Un estudio propone usar agua salada y contaminada para refrigerar los centros de datos que alimentan la IA

Los centros de datos que sostienen la inteligencia artificial, la nube y el procesamiento en tiempo real consumen cantidades enormes de energía. Toda esa electricidad se convierte en calor residual que debe eliminarse para evitar que los equipos se sobrecalienten, y el método más extendido para lograrlo recurre a un insumo cada vez más escaso: agua dulce. Solo en Estados Unidos, la demanda hídrica de estas instalaciones podría multiplicarse hasta cuatro veces hacia 2028, hasta alcanzar entre 150.000 y 270.000 millones de litros anuales, según las estimaciones recogidas en el estudio.

La presión sobre los recursos locales ya disparó alarmas regulatorias. Por ejemplo, en septiembre, el gobernador de Texas, Greg Abbott, ordenó una pausa en los permisos para nuevos centros de datos, y la fiscalía general del estado abrió una investigación sobre el consumo hídrico de las instalaciones existentes.

Frente a ese panorama, un grupo de ingenieros y geocientíficos planteó una pregunta directa: ¿puede el agua salada o contaminada, que hoy se descarta como residuo industrial, servir para refrigerar esas instalaciones y aliviar así la competencia por el agua potable? La respuesta, según sus hallazgos, es que la tecnología necesaria ya existe y que incluso las opciones más demandantes en energía representan apenas una fracción menor del consumo eléctrico total de un centro de datos.

Esas conclusiones surgen de un estudio publicado en la revista Water Research, liderado por investigadores de la Universidad de Texas en Austin. El trabajo evaluó distintas tecnologías de desalinización, es decir, procesos que separan las sales del agua para volverla apta para uso industrial, y analizó su viabilidad técnica, económica y ambiental en la refrigeración de centros de datos.

“No estamos esperando una tecnología futurista que venga a resolver este problema por nosotros”, afirmó Vaibhav Bahadur, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Escuela de Ingeniería Cockrell, según el comunicado de prensa de la universidad. “Podemos resolver partes de este problema con la tecnología que ya tenemos; simplemente hay un costo asociado”, agregó.

Dos métodos complementarios para distintos niveles de salinidad

El estudio analizó dos grandes familias tecnológicas. La ósmosis inversa filtra el agua a presión mediante membranas que retienen las sales disueltas: resulta eficiente y económica, pero no logra tratar líquidos con concentraciones superiores a las del océano. La compresión mecánica de vapor, en cambio, evapora el agua y la condensa para obtenerla limpia, lo que la vuelve apta para fluidos hipersalinos, aunque a costa de un consumo energético mucho mayor.

Los investigadores probaron ambos métodos, junto con configuraciones híbridas, en tres tipos de agua: salobre, con una concentración moderada de unas 5.000 partes por millón de sales disueltas; de mar, con unas 35.000; y de producción petrolera, un subproducto de la extracción de hidrocarburos que supera las 50.000. En todos los casos, la meta fue obtener agua con menos de 500 partes por millón, el umbral que exigen los sistemas de refrigeración.

Según se detalla en el estudio, un sistema híbrido aplicado a agua de mar con gestión de mínima descarga líquida, una estrategia que concentra la salmuera residual al máximo para reducir el volumen desechado, recuperó 736 litros de agua dulce por cada 1.000 kilogramos de agua alimentada, con un costo de 3,2 dólares por metro cúbico.

Para el agua de producción petrolera, la recuperación fue similar, pero el consumo energético se cuadruplicó y el costo se triplicó. El trabajo concluye que pasar de una disposición convencional a esquemas de mínima o nula descarga elevó la recuperación entre el 4% y el 220%, aunque con incrementos superiores al 12% en energía.

Un nuevo indicador mide el impacto sobre el estrés hídrico local

Más allá de la evaluación tecnológica, el equipo desarrolló una métrica original denominada Intensidad de Utilización de Agua Salina, que cuantifica cómo las distintas estrategias de desalinización adoptadas por un centro de datos afectan la disponibilidad de agua en su entorno.

El trabajo concluye que, “entre 2023 y 2030, los valores de este indicador aumentaron en los escenarios representativos, abarcando desde impactos leves hasta sustanciales sobre el estrés hídrico”. No obstante, las estrategias de mayor recuperación redujeron ese índice un 40 % en zonas con escasez elevada.

De los tres escenarios estudiados, un proyecto hipotético en Longview, en el este de Texas, obtuvo los niveles más bajos de presión sobre las fuentes hídricas locales. Ese caso contemplaba el uso de agua salobre subterránea tratada mediante ósmosis inversa en dos etapas, lo que permitía una alta recuperación a bajo costo y con un gasto energético moderado, según el comunicado de prensa.

El agua residual de la industria petrolera, un recurso desaprovechado

En Texas, la industria del petróleo y el gas produce volúmenes enormes de agua residual que hoy se transporta a grandes distancias y se inyecta bajo tierra. Bahadur puso la cifra en perspectiva: “La cuenca del Pérmico genera 1.200 piscinas olímpicas por día, y actualmente ese líquido se traslada a largas distancias y se inyecta en el subsuelo. Esto es problemático de muchas maneras, incluido el riesgo de actividad sísmica”, advirtió según el comunicado de prensa.

“También nos estamos quedando sin espacio para enterrar esa agua, posiblemente hacia 2030. Necesitamos encontrar una forma de usarla, y limpiarla para centros de datos es una excelente manera de hacerlo”, añadió.

Este enfoque forma parte del consorcio COMPASS, radicado en la Escuela de Geociencias Jackson de la universidad. Bahadur y su colega Ning Lin, economista jefe de la Oficina de Geología Económica, declararon recientemente ante el Comité de Agua, Agricultura y Asuntos Rurales del Senado de Texas. “Cuando toman decisiones importantes sobre centros de datos, los funcionarios locales a menudo carecen de análisis objetivo sobre el uso de agua, energía y otros factores relevantes”, afirmó Lin, según el comunicado de prensa.