transformação tecnológica que está acontecendo diante dos nossos olhos também está provocando uma transformação silenciosa na infraestrutura necessária para sustentá-la. E uma pergunta começa a ganhar importância: Até onde será possível ampliar a inteligência artificial mantendo sob controle o consumo de energia, água e outros recursos naturais? A resposta dependerá não apenas da evolução dos computadores, mas também da capacidade de desenvolver data centers cada vez mais eficientes e compatíveis com as características ambientais de cada região.
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