Impacto ambiental da IA: o custo invisível da tecnologia

Qual o real impacto ambiental da IA no meio ambiente? Será que usar o ChatGPT ou Gemini realmente pode prejudicar o consumo de energia, água e matérias-primas? À medida que a adoção da inteligência artificial cresce em todo o mundo, entender esses efeitos se torna essencial para avaliar como a inovação pode avançar de forma mais sustentável.

Confira abaixo quais são os principais impactos ambientais da inteligência artificial, por que ela exige tanta infraestrutura, como empresas estão reduzindo sua pegada ecológica e quais medidas podem tornar o desenvolvimento da IA mais sustentável.

Qual é o impacto ambiental da inteligência artificial?

O impacto ambiental da IA está relacionado ao alto consumo de energia, água e matérias-primas necessárias para desenvolver, treinar e operar modelos de inteligência artificial. A expansão desta tecnologia também aumenta a geração de lixo eletrônico e as emissões de gases de efeito estufa, principalmente quando a eletricidade utilizada pelos data centers é produzida a partir de combustíveis fósseis.

Segundo a Agência Internacional de Energia (IEA), cerca de 7% da eletricidade consumida no mundo já abastece a infraestrutura digital, incluindo data centers, redes de comunicação e sistemas computacionais. 

A agência também estima que o consumo global de energia desse setor poderá dobrar em 2026 em comparação com 2022, quando atingiu 460 terawatts-hora (TWh), volume equivalente a aproximadamente 90% de toda a eletricidade consumida pelo Brasil naquele ano.

Por que a IA depende de grandes infraestruturas

A inteligência artificial depende de grandes infraestruturas porque seus modelos processam enormes volumes de dados e realizam bilhões de cálculos para interpretar informações e gerar respostas. Esse processamento exige equipamentos de alto desempenho instalados em data centers distribuídos pelo mundo.

Esses centros reúnem milhares de servidores funcionando sem interrupção. Além da capacidade computacional, eles precisam de sistemas de armazenamento, redes de alta velocidade e mecanismos de resfriamento para evitar o superaquecimento dos equipamentos.

O crescimento dos data centers

O avanço da inteligência artificial impulsionou a rápida expansão dos data centers em todo o mundo. 

Segundo o relatório Navigating New Horizons, do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), o número de data centers passou de aproximadamente 500 mil em 2012 para cerca de 8 milhões, acompanhando o aumento da computação em nuvem e das aplicações de inteligência artificial.

O aumento dessas instalações também amplia a demanda por energia elétrica. Na Irlanda, por exemplo, a Agência Internacional de Energia estima que os data centers poderão representar quase 35% de todo o consumo de eletricidade do país até 2026, impulsionados principalmente pela expansão da IA.

Como o uso da IA aumenta a demanda por recursos naturais

O uso da inteligência artificial aumenta a demanda por recursos naturais porque toda a infraestrutura necessária para seu funcionamento consome grandes quantidades de água, energia e matérias-primas.

A água é utilizada principalmente nos sistemas de resfriamento dos servidores. Segundo estimativas divulgadas pelo PNUMA, a infraestrutura global relacionada à IA poderá consumir, em breve, cerca de seis vezes mais água do que toda a utilizada pela Dinamarca, país com aproximadamente 6 milhões de habitantes.

Além da água, a geração de eletricidade continua sendo um dos principais desafios ambientais. Em muitos países, os data centers ainda dependem de redes elétricas abastecidas por combustíveis fósseis, aumentando as emissões de gases de efeito estufa.

Por que a inteligência artificial consome tanta energia?

A inteligência artificial consome muita energia porque depende de equipamentos de alto desempenho que operam continuamente para processar grandes volumes de dados, treinar modelos e gerar respostas em poucos segundos.

Segundo a Agência Internacional de Energia (IEA), uma solicitação feita ao ChatGPT pode consumir cerca de dez vezes mais eletricidade do que uma pesquisa semelhante no Google. 

Cada interação com uma ferramenta de IA aciona milhares de servidores instalados em data centers. Esses servidores executam bilhões de cálculos simultaneamente para interpretar comandos, consultar informações e produzir resultados. Quanto mais complexo for o modelo e maior for o número de usuários, maior será a demanda por capacidade computacional e eletricidade.

Qual é o consumo de água da inteligência artificial?

A inteligência artificial consome grandes volumes de água porque seus servidores precisam de sistemas de resfriamento para funcionar de forma segura. Esse consumo ocorre principalmente nos data centers, onde estão instalados os equipamentos responsáveis pelo treinamento e pela execução dos modelos de IA.

Pesquisas sobre o treinamento do GPT-3 indicam que o processamento consumiu, em média, uma garrafa de 500 ml de água para cada 10 a 15 respostas de tamanho médio, considerando a necessidade de resfriar os equipamentos durante a operação.

Por que os data centers precisam de refrigeração

Os data centers precisam de refrigeração porque os servidores que processam inteligência artificial geram muito calor durante seu funcionamento. Sem controle de temperatura, os equipamentos podem perder desempenho, apresentar falhas ou sofrer danos permanentes.

Quanto maior a carga de processamento, maior é a quantidade de calor produzida, tornando indispensável o uso de sistemas de resfriamento.

Como a água é utilizada no resfriamento dos servidores

A água é utilizada para remover o calor gerado pelos servidores e pelos componentes eletrônicos instalados nos data centers. Ela circula pelos sistemas de refrigeração, absorve a temperatura dos equipamentos e ajuda a manter o ambiente operacional estável.

Esse processo acontece durante toda a operação dos servidores, seja no treinamento dos modelos ou durante a geração de respostas para os usuários.

Impacto sobre recursos hídricos

O aumento do consumo de água pela inteligência artificial pode pressionar os recursos hídricos, especialmente em regiões que já enfrentam escassez. À medida que novos data centers entram em operação, cresce a demanda por água.

Aliás, segundo o PNUMA, aproximadamente um quarto da população mundial ainda não possui acesso adequado à água limpa e ao saneamento. O aumento da demanda industrial pode intensificar a competição pelo uso desse recurso em algumas localidades.

A IA aumenta as emissões de carbono?

A inteligência artificial pode aumentar as emissões de carbono porque depende de data centers que consomem grandes quantidades de eletricidade. Quando essa energia é gerada por combustíveis fósseis, como carvão e gás natural, o funcionamento da IA contribui para a emissão de gases de efeito estufa.

Aliás, todo o ciclo de vida da infraestrutura, incluindo a fabricação dos servidores, o transporte dos equipamentos, a operação dos data centers e o descarte dos componentes eletrônicos, também gera emissões de carbono.

Como a fabricação de equipamentos para IA afeta o meio ambiente?

A fabricação dos equipamentos utilizados pela inteligência artificial gera impactos ambientais desde a extração das matérias-primas até o descarte dos componentes eletrônicos. 

Os principais impactos são:

• Extração intensiva de matérias-primas: segundo o relatório do PNUMA, a fabricação de um computador de aproximadamente 2 kg exige cerca de 800 kg de matérias-primas, incluindo metais e minerais;
• Maior exploração de terras raras: os microchips utilizados pela IA dependem desses elementos, cuja mineração pode provocar desmatamento, degradação do solo, contaminação de rios e lençóis freáticos e geração de resíduos;
• Alto consumo de energia: a produção de equipamentos eletrônicos envolve processos industriais que demandam grandes quantidades de eletricidade e contribuem para as emissões de gases de efeito estufa;
• Aumento do lixo eletrônico: a substituição constante de servidores e componentes amplia a geração de resíduos eletrônicos;
• Risco de contaminação ambiental: parte desse lixo eletrônico contém substâncias tóxicas, como mercúrio e chumbo, que podem contaminar o solo e a água quando o descarte não é realizado de forma adequada.

A inteligência artificial também pode ajudar o meio ambiente?

Sim. Embora a inteligência artificial gere impactos ambientais, ela também pode ser uma aliada da sustentabilidade quando aplicada para resolver problemas ambientais. Sua capacidade de analisar grandes volumes de dados, identificar padrões e fazer previsões permite desenvolver soluções mais eficientes para proteger os recursos naturais e reduzir desperdícios.

Uma das principais aplicações está no monitoramento ambiental. A IA consegue processar informações de satélites, sensores e outros sistemas de coleta de dados para identificar mudanças no meio ambiente com rapidez. Isso facilita a detecção de desmatamento, queimadas, alterações na qualidade da água e do ar, além de auxiliar no acompanhamento da biodiversidade e dos efeitos das mudanças climáticas.

Outro benefício é o aumento da eficiência no uso de recursos. Empresas e governos podem utilizar a inteligência artificial para otimizar processos, reduzir o consumo de energia e água, melhorar rotas de transporte e diminuir perdas na produção. 

Como as empresas de tecnologia estão reduzindo o impacto ambiental da IA?

As empresas de tecnologia estão reduzindo o impacto ambiental da inteligência artificial ao investir em energia renovável, melhorar a eficiência dos data centers e adotar metas ambientais de longo prazo. Essas iniciativas visam diminuir as emissões de carbono e tornar o funcionamento da IA mais sustentável.

Entre as principais iniciativas das empresas, estão:

• Amazon: compensou 100% do consumo global de energia de suas operações com eletricidade proveniente de fontes renováveis;
• Microsoft: estabeleceu a exigência de que fornecedores utilizem eletricidade 100% livre de carbono até 2030 e assumiu o mesmo compromisso para suas operações;
• Google: mantém a meta de operar com energia livre de carbono até 2030 e investe na eficiência energética de seus modelos de IA e data centers;
• OpenAI (Sam Altman): investiu US$ 20 milhões na empresa Exowatt, voltada ao desenvolvimento de energia solar para abastecimento de centros de dados.

Além dessas iniciativas específicas, grandes empresas do setor de tecnologia têm ampliado o uso de energias como solar, eólica e hidrelétrica em suas operações. Ainda, a adoção de práticas ambientais, sociais e de governança (ESG) também tem ganhado espaço dentro das estratégias corporativas. 

O que é IA sustentável?

A IA sustentável é o desenvolvimento e o uso da inteligência artificial para reduzir impactos ambientais ao longo de todo o seu ciclo de vida, desde a fabricação dos equipamentos até o consumo de energia nos data centers. É um conceito que tenta equilibrar inovação tecnológica com menor pegada ecológica.

Entre as principais práticas associadas à IA sustentável, estão:

• Uso de energias renováveis em data centers, como solar, eólica e hidrelétrica;
• Desenvolvimento de modelos de IA mais eficientes, que exigem menos processamento;
• Otimização de algoritmos para reduzir o consumo de energia durante o treinamento e uso;
• Reaproveitamento e reciclagem de servidores e componentes eletrônicos;
• Expansão de infraestruturas em regiões com menor necessidade de refrigeração artificial.

O objetivo é manter o desempenho dos sistemas sem ampliar desnecessariamente a pressão sobre os recursos naturais.

Como empresas e usuários podem reduzir o impacto ambiental da IA?

Empresas, governos e usuários podem reduzir o impacto ambiental da IA adotando práticas que diminuam o consumo de energia, água e matérias-primas durante o desenvolvimento e o uso dessa tecnologia. 

Para as empresas, as principais medidas são:

• Investir em energia renovável para abastecer data centers, utilizando fontes como solar, eólica e hidrelétrica;
• Desenvolver modelos de IA mais eficientes, que entreguem o mesmo desempenho com menor consumo de energia;
• Utilizar arquiteturas otimizadas, como redes neurais comprimidas, sistemas modulares e processamento em lote;
• Reutilizar modelos pré-treinados e APIs, evitando novos treinamentos sempre que possível;
• Reciclar água e reaproveitar componentes eletrônicos, reduzindo o consumo de recursos naturais;
• Monitorar e divulgar indicadores ambientais, como consumo energético, uso de água e emissões de carbono;
• Adotar práticas de ESG (Ambiental, Social e Governança) na gestão dos projetos de inteligência artificial.

Os usuários também podem contribuir para reduzir os impactos ambientais da inteligência artificial com escolhas mais conscientes no dia a dia. Algumas atitudes são:

• Utilizar ferramentas de IA apenas quando elas realmente agregam valor à atividade;
• Evitar processamentos repetitivos ou desnecessários;
• Priorizar serviços de empresas que adotam metas de sustentabilidade;
• Buscar informações sobre o impacto ambiental das tecnologias utilizadas;
• Incentivar o uso responsável da inteligência artificial em empresas, escolas e organizações.

Perguntas frequentes