Large data centres in cities risk suburban heating

Las ciudades han sido conocidas durante mucho tiempo por atrapar el calor, creando bolsas de tibieza que son notablemente más calurosas que el campo circundante. Esto sucede porque el hormigón y el asfalto absorben la energía del sol y la liberan lentamente, mientras que la falta de suelo y plantas significa que ocurre menos evaporación de enfriamiento. Ahora, una nueva capa de calor se está añadiendo a esta mezcla urbana, una que proviene de los enormes servidores que impulsan la revolución de la inteligencia artificial. Estas instalaciones, conocidas como centros de datos, consumen vastas cantidades de electricidad para mantener sus computadoras funcionando y refrigeradas. Si bien la energía que utilizan es esencial para la vida moderna, el calor generado como subproducto de ese uso de energía se libera directamente a la atmósfera, día y noche. A medida que estas instalaciones pasan de ser pequeñas salas de servidores a campus de escala de gigavatios, los científicos se plantean una pregunta crítica: ¿estamos convirtiendo inadvertidamente nuestras ciudades en lugares aún más calurosos, especialmente durante las peligrosas olas de calor?

Un equipo de investigadores liderado por Andrew Pitman, de la Universidad de Nueva Gales del Sur, se propuso responder a esta pregunta analizando Sídney, Australia. Se centraron en la rápida expansión de los centros de datos de la ciudad, que incluye docenas de sitios existentes, muchos en construcción y varios proyectos masivos en fase de planificación. Para comprender el impacto, el equipo utilizó un sofisticado modelo informático de la atmósfera que simula patrones meteorológicos a una escala muy fina, haciendo zoom en cuadrados de un kilómetro a través de la ciudad. Realizaron simulaciones de diez eventos de olas de calor distintos, comparando el clima tal como es ahora frente a un escenario donde todos los centros de datos actuales, los que están en construcción y los planificados se encendieran a su máxima capacidad. Esto les permitió aislar el efecto específico del calor residual de estas instalaciones sobre la temperatura del aire local.

Los resultados revelaron un efecto de calentamiento claro y significativo, particularmente en la parte occidental de la ciudad, donde se encuentran los centros de datos más grandes. Cuando todas estas instalaciones operan juntas, la temperatura media del aire durante una ola de calor aumenta entre 0,5 y 1,0 grados Celsius en una gran área. En las inmediaciones de los sitios más grandes, el calentamiento es aún más intenso, con temperaturas medias que suben más de 1,5 grados. El modelo mostró que este calor adicional afecta tanto a la parte más calurosa del día como a la parte más fresca de la noche, pero el impacto en las temperaturas nocturnas es particularmente impactante. Cerca del centro de datos más grande, la temperatura mínima —el punto más bajo que alcanza el aire antes del amanecer— podría aumentar hasta 3,5 grados Celsius. Esto significa que, en una noche calurosa de verano, el aire podría no enfriarse tanto como lo haría normalmente, dejando al entorno y a las personas que viven cerca con menos alivio.

La escala del problema depende en gran medida de cómo se enfríen los centros de datos y de qué tan grandes sean. Los investigadores descubrieron que las instalaciones más pequeñas tienen un efecto insignificante, pero la nueva generación de centros de datos masivos, algunos de los cuales se planea que superen los 1.000 megavatios, cambia el clima local. El método de enfriamiento también importa. Muchos centros de datos utilizan agua para absorber el calor, la cual se convierte en vapor y transporta la energía lejos. Si bien esto evita la liberación inmediata de aire caliente, los investigadores señalaron que, en una ciudad como Sídney, que enfrenta escasez de agua, confiar en este método es arriesgado. Si se prohibiera el enfriamiento por agua y todo el calor tuviera que liberarse directamente al aire como calor sensible, el área afectada por el calentamiento se expandiría significamente, llegando más hacia el norte de Sídney y exponiendo a más personas a temperaturas más altas.

El costo humano de este calentamiento es mensurable. Basándose en los datos de población actuales, los investigadores estimaron que, en su escenario más extremo, donde todos los grandes centros de datos planificados se construyan, casi 255.000 personas en Sídney podrían verse expuestas a olas de calor que son al menos 0,3 grados Celsius más calurosas de lo que serían de otro modo. Más de 78.000 de esas personas podrían enfrentar olas de calor que son al menos 0,5 grados más calientes. Esto no es solo una cuestión de comodidad; las temperaturas más altas durante las olas de calor están vinculadas al aumento de la mortalidad, las pérdidas económicas y los riesgos para la salud. El estudio destaca que el calor de estas instalaciones es aditivo al efecto existente de isla de calor urbana y a la tendencia general del calentamiento global, creando un riesgo compuesto para los habitantes de la ciudad.

Los investigadores sugieren que la solución puede residir en dónde se construyen estas instalaciones. Ubicar los grandes centros de datos fuera de los límites de la ciudad podría evitar que intensifiquen el calor dentro de las áreas urbanas. Este enfoque también podría ofrecer beneficios a los pueblos regionales, ya que conectar estas instalaciones remotas con las ciudades a través de redes de alta velocidad mejoraría la conectividad digital de esas comunidades. Si los centros de datos deben permanecer en las ciudades, el estudio aconseja no agruparlos en recintos tecnológicos, ya que el calor combinado de múltiples sitios crea un efecto de calentamiento local mucho más fuerte que el de las instalaciones más pequeñas y dispersas. Además, la dependencia de generadores de respaldo de diésel o gas, que liberarían aún más calor y contaminación durante los cortes de energía, presenta otra capa de riesgo que los planificadores deben considerar.

En última instancia, este trabajo trae un factor previamente pasado por alto a la conversación sobre la planificación urbana y la resiliencia climática. Si bien la energía que consumen estos centros de datos impulsa avances científicos y médicos, el calor físico que liberan está remodelando el entorno local. El estudio sugiere que, a medida que crece la demanda de inteligencia artificial, también lo hace la necesidad de gestionar la huella térmica de la infraestructura que la sustenta. Al comprender estas dinámicas, los planificadores urbanos y los responsables de políticas pueden tomar decisiones más informadas sobre dónde ubicar estas instalaciones esenciales, asegurando que la búsqueda del avance tecnológico no se produzca a costa de hacer que las ciudades sean peligrosamente calurosas.