A crescente pegada ambiental da internet

Alguns dos mais populares serviços da internet, como o Facebook ou Google Drive, são gratuitos, mas eles têm um custo ambiental.

Não há qualquer taxa para os usuários armazenarem nas nuvens um número praticamente infinito de fotos de família, e-mails, documentos e vídeos de gato. Mas embora o conceito de “nuvem” possa soar etéreo, por trás dele há um número impressionante de máquinas que requerem energia real para operar.

A internet é atualmente responsável por cerca de 2% do consumo total de energia do globo. Mas a participação da internet no uso de energia está aumentando muito mais rapidamente do que outras formas de consumo.

Se continuar a crescer à taxa atual, “a internet estrangulará o planeta em termos de consumo de energia”, disse Kerry Hinton, diretor do Centro de Telecomunicações Eficientes em Energia da Universidade de Melbourne, Austrália.

“Isso não é sustentável”, disse ele.

Crescimento exponencial

Sem uma grande mudança, Hinton estima que em cerca de 15 anos a internet será responsável por 20% do consumo de energia global.

Um relatório de 2014 da Dell EMC sobre o crescimento do “universo digital” expressa isso claramente: “Como o universo físico, o universo digital é grande – até 2020 [ele terá] quase tantos bits digitais quanto o número de estrelas no universo. Isso tem dobrado de tamanho a cada dois anos, em 2020 o universo digital – os dados que criamos e copiamos anualmente – alcançará 44 zettabytes, ou 44 trilhões de gigabytes.”

A Iniciativa Global de e-Sustentabilidade (GeSI), um grupo da indústria de tecnologia da informação, estima que mais 2 bilhões de pessoas se conectarão à internet até 2020. A internet é vista como uma ferramenta importante para os países em desenvolvimento e a GeSI descreve as tecnologias da internet como conectando usuários com a “economia do conhecimento”.

Enquanto a internet tem muitos benefícios, incluindo os ecológicos – desde ajudar a educar e mobilizar as pessoas sobre questões ambientais até ajudar a administrar uma rede inteligente – ela também tem uma grande pegada.

Jonathan Koomey, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, estimou em 2008 que a internet usa de 9 a 16 kWh de energia por cada gigabyte (GB) de dados transferidos. Vamos traduzir isso em termos de uso cotidiano.

Se você gastar uma hora transmitindo um vídeo no Netflix, você transferiu cerca de 1 GB de dados (e isso sobe para 3 GB se for um vídeo de alta definição). Assim, usando a estimativa de Koomey de consumo de energia por GB, a energia que você usa para cada hora de transmissão de vídeo é comparável a usar um secador de cabelo por 30 minutos por dia durante um ano, ou usar uma unidade de janela de ar condicionado por 16 horas.

O Netflix transmite mais de um bilhão de horas de vídeo por mês, segundo o relatório da Dell EMC de 2014. Isso significaria, usando novamente a estimativa de Koomey, que a Netflix poderia usar mais de 9 bilhões de kWh por mês, o que é comparável à energia usada por cerca de 1 bilhão de casas nos EUA em um mês.

Hinton observou que algumas das complexidades nas operações da Netflix podem tornar esta estimativa imprecisa, mas isso ainda ilustra quanta energia pode ser usada na transferência de dados pela internet. A estimativa de Koomey também é, na melhor das hipóteses, uma aproximação grosseira, conforme observado por ele e o coautor Cody Taylor da ICF International no estudo “Estimativa do uso de energia e das emissões de gases de efeito estufa na publicidade na internet”.

Estimar não é uma tarefa fácil e os métodos variam muito. Alguns incluem, por exemplo, a energia gasta na fabricação dos laptops ou smartphones usados ​​para acessar a internet. Alguns não incluem a energia gasta ao se iniciar um computador ou estabelecer uma conexão, mas apenas o ato exclusivo de transferir dados. A estimativa de Koomey e Taylor está no extremo superior e alguns anos desatualizada, mas o exercício é instrutivo.

Um relatório da empresa de software de segurança de computadores McAfee sobre a energia gasta pelos spams de e-mail também dá uma ideia aproximada de quanta energia algumas atividades comuns usam. Quando a principal fonte de spam online, a McColo, foi desconectada em 2008, a energia economizada na calmaria antes da reestruturação e reinício de suas operações foi comparável à quantidade de energia necessária para suprir 2,3 milhões de carros, informou a McAfee.

Como a internet funciona fisicamente

Muitas vezes não pensamos na internet em termos de seu funcionamento físico. É quase mágico. Você aperta algumas teclas e envia uma mensagem ou foto pelo mundo.

De acordo com Hinton, aqui está o que acontece fisicamente quando você carrega uma foto no Facebook. Os dados que compõem essa foto são enviados do seu dispositivo por meio de seu roteador doméstico ou outra conexão. Esta é a parte do processo que mais consome energia, especialmente se você estiver usando uma conexão sem fio 4G ou LTE de alta velocidade em seu smartphone. As torres que alimentam tal conexão usam muita energia.

Sua foto é então agrupada com dados de outros usuários por meio de seu provedor local de internet no que é chamado de rede EDGE. Em seguida, os dados viajam – às vezes através de milhares de quilômetros de cabos de fibra óptica sob o oceano – até os gigantescos roteadores que são basicamente o núcleo da internet, construídos por grandes empresas de tecnologia como a Cisco.

Em seguida, os dados se dirigem a um centro de dados. As fotos lá se distribuem em três categorias: quente, morna e fria.

Digamos que é o dia seguinte de uma festa e você e seus amigos postaram fotos. Muitas pessoas estão olhando para elas; essas fotos estão “quentes”. Elas estão num disco no centro de dados que está girando constantemente. Ele fica girando para que esteja pronto para as pessoas acessarem-no instantaneamente. Essa atividade despende energia.

Algumas semanas mais tarde, algumas pessoas ainda estão vendo as fotos, mas não tão frequentemente. As fotos então estão “mornas” e são mantidas num disco que gira apenas ocasionalmente, exigindo menos energia.

Em um ano, quase ninguém verá essas fotos e elas se tornaram “frias”. Elas então existem numa fita ou disco ótico. Quando alguém deseja vê-las, um pequeno braço robótico é ativado e vai até o disco, pega-o e coloca-o num prato para acessá-lo, algo parecido com uma vitrola antiga.

Esse disco pode armazenar fotos desse tipo por dezenas de anos. Embora seja uma forma de armazenamento de dados de relativa baixa energia, quando bilhões de usuários estão armazenando fotos, documentos e outros arquivos ano após ano nas nuvens, tudo se acumula em centros de dados que gastam energia.

Cada foto é copiada várias vezes, explicou Hinton. Em parte, isso é para garantir a estabilidade se um servidor for desconectado. Em parte, isso está relacionado à necessidade de se disponibilizar a foto em vários formatos, como num formato de miniatura (thumbnail). De forma semelhante, e-mails são copiados por provedores de e-mail.

Polos de consumo de energia

Google, Facebook e muitas outras empresas investiram milhões em energia renovável para compensar o dispêndio em seus centros de dados. Como o Greenpeace observou em seu relatório “Clicando Limpo” de 2015, pode ser difícil para esses gigantescos centros de dados usarem energias renováveis ​​por conta própria, porque frequentemente eles têm que usar tudo o que as empresas de serviços públicos locais oferecem.

Por exemplo, o Greenpeace nomeou a Virgínia, nos EUA, como “o marco zero da internet suja”. O relatório afirma: “A Virgínia permanece sendo o epicentro de crescimento dos centros de dados nos EUA. O condado de Loudoun, no norte da Virgínia, ostenta que até 70% do tráfego global da internet passa através de suas fronteiras diariamente.”

A concessionária local Dominion Resources depende quase que exclusivamente de “fontes sujas de geração [de energia]”, de acordo com o Greenpeace.

Alguns centros de dados, entretanto, estão adquirindo energia renovável. O Facebook abriu terreno num novo centro em Los Lunas, no Novo México, em outubro, que diz que funcionará com 100% de energia renovável.

Porque os centros de dados, provedores de internet e muitos dos grandes da internet têm um interesse financeiro em reduzir suas contas de energia, eles são relativamente eficientes em energia, explicou Hinton.

“Se medimos a eficiência energética dessas coisas, olhando para a quantidade de energia que é usada para processar um bit de dados, o que vemos são máquinas no núcleo da rede, elas são supereficientes em energia”, ele disse. “Elas podem ativar um bit de dados empregando nanojoules de energia. Isso é um bilionésimo de um joule de energia.”

A questão são os bilhões de usuários que não veem um grande impacto em suas contas de energia, que estão pensando mais nas funções oferecidas por seus dispositivos e na velocidade de suas conexões à internet do que no consumo de energia. É assim que a pegada de energia da internet deixa uma impressão mais profunda no mundo.

 
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