Data center e consumo idrico

L'acqua è una risorsa essenziale per quasi tutte le attività umane, e internet non fa eccezione. I data center, ovvero gli impianti che ospitano i server responsabili della gestione dei dati digitali, richiedono enormi quantità d’acqua per il raffreddamento e, indirettamente, per la produzione dei materiali e dell’energia che li alimentano. Sebbene il loro peso sul consumo idrico globale sia relativamente contenuto, l’impatto può essere devastante in aree già afflitte da siccità. Con la crescita costante di queste infrastrutture, il problema non può più essere ignorato.

Negli ultimi anni, la questione è diventata particolarmente critica negli Stati Uniti occidentali, dove la siccità ha acceso il dibattito sull’uso dell’acqua da parte dei data center. Nel 2021, il centro elaborazione dati di Google a The Dalles, in Oregon, è finito sotto i riflettori per aver assorbito oltre un quarto del consumo idrico della città. Altri casi simili si sono verificati in Arizona e Nevada, portando alcune amministrazioni locali a imporre regolamenti più stringenti.

Il raffreddamento dei server è fondamentale per il loro funzionamento, e l'acqua è il mezzo più efficiente per dissipare il calore. Tuttavia, non sempre efficienza idrica ed efficienza energetica vanno di pari passo: la scelta della tecnologia più adatta dipende da numerosi fattori, tra cui il clima locale. Nel 2021, i data center di Google negli USA hanno consumato circa 16 miliardi di litri d’acqua, una quantità paragonabile a quella necessaria per irrigare 29 campi da golf nel sud-ovest del paese.

L’aumento della domanda di potenza di calcolo, accelerato dall’intelligenza artificiale, renderà il problema ancora più pressante. Per affrontarlo, molte aziende si stanno impegnando a diventare "water positive", ovvero a reintegrare in falda tanta acqua quanta ne consumano. Microsoft e Google puntano a raggiungere questo obiettivo entro il 2030. Tuttavia, secondo gli esperti, il vero nodo resta la trasparenza sull’intero ciclo di vita dei data center, che ancora oggi manca.

L’unica soluzione sembra essere l’efficienza su larga scala e la distribuzione strategica delle infrastrutture in aree con minore stress idrico.

I data center hyperscale

I data center sono fondamentali per il funzionamento dell'infrastruttura digitale globale, ospitando server che gestiscono e archiviano enormi quantità di dati. La loro distribuzione geografica varia significativamente, con una concentrazione maggiore in alcune regioni.

Secondo i dati disponibili, gli Stati Uniti ospitano circa 5 mila dei data center mondiali, seguiti – a grande distanza - da Germania, Regno Unito e Cina, ciascuno con circa 500 impianti. La distribuzione non sorprende, gli Stati Uniti sono la patria delle maggiori aziende digitali: Google, Microsoft, Meta (Facebook, Istagram, Whatsapp), Amazon, ecc.

I data center hyperscale rappresentano una categoria specifica di strutture progettate per supportare applicazioni su larga scala, come il cloud computing e l'intelligenza artificiale. Questi centri offrono capacità di rete e potenza elevate, essenziali per le operazioni di grandi aziende tecnologiche come Amazon, Microsoft e Google. Sono strutture di dimensioni eccezionali, progettate per gestire enormi volumi di dati e carichi di lavoro. Un data center per essere considerato hyperscale deve superare almeno 5.000 server e circa 10.000 metri quadrati di spazio fisico.  Attualmente, il più grande data center hyperscale al mondo è in Mongolia di proprietà cinese e copre una superficie totale di circa 994.000 metri quadrati (più o meno la superficie di una cittadina di 5000 abitanti).

La crescente domanda di servizi digitali e l'espansione dell'intelligenza artificiale stanno alimentando un aumento significativo nella costruzione di data center a livello globale. Tuttavia, questa espansione comporta anche sfide ambientali, in particolare riguardo al consumo energetico e all'uso dell'acqua per il raffreddamento delle strutture.

Per mitigare l'impatto ambientale, le aziende stanno investendo in soluzioni più sostenibili, come l'adozione di tecnologie di raffreddamento più efficienti e l'utilizzo di fonti energetiche rinnovabili. Ad esempio, alcune stanno esplorando l'uso di sistemi di raffreddamento ad aria in climi più freddi o l'implementazione di tecnologie di intelligenza artificiale per ottimizzare l'efficienza energetica.

L’Emilia-Romagna DATA Valley europea

Con la sua tradizione millenaria di centro europeo della conoscenza e con la sua concentrazione di sapere, ricerca e innovazione, in questi anni la Regione Emilia-Romagna si è costruita un ruolo da leader anche nell’ambito dei big data. Qui, dove si concentra il la maggior parte della capacità di calcolo e di storage (conservazione dati) italiana, ha sede un importantissimo centro europeo dedicato alla ricerca: il Big Data Technopole, grazie al quale Bologna e la sua storica università, la più antica del mondo occidentale, continuano ad essere un crocevia fondamentale per la conoscenza umana.

La scelta della sede bolognese non è casuale: la città delle due torri vanta una lunga storia di localizzazione di sistemi di supercalcolo. Già nel 1961 si localizza proprio a Bologna il centro di supercalcolo, attivando per la prima volta in Italia la prima architettura disegnata per il calcolo, l’IBM 704. Nel 1969 viene fondato il CINECA, la rete nazionale a banda ultralarga dedicata all’istruzione e alla ricerca.

Il nuovo Tecnopolo di Bologna, eccellenza nel supercalcolo accorpa  attività di ricerca e infrastrutture a elevate prestazioni di calcolo, tra le più potenti al mondo. Qui si è insediato il Data Center del Centro Europeo per le Previsioni Meteorologiche (ECMWF) che sviluppa le previsioni meteorologiche a medio raggio e produce e distribuisce previsioni meteorologiche agli Stati membri. ECMWF nel 2017 ha scelto Bologna come sede per il nuovo Data Center, che si avvale di supercomputer all’avanguardia. Nel Tecnopolo di Bologna è collocato anche Leonardo, supercomputer capace di un miliardo di miliardi di operazioni al secondo e il quarto più potente al mondo.