La era de la IA: lograr sostenibilidad en los centros de datos

Si bien es cierto que cuando pensamos en un centro de datos tal vez se nos venga a la mente un edificio sencillo y discreto, algo inocuo y situado a menudo en una zona rural, lo cierto es que hay muchas más cosas a tener en cuenta. Para tenerlos hace falta una gran cantidad de infraestructura que permita construir y operar dichos centros que impulsan la IA, gestionan conjuntos de datos masivos y dan soporte a la infraestructura digital del futuro.

Las exigencias computacionales de la IA están transformando el panorama global de los centros de datos. Para mantener el ritmo de la demanda de potencia de cómputo necesaria, nunca se ha invertido tanto en la construcción de centros de datos. Tan solo en los Estados Unidos existen más de 5400, y las empresas tendrán que invertir 5,2 billones de dólares en ellos para 2030 y satisfacer así la creciente demanda mundial en IA.

Además, la cantidad de energía necesaria está creciendo de forma exponencial. Según el informe especial de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) titulado Energy and AI, “todo apunta a que la demanda de electricidad de los centros de datos en todo el mundo se duplicará con creces para 2030”. La principal razón será el uso de la IA, y se estima que la demanda de electricidad de los centros de datos optimizados para IA se cuadruplicará para 2030.

Para evitar que se sobrecalienten los centros de datos, muchos de sus dueños recurren a sistemas de refrigeración evaporativa, que emplean el agua para eliminar el calor mediante la evaporación. Si bien se trata de un método eficaz, el consumo de agua es enorme pudiendo llegar a 750 millones de litros al año en una sola instalación, o más de 2 millones de litros diarios. En aquellas regiones que ya sufren por falta de agua, estos niveles de consumo ponen cada vez bajo más presión a las comunidades locales.

La inteligencia artificial avanza a pasos agigantados y cabe hacerse la siguiente pregunta: ¿Será posible mitigar su consiguiente consumo de recursos? La respuesta es claramente afirmativa. Los propietarios deberán dar prioridad a sus objetivos de sostenibilidad de centros de datos, a la investigación innovadora y al desarrollo para compensar el impacto producido. Además, gracias a la aplicación de principios de diseño sostenible e incluso al uso de la misma IA para mejorar la eficiencia, los profesionales de arquitectura, ingeniería, construcción y operaciones (AECO, por sus siglas en inglés) tienen una gran oportunidad de definir cómo se diseñan, construyen y operan dichos centros de datos.

A fin de comprender cómo el sector está haciendo frente a la huella de carbono producida por la IA, Autodesk ha hablado con líderes de todo el ecosistema de centros de datos, entre los que se encuentran NVIDIA, Arcadis, ArtifexAI y Amazon Web Services (AWS). Se han esforzado por cubrir temas como la infraestructura necesaria para la IA, incluidos los centros de datos, así como la eficiencia de las aplicaciones de inteligencia artificial.

A fin de reducir la huella de carbono de la IA, empresas tales como NVIDIA están replanteándose toda la arquitectura de los centros de datos, teniendo en cuenta desde el silicio hasta los sistemas, pasando por el software o la sostenibilidad. Gracias a este enfoque se ha podido preparar una nueva generación de infraestructura de IA cuyo diseño está pensado para maximizar el rendimiento por vatio, al mismo tiempo que se reduce considerablemente el impacto medioambiental.

A medida que los modelos de IA aumentan en complejidad y tamaño, gestionarlos de forma eficiente requiere de avances de software y arquitectura. Los centros de datos tradicionales se basan en las CPU de uso general y ya no sirven para hacer frente a la IA actual. Las CPU procesan las tareas de forma secuencial y consumen mucha energía para dar un rendimiento limitado.

A diferencia de las CPU, las GPU ejecutan miles de operaciones en paralelo, por lo que son ideales para hacer frente a la exigente carga de trabajo de la IA. El enfoque integral de NVIDIA incluye software de inferencia distribuida que equilibra de forma inteligente la computación entre los clústeres de GPU, reduciendo el tiempo de inactividad y permitiendo una respuesta de IA en tiempo real con un menor consumo energético.

En comparación con los sistemas basados únicamente en CPU, la infraestructura de IA acelerada por las GPU de NVIDIA procesa los datos más rápido y con un consumo energético por tarea mucho menor. En la última década, NVIDIA ha logrado un aumento 100 000 veces superior en la eficiencia energética de la inteligencia artificial, reduciendo así el uso ineficiente de recursos computacionales.

“Podemos proporcionar hasta un 30 % de eficiencia energética de centros de datos al descargar las tareas de computación intensiva para redes, seguridad y almacenamiento a las GPU”, afirma Sean Young, director en NVIDIA de soluciones AECO, sector geoespacial y de IA.

Existe también la oportunidad de interconectar el edificio del centro de datos, la unidad central de procesamiento y los bastidores para ganar en sostenibilidad. “El factor de densidad es muy importante y nos ayuda a construir centros de datos con menos refrigeración y reducir el consumo energético”, comenta Young. Por citar un ejemplo, con NVIDIA GB200 NVL72, todo ha sido diseñado para refrigerar con el agua que entra al sistema. Después sale a su vez el agua caliente que ayuda a calefaccionar el edificio. Así logramos generar una eficiencia energética 25 veces mayor y una eficiencia hídrica 300 veces superior para la IA que las estructuras tradicionales refrigeradas por aire”.

Al maximizar el rendimiento por vatio y mejorar la eficiencia de todo el sistema, NVIDIA está impulsando las capacidades de la IA y estableciendo un nuevo estándar para la innovación sostenible en la era de computación intensiva que se avecina.

A medida que aumenta la demanda para los centros de datos, también lo hace la necesidad de consumir grandes cantidades de energía, agua, materiales de construcción y terrenos o parcelas. En vez de empezar desde cero, muchas organizaciones con visión de futuro encuentran oportunidades empleando lo que ya existe y reutilizando o compartiendo infraestructuras que fueron en un principio construidas para otros fines.

La disponibilidad del agua es un factor clave en la ubicación y el diseño de los centros de datos, ya que influye en las decisiones sobre estrategias de refrigeración, la variabilidad estacional del suministro y la calidad del agua. Aunque tradicionalmente los centros de datos refrigerados por agua hayan dependido de enormes cantidades de este recurso, algo que supone una carga para los sistemas locales, hoy en día están emergiendo modelos más sostenibles.

Jim Cooper, director global de recursos hídricos de Arcadis, explica cómo la empresa está construyendo los centros de datos más sostenibles del mundo gracias a innovaciones en energía y agua. Un ejemplo lo encontramos en la tecnología “Co-Flow” de Tomorrow Water. Se trata de una modalidad en que la construcción y la integración de centros de datos de las denominadas instalaciones de recuperación de agua permite el intercambio de agua y la capacidad de refrigeración entre ambas instalaciones.

La tecnología Co-Flow trata antiguas plantas de tratamiento de aguas residuales en centros avanzados de reciclaje que producen agua reutilizable para las necesidades del centro de datos. El agua de la planta, por ejemplo, puede reutilizarse como agua de refrigeración del centro, que, a su vez, puede devolver sus aguas residuales y el calor generado a la planta Co-Flow para conseguir así un reciclaje continuo.

Esta relación simbiótica entre el centro de datos y las instalaciones de recuperación de aguas residuales reduce significativamente el consumo de energía y el desperdicio de agua. Ambas instalaciones se benefician de estar en una ubicación privilegiada, de la disponibilidad ilimitada de agua reciclada y de acceso a energías renovables. De igual forma, las comunidades locales se benefician de tener una mejor infraestructura hídrica, de contar con agua reciclada adicional, de la creación de empleos y de tener ingresos fiscales.

Según Cooper, “las plantas de tratamiento de aguas residuales se encuentran situadas en lugares estratégicos para los centros de datos, sobre todo en zonas urbanas con buen acceso a servicios públicos. El agua caliente del centro de datos puede mejorar el tratamiento de las aguas residuales. Es un ciclo impresionante y no tan complicado. Presenta muchas oportunidades. Tenemos que plantearnos de otro modo la forma como empleamos nuestros recursos en los centros de datos”.

Existen además otros enfoques creativos que están ganando terreno, ya se trate de centros de datos flotantes que emplean masas de agua para la refrigeración o de instalaciones ubicadas junto a fuentes hidroeléctricas que permiten aprovechar la energía neutra en carbono sin que haya que construir infraestructura nueva.

Debido a la inaudita sequía que ha tenido lugar en el oeste de los Estados Unidos, Nautilus Data Technologies, con sede en California, está implementando un diseño modular de la planta basado en una iteración constante mediante software de modelado de información de construcción (BIM). Al aprovechar la refrigeración por agua mediante circuitos cerrados de agua fría, se elimina así el consumo de dicho recurso y de la energía en un 30 %. Los sistemas pueden utilizarse en un terreno que esté cerca de toda fuente hídrica o pueden flotar encima del agua.

Cada nuevo centro de datos que se construya deberá estar sometido a un complejo proceso de aprobación que implique a reguladores locales, responsables electos y miembros de la comunidad. Estos actores clave suelen mostrar preocupación por el impacto medioambiental, la sobrecarga de la infraestructura y los beneficios a largo plazo para la sociedad. Implicarse en resolver estos asuntos no es únicamente un trámite, sino también un factor importantísimo para el desarrollo responsable.

Existe una nueva solución que esta ayudando a aunar la brecha entre los desarrolladores y las comunidades locales. ArtifexAI es una start-up de IA en ascenso que está desarrollando herramientas de inteligencia artificial para organizar y analizar las políticas locales, los requisitos de permisos y la opinión pública. La plataforma de dicha empresa utiliza IA para extraer información de utilidad proveniente de documentos municipales disponibles, tales como las actas de las reuniones, los códigos de zonificación y las evaluaciones ambientales, que a menudo se encuentran ocultos en archivos PDF o dispersos en distintas páginas web gubernamentales. Así los desarrolladores pueden comprender mejor qué es lo que realmente importa en una comunidad concreta antes de presentar una propuesta.

En palabras de, Russ Wilcox, su fundador, estas herramientas funcionan como si fueran un “analista automatizado” y emplean IA para presentar evaluaciones de riesgo basadas en registros de reuniones anteriores e historial legislativo. También pueden hacer un mapeo de propuestas de centros de datos en distintas regiones para visualizar los posibles impactos acumulativos y priorizarlas preocupaciones de la comunidad, como por ejemplo los efectos medioambientales, las limitaciones de la infraestructura o la calidad de vida local.

“Estamos presentando nuevas perspectivas a la visión global en términos de sostenibilidad”, afirma Wilcox. Y añade: “Dado que se necesitan condiciones ambientales estables para los centros de datos, es importante saber cuántos se piensan construir y en qué zonas. Hasta ahora no habíamos dispuesto de esos datos, pero la Inteligencia Artificial está haciendo cambiar la situación”.

Ante la posibilidad de conocer información que es a veces descartada o difícil de sintetizar, este enfoque promueve un proceso de desarrollo más transparente y participativo en el que la sostenibilidad y la aceptación social van de la mano.

Cada vez es más habitual que las empresas integren inteligencia artificial directamente en los flujos de trabajo de diseño y en la fabricación para conseguir así resultados más sostenibles. Desde el análisis del ciclo de vida hasta la simulación del impacto del clima y la reducción de residuos materiales, la IA ayuda a equipos de distintos sectores a identificar alternativas de bajas emisiones de carbono y a incluir una toma de decisiones más sostenible.

En el informe de Autodesk sobre el estado del diseño y la fabricación, el Reporte Design & Make 2025, la IA aparece como el principal facilitador de sostenibilidad para las empresas de diseño y fabricación con aplicaciones que van desde la mitigación de desastres naturales hasta la gestión del ciclo de vida de los proyectos.

Al optimizar procesos aislados, proporcionar información en etapas críticas y mejorar la eficiencia general, Autodesk IA permite a los clientes de AECO redefinir las posibilidades de un futuro sostenible, ya sea diseñando edificios o gestionando infraestructuras.

Arquitectos e Ingenieros pueden aprovechar Autodesk Forma para hacer un análisis rápido con IA de, por ejemplo, el viento o el ruido, lo que permite a los diseñadores de plantas estimar el impacto del carbono incorporado en los materiales de los edificios. Con InfoDrainage, los ingenieros y los diseñadores pueden emplear flujos de trabajo basados en aprendizaje automático para hacer una buena gestión de las aguas pluviales o manejar las inundaciones en el emplazamiento de un nuevo proyecto y fomentar así la resiliencia climática.

Ya estén integradas en las plataformas de diseño o conectadas mediante integraciones, estas herramientas ayudan a los equipos a evaluar las ventajas e inconvenientes, reducir las emisiones y cumplir con unos requisitos cada vez más estrictos en materia de carbono incorporado.

Mejorar la eficiencia energética no es únicamente cumplir con los objetivos de sostenibilidad, sino que es fundamental para el rendimiento, la rentabilidad y la competitividad a largo plazo. En un sector de alto consumo de recursos como la IA, la eficiencia representa una ventaja competitiva.

Estos cambios están transformando la manera en que los principales actores, desde proveedores de servicios en la nube hasta empresas de infraestructura, abordan los desafíos de escala y sostenibilidad. A medida que aumenta la presión para reducir las emisiones y cumplir con los objetivos climáticos, los centros de datos se someten al escrutinio de los reguladores, de los inversores y de la sociedad.

Sin datos de carbono precisos y transparentes, los operadores corren el riesgo de quedarse rezagados con respecto a los estándares emergentes y perder la legitimidad social necesaria para expandirse. Por ello, los desarrolladores recurren a paneles de control de carbono en tiempo real, evaluaciones de emisiones del alcance 1, 2 y 3e informes del ciclo de vida que permitan comprender y reducir su impacto.

Para los profesionales AECO, la oportunidad reside en integrar el modelado de carbono en las primeras etapas del diseño y en la selección de materiales. Esto ayuda a los clientes a tomar decisiones informadas, anticiparse a las regulaciones y construir de forma responsable desde el primer día.

El ámbito de las políticas relacionadas con la sostenibilidad de los centros de datos está evolucionando muy rápidamente. Desde la Directiva de Eficiencia Energética de la UE hasta las normativas municipales y estatales de los EE. UU., los desarrolladores se enfrentan a nuevos requisitos en materia de información, eficiencia y transparencia. Los equipos AECO deben anticiparse a estos cambios haciendo un diseño que cumpla no solo con las normas actuales, sino también con las expectativas regulatorias futuras.

El ciclo de vida del centro de datos no termina con la puesta en marcha de este. A medida que crece la demanda de modularidad y durabilidad, los equipos de AECO hacen diseños para el desmontaje, la reutilización y la recuperación de materiales. Los operadores exploran programas de recuperación de activos, contenido reciclado y sistemas desmontables que permitan alinearse con la circularidad, minimizando así los residuos futuros y maximizando la flexibilidad a largo plazo.

Para líderes en el sector como AWS, la sostenibilidad no es solo una buena gestión, sino también un principio de diseño. Con una de las mayores infraestructuras en la nube del mundo, AWS alcanzó su objetivo de energía 100 % renovable en 2023 —siete años antes del su objetivo, que era 2030— y se encuentra ya más que a medio camino en sus esfuerzos por conseguir un equilibrio hídrico positivo para 2030. La circularidad es fundamental para estos avances. Actualmente se están implementando proyectos piloto de instalaciones móviles reutilizables, se emplean materiales reciclados y se recuperan componentes de servidores para su reutilización. Estas prácticas son especialmente importantes para las cargas de trabajo de IA, que a menudo requieren de una rápida escalabilidad y permiten que AWS pueda expandir o adaptar la infraestructura sin tener que partir de cero.

AWS también diseña sus propios chips de bajo consumo, como Trainium para el entrenamiento de IA e Inferentia para la inferencia de IA, que reducen la energía necesaria para los modelos de IA a gran escala y disminuyen el impacto ambiental general. En paralelo invierte también en tecnologías de energía limpia de última generación y en innovaciones para asegurar que tanto los edificios nuevos como los remodelados reducen sus emisiones durante la vida útil de los mismos. Todo como parte del compromiso de AWS que ha sido concebido dentro del marco de The Climate Pledge, que es la iniciativa de Amazon para alcanzar la neutralidad de carbono en todas sus operaciones para 2040.

“No es una disyuntiva —afirma Mani Kaur, directora de GTM de IA generativa de AWS—. La sostenibilidad de los centros de datos requiere de un enfoque integral que incluya la construcción con bajas emisiones de carbono, un uso responsable del agua, materiales reciclados, diseños modulares, la forma en que diseñamos nuestros sistemas de software y también sistemas de apoyo más inteligentes”.

Al alinear el diseño, las operaciones y la estrategia de la cadena logística, AWS aprovecha su tamaño para establecer nuevas expectativas en materia de infraestructura sostenible en todo el ecosistema tecnológico.

Construir y operar centros de datos de forma sostenible es un problema complejo de sistemas. Aunque no puede resolverse con una solución única, hay muchas oportunidades para colaborar y minimizar el impacto medioambiental de la IA.

Con un acceso sin precedentes a la información y a los datos, la sociedad apenas comienza a sacar partido de su potencial para mejorar la toma de decisiones y obtener mejores resultados en sostenibilidad gracias a la IA. Desde la optimización hasta las operaciones, los centros de datos ofrecen a los líderes una gran oportunidad para definir mundialmente la innovación en infraestructura y tecnología.