Um quarto dos data centers do mundo estão localizados em áreas com escassez de água

Resumo:

Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de inteligência artificial, o número de centros de dados em todo o mundo continua a aumentar, fornecendo poder de computação para chatbots, computação em nuvem, serviços de vídeo e diversas aplicações online. No entanto, um novo estudo descobriu que cerca de um quarto dos centros de dados do mundo estão localizados em áreas com um desequilíbrio entre a oferta e a procura de água. Durante pelo menos um mês por ano, a procura local de água excede os recursos hídricos disponíveis. Se as temperaturas globais continuarem a subir no futuro, esta proporção poderá aumentar ainda mais para um terço.

Esta pesquisa foi publicada em Environmental Science and Technology, um jornal da American Chemical Society, e os resultados relevantes da pesquisa foram anunciados por meio de um comunicado de imprensa emitido pela American Chemical Society em 19 de outubro de 2026. A equipe de pesquisa estabeleceu um mapa global de distribuição de data centers e comparou a localização das instalações com as necessidades de abastecimento de água local, água urbana, irrigação agrícola, fabricação e geração de energia para avaliar a pressão hídrica enfrentada pelos data centers existentes.

Os pesquisadores analisaram um total de 9.347 data centers em operação em todo o mundo. Os resultados mostram que cerca de 25% deles estão localizados em áreas onde existe uma lacuna entre a oferta e a procura de água durante pelo menos um mês por ano, e cerca de 6% dos data centers estão localizados em áreas que enfrentam stress hídrico durante a maior parte do ano.

Lorenzo Rosa, principal autor do estudo e pesquisador do Carnegie Institution for Science, nos Estados Unidos, destacou que os data centers não são construídos em áreas abertas sem outras necessidades, mas estão diretamente sobrepostos aos recursos hídricos dos quais as cidades e as terras agrícolas originalmente dependem. À medida que os centros de dados aumentam de tamanho, as suas necessidades de água podem agravar ainda mais as pressões existentes no abastecimento de água local.

Por que os data centers exigem grandes quantidades de água? O principal motivo é que os servidores geram muito calor durante a execução. Para evitar o superaquecimento de processadores, memória e outros hardwares, o que pode degradar o desempenho ou até mesmo funcionar mal, os data centers devem continuar a dissipar o calor. Algumas instalações utilizam torres de resfriamento e sistemas de resfriamento evaporativo para remover o calor através da evaporação da água; outros usam diferentes formas de refrigeração líquida ou tecnologia de refrigeração a ar.

Para instalações que utilizam resfriamento evaporativo, parte da água evaporará diretamente durante o processo de dissipação de calor e não poderá retornar imediatamente ao sistema de abastecimento de água local. Os data centers também podem reduzir o uso de água por meio de outros métodos de resfriamento, mas as necessidades específicas dependem da densidade do servidor, da tecnologia de resfriamento, das condições climáticas e das cargas operacionais.

Ao contrário da electricidade, os recursos hídricos geralmente não podem ser distribuídos de forma flexível através de redes de transmissão de longa distância. Os data centers exigem abastecimento de água de rios, lagos, reservatórios ou aquíferos subterrâneos próximos, dos quais também dependem comunidades, fazendas e instalações industriais vizinhas. Mesmo que um data center tenha financiamento suficiente, isso não significa que a região possa fornecer água adicional ilimitada.

A equipa de investigação observou, em particular, que o consumo de energia dos centros de dados foi fortemente medido no passado porque o consumo de eletricidade pode muitas vezes ser medido e registado através de contadores de eletricidade. Em contraste, os métodos estatísticos para a utilização da água nos centros de dados em diferentes regiões não são uniformes e algumas regiões carecem mesmo de dados completos. Portanto, os investigadores esperam que, ao construir um mapa global de stress hídrico, possam ajudar governos e empresas a identificar mais claramente os riscos hídricos que a expansão dos data centers pode trazer.

Em termos de distribuição global de data centers, os Estados Unidos ocupam uma proporção considerável, respondendo por 39% do total das estatísticas de pesquisa. Isto significa que os Estados Unidos não são apenas um dos países com a maior concentração de centros de dados no mundo, mas também uma região importante onde a pressão da água nos centros de dados poderá aumentar ainda mais no futuro.

O estudo descobriu que, nos Estados Unidos, cerca de 21% dos data centers estão localizados em áreas com escassez de água. Há um grande número de clusters de data centers no leste dos Estados Unidos, e muitas dessas áreas atualmente apresentam estresse hídrico relativamente baixo; contudo, em partes do oeste e do sul dos Estados Unidos, o fosso entre a oferta e a procura de água pode durar vários meses, e áreas individuais podem até enfrentar pressão durante a maior parte do ano.

Existem diferenças regionais óbvias na situação na Europa. Os centros de dados estão concentrados principalmente na Europa do Norte e Central, que geralmente enfrentam relativamente menos stress hídrico. No entanto, o stress hídrico é mais agudo em algumas zonas dos países do sul da Europa, como Espanha, Itália e Grécia, e algumas zonas podem registar uma lacuna entre a oferta e a procura de água durante mais de seis meses por ano.

O Canadá não é totalmente afetado. A pesquisa mostra que cerca de 35% dos data centers no Canadá enfrentam escassez de água durante pelo menos um mês por ano. Embora o Canadá seja geralmente rico em recursos hídricos, a distribuição dos recursos hídricos não é uniforme. As condições locais de abastecimento de água em áreas onde a população, as instalações industriais e os centros de dados estão concentrados podem ser significativamente diferentes da média nacional.

Os pesquisadores também analisaram os principais setores de uso de água ao redor dos data centers para determinar com quais indústrias essas instalações poderiam competir. Globalmente, cerca de 41% dos data centers estão localizados em áreas onde predomina o uso de água urbana e municipal, e cerca de 28% estão em áreas onde predomina a água de irrigação agrícola.

Além disso, cerca de 18% das áreas de data centers estão localizadas em áreas onde a demanda de água industrial é a principal demanda, e cerca de 8% se sobrepõem à demanda de água da indústria de geração de energia. O restante está principalmente envolvido em atividades como pecuária e mineração.

Estes dados mostram que os problemas de recursos hídricos causados ​​pela expansão dos centros de dados não são simplesmente problemas de água industrial, mas desafios abrangentes que envolvem o abastecimento de água urbano, a produção agrícola, o abastecimento de energia e os ecossistemas.

Quando os data centers se sobrepõem às necessidades urbanas de água, os residentes, os serviços públicos e as atividades comerciais podem enfrentar uma competição mais intensa pelos recursos hídricos. Nas zonas onde a agricultura é dominante, as necessidades adicionais de água industrial podem entrar em conflito com a água de irrigação. Quanto a saber se o stress hídrico acabará por levar a restrições de água para os residentes, à redução do rendimento das colheitas ou à limitação das operações dos centros de dados, ainda não é possível tirar conclusões firmes apenas com base neste estudo.

Para avaliar os possíveis impactos das alterações climáticas, os investigadores também utilizaram vários modelos climáticos globais para analisar as condições da água em áreas onde os centros de dados existentes estão localizados quando a temperatura média global for 3 graus Celsius superior à de 1900. Este cenário representa possíveis condições climáticas cerca de 10 a 40 anos no futuro e não significa que o estudo prevê que as temperaturas globais atingirão definitivamente este nível num ano específico.

Os resultados do modelo mostram que, neste cenário climático futuro, cerca de 33% dos actuais centros de dados do mundo poderão estar localizados em áreas onde a procura de água excede a oferta. Por outras palavras, se as condições climáticas se desenvolverem na direcção definida pelo estudo, a proporção de centros de dados que enfrentam stress hídrico poderá aumentar de um quarto hoje para um terço.

Espera-se que os Estados Unidos sejam particularmente afetados. Como 39% dos data centers do mundo estão localizados nos Estados Unidos, uma parte considerável da nova pressão da água no futuro também estará concentrada neste país. Os investigadores acreditam que este resultado destaca a importância da seleção da localização do centro de dados: ao decidir onde construir, as empresas não podem apenas considerar os preços dos terrenos, o fornecimento de energia, as ligações à rede e os incentivos fiscais, mas também precisam de avaliar a sustentabilidade a longo prazo dos recursos hídricos locais.

Deve-se notar que este estudo analisa os riscos de recursos hídricos enfrentados pelos data centers atualmente em operação sob diferentes condições hidrológicas e climáticas, e não é uma previsão do número de futuros data centers ou locais de construção específicos. Também não prova que todos os centros de dados localizados em áreas com escassez de água sofrerão interrupções no abastecimento de água, nem quantifica diretamente os danos reais que estas instalações causaram aos residentes circundantes.

Os investigadores enfatizaram que a lacuna entre a oferta e a procura de água não forçará necessariamente os centros de dados a cessar as operações, porque as empresas podem manter as operações através da compra de direitos de utilização da água, da construção de instalações de armazenamento de água, da utilização de fontes de água alternativas ou do ajuste de métodos de arrefecimento. No entanto, se estas medidas podem realmente reduzir o stress hídrico local global depende do sistema específico de abastecimento de água, das regras regulamentares e das necessidades de outros utilizadores de água.

A equipe de pesquisa acredita que o planejamento de longo prazo dos data centers precisa prestar mais atenção à gestão local da água e às condições da infraestrutura. Para áreas com recursos hídricos relativamente suficientes, pode ser mais fácil para os novos centros de dados obter um abastecimento de água estável; enquanto nas zonas que já são propensas à seca, à recarga insuficiente de águas subterrâneas ou que têm uma elevada procura de água para fins agrícolas, a construção de novas instalações de grande escala necessita de ser mais cautelosa.

As empresas também podem reduzir a sua dependência de água doce através da adoção de sistemas de refrigeração eficientes, do aumento das taxas de reciclagem de água, da utilização de água reciclada que cumpra os requisitos e do ajuste das operações com base nas condições sazonais da água. No entanto, não existe uma resposta única para estas soluções técnicas que se aplique a todos os data centers. Diferentes condições climáticas, cargas de servidores e design de infraestrutura afetarão as economias reais de água alcançadas por diversas tecnologias de resfriamento.

À medida que os modelos de inteligência artificial se tornam cada vez mais complexos, os recursos computacionais necessários para treinar e executar os modelos continuam a crescer, e o consumo de energia e água dos centros de dados tornou-se gradualmente uma questão ambiental que não pode ser ignorada na expansão da indústria tecnológica. Embora os próprios serviços de IA sejam fornecidos em formato digital, os servidores, os equipamentos de refrigeração e os sistemas de energia que os sustentam dependem de recursos naturais do mundo real.

Este estudo não afirma que o desenvolvimento da inteligência artificial conduzirá inevitavelmente à escassez global de água, mas salienta que a localização geográfica dos centros de dados afetará os seus custos ambientais. Se centros de dados do mesmo tamanho forem construídos em áreas com recursos hídricos suficientes e naquelas com escassez de água a longo prazo, a pressão potencial sobre a sociedade local poderá ser completamente diferente.

Os investigadores acreditam que a futura selecção e governação dos locais dos centros de dados precisam de incorporar as restrições dos recursos hídricos nas decisões de longo prazo, em vez de se concentrarem apenas na capacidade de computação, nos preços da energia e na latência da rede. Somente tendo em conta as necessidades de água dos residentes locais, da agricultura, da indústria e dos ecossistemas poderemos avaliar com mais precisão se a expansão dos centros de dados é sustentável a longo prazo.

À medida que o número de centros de dados em todo o mundo continua a aumentar, a gestão da água pode gradualmente tornar-se um factor-chave na construção de infra-estruturas de inteligência artificial. As diferenças de distribuição global reveladas pelo estudo significam que a futura competição pelos centros de dados não será apenas uma competição por poder computacional, chips e electricidade, mas também será cada vez mais afectada pelas condições da água e pelas capacidades de governação local.