Quando tratamos de tecnologias modernas que utilizamos para facilitar as nossas vidas, é impossível ignorar uma das mais importantes entre todas elas: a internet. Tendo começado por volta dos anos 1960 como um sistema de comunicação interna do Departamento de Defesa dos Estados Unidos, a internet popularizou-se nos anos 1990 e na virada do século 20 para o 21 já apresentava um impacto revolucionário na cultura e no comércio, o que só cresceu desde então.
Porém, existe algo que geralmente não levamos em conta quando estamos sentados em nossas confortáveis cadeiras navegando por sites na rede mundial de computadores. Mesmo que sejamos pessoas engajadas na proteção do meio ambiente e tomemos vários tipos de precaução para diminuir o impacto ambiental no consumo de produtos e serviços, é raro alguém dizer que já pensou no quanto a utilização da internet pode contribuir com a destruição da natureza e o abuso no uso de fontes de energia, renováveis ou não.
Não é difícil imaginar que a internet consuma uma quantidade exorbitante de energia elétrica para se manter funcionando, mas não é apenas com os computadores ligados o tempo todo e os celulares carregando que devemos nos preocupar, e sim com tudo que é necessário para a Web continuar trabalhando 24 horas por dia, 365 (ou 366) dias por ano! Vamos entender isso um pouco melhor.
Com a cabeça na Nuvem
Se você andou utilizando a internet nos últimos meses, ou mesmo anos, e se interessa pelo menos um pouco pela maneira como ela funciona, já deve ter ouvido falar de um conceito não muito antigo que vem se popularizando cada vez mais: a computação em nuvem. Parece misterioso e complicado, mas na verdade é bastante simples: a tal da nuvem é um sistema que permite o armazenamento de dados na própria internet.
Na computação em nuvem, tudo fica armazenado em servidores remotos
Ou seja, em vez de você guardar aquelas suas fotos, músicas, vídeos, documentos e outros arquivos no disco rígido de seu próprio computador, ou mesmo em um pendrive ou em outros tipos de mídia de armazenamento, como cartões de memória ou CDs/DVDs, você faz upload deles na rede mundial e os deixa guardadinhos na própria internet, sendo possível acessá-los de qualquer local que tenha uma conexão ativa.
E é aí que entra a questão principal que vai conduzir nossa linha de raciocínio para entender quanta energia nós gastamos com isso: onde fica a internet?
Servidores que servem para muitas coisas
Por mais que possa parecer eventualmente, é óbvio que você não acha que a tal da internet é uma outra dimensão da realidade onde estão todos os vídeos de gatos, os memes engraçados e os comentários horríveis que vemos em notícias e nas redes sociais. Toda ela, na verdade, é composta por servidores reais, tão físicos quanto os nossos computadores e smartphones, que armazenam uma quantidade quase que inimaginável de dados de todos os tipos. Isso é a Nuvem.
São os data centers que processam o seu pedido de acesso a alguma informação contida neles e recuperam os dados
Os data centers (ou centros de dados) são estruturas parecidas com enormes galpões onde os servidores ficam. São eles que processam o seu pedido de acesso a alguma informação contida neles e recuperam os dados dos dispositivos de armazenamento, enviando-os para você através de dispositivos de rede o mais rápido possível. É lá que ficam as fotos que você coloca no Facebook, as músicas do Spotify que você baixa para o seu celular, as informações que você lê na Wikipédia, os vídeos do YouTube e os arquivos que você guarda no Google Drive ou no OneDrive.
Um típico data center cheio de servidores
A informação do mundo inteiro está lá
Imagine só a quantidade de servidores necessária para armazenar tudo (absolutamente TUDO) que acessamos através da internet. Leve em consideração que eles devem estar sempre funcionando para que você possa acessar o que deseja a qualquer momento e pense também na quantidade de usuários do serviço no mundo todo, seja através de computadores, smartphones, consoles de video game ou qualquer outro dispositivo ligado à Internet das Coisas.
Toda vez que precisamos acessar uma informação que está na internet, devemos acessar os servidores e eles utilizam energia elétrica
No ano de 1992, quando a internet sequer havia se popularizado consideravelmente entre usuários comuns, as transferências de dados feitas através dela no mundo inteiro somavam cerca de 100 gigabytes por dia. Já em 2013, esse valor subiu para impressionantes 28 mil gigabytes por segundo. Isso mesmo, um aumento calculado de mais de 24 milhões de vezes. E certamente esse valor já aumentou de 2013 até hoje.
Toda vez que precisamos acessar uma informação que está na internet, devemos acessar os servidores e eles utilizam energia elétrica. Existem diversas maneiras de fazer um cálculo absurdamente complicado como esse, mas um estudo feito em 2011 estimou que a internet utilizava aproximadamente 2% de toda a energia elétrica produzida no planeta. Podemos afirmar com certeza que esse valor cresceu muito nos últimos anos com o aumento de usuários da internet e o maior acesso a dispositivos capazes de se conectarem, como smartphones e tablets.
Aquilo que vemos sendo medido nos relógios da companhia de fornecimento de eletricidade são quilowatts-hora
Minimizando os problemas
O uso de data centers compartilhados por empresas pode ser a melhor maneira de aliviar o uso extensivo de energia elétrica, visto que as companhias podem dividir recursos e gastos, minimizando o impacto que poderia ser maior ainda caso cada uma delas resolvesse ter sua própria infraestrutura.
Um dos problemas-chave envolvendo o uso dos servidores que mantêm a internet funcionando é que eles possuem um tempo de atividade extremamente extenso quando comparados com outros tipos de dispositivos eletrônicos utilizados por aí. Mesmo quando os servidores não estão ativos, eles devem estar sempre prontos para buscar alguma informação contida nele.
Servidores possuem um tempo de atividade extremamente extenso quando comparados com outros tipos de dispositivos eletrônicos
A maioria dos servidores funciona com apenas 10% a 15% de sua capacidade total. Alguns deles são como “servidores zumbis”, ficam “mortos” quase o tempo todo, apenas esperando a chegada de alguma requisição de informação para acessá-la. Essa quantidade imensa desses dispositivos, funcionando ativamente ou não, gera uma quantidade imensa de calor, um efeito colateral da maioria dos aparelhos eletroeletrônicos.
Recorte de um servidor da internet
O problema do calor
Chegando nesse ponto, nos deparamos com dois enormes problemas envolvendo o funcionamento dos servidores. Em primeiro lugar, eles produzem muito calor quando estão funcionando. Todo calor em um dispositivo eletrônico que não tem como função primária o aquecimento (ou seja, que não é um chuveiro, uma torradeira, um aquecedor etc.) é uma espécie de “efeito colateral” do processo e significa desperdício de energia elétrica.
Todo calor em um dispositivo eletrônico é uma espécie de “efeito colateral” do processo
Em segundo lugar, aparelhos eletrônicos sempre funcionam melhor em ambientes frios. Quanto mais frio, melhor, pois a condutibilidade dos materiais melhora consideravelmente em temperaturas baixas. Assim, é necessário resfriar os servidores para que eles funcionem melhor e recuperem informações para os usuários com mais agilidade. E todo mundo que tem um ar condicionado em casa sabe o mal que isso faz para as nossas contas de eletricidade, certo?
Eletricidade que não acaba mais!
De acordo com um estudo feito pelo NRDC – o Natural Resources Defense Council (Conselho de Defesa de Recursos Naturais) –, apenas nos Estados Unidos os servidores de internet consumiram nada menos que 91 bilhões de quilowatts-hora (kWh) em 2013.
Apenas nos Estados Unidos os servidores de internet consumiram nada menos que 91 bilhões de quilowatts-hora (kWh) em 2013
Para entendermos melhor o que isso significa, devemos compreender que 1 watt-hora (Wh) é a quantidade de energia utilizada para alimentar uma carga de 1 watt pelo período de uma hora. Ou seja, uma lâmpada comum doméstica de 100 watts acesa durante uma hora vai consumir 100 Wh. Se ela ficar ligada por 10 horas, vai gastar 1.000 Wh, ou 1 kWh (quilowatt-hora).
Dessa maneira, durante o ano de 2013, a internet nos Estados Unidos gastou energia elétrica suficiente para manter acesas 91 bilhões de lâmpadas de 100 W por 10 horas ou mais de 103 milhões delas durante o ano todo.
Milhões de lâmpadas não chegariam perto do gasto energético dos servidores
Destruindo para criar
Para gerar essa quantidade de eletricidade, seriam necessárias 34 usinas termoelétricas de tamanho médio que utilizam carvão, lembrando que o mesmo é um combustível fóssil e uma fonte de energia não renovável que produz muito mais poluição em sua queima do que a utilização de petróleo e gás natural.
É claro que podemos utilizar outros meios mais limpos para gerar energia elétrica, mas levando em consideração o que já existe em funcionamento no mundo, especialmente nos Estados Unidos, lar dos maiores centros de tecnologia do planeta, o impacto ambiental é absurdamente alto.
Em 2020, esse consumo de energia elétrica deve crescer para 140 bilhões de kWh
Os estudos feitos sobre o consumo de eletricidade pelos servidores de internet também mostram uma previsão assustadora para o futuro próximo: em 2020, esse consumo de energia elétrica deve crescer para 140 bilhões de kWh – um aumento de quase 54% –, o que seria o equivalente à produção de 51 usinas termoelétricas de carvão de tamanho médio.
Usinas termoelétricas de carvão poluem mais o meio ambiente do que a queima de derivados do petróleo e gás natural
O frio e a inteligência como soluções
Antes de começar a falar nas soluções possíveis para diminuir o consumo de energia elétrica causado pelo uso da internet, devemos lembrar de uma coisa muito importante: a rede mundial chegou para ficar e, a não ser que aconteça alguma catástrofe digna de distopias da literatura e do cinema, não vamos "nos livrar" dela por muitos e muitos anos. Ou seja, não adianta tentarmos podar sua utilização de alguma maneira, pois a emenda pode sair pior do que o soneto.
A solução é criar maneiras para tornar mais eficaz o resfriamento dos servidores e diminuir o consumo de energia elétrica o máximo possível. Para isso, podem ser feitas “ilhas” de calor e de frio, para não misturar o ar frio que as máquinas recebem com o quente de saída nos galpões e acabar aquecendo mais ainda os dispositivos. Muitos servidores funcionam em linha e acabam emitindo ar quente para o dispositivo seguinte, o que o aquece mais ainda.
Dessa forma, o ar frio resfria a primeira linha de servidores, mas já entra mais quente na segunda linha, fazendo com que o funcionamento subsequente seja prejudicado
Com as máquinas dispostas de maneira inteligente, o mesmo ar frio as penetra, refrescando os aparelhos, e o vento quente dissipado sai juntamente do ambiente. O ar que atravessa os servidores para resfriá-los chega a ganhar 5 °C de temperatura após o processo. A utilização das “ilhas” de calor e frio pode economizar até 25% da energia elétrica total usada.
Com as ilhas de calor e frio, o mesmo ar de temperatura baixa entra em todos os servidores e o ar quente resultante é expelido juntamente, sem prejudicar os dispositivos
Não precisa ser tão frio assim
Apesar de componentes eletrônicos sempre funcionarem melhor no frio do que no calor, conforme já citamos anteriormente, um ambiente de temperatura muito baixa não é realmente necessário para que os servidores cumpram sua função adequadamente.
Estudos mostram que esses dispositivos funcionam muito bem em temperaturas de até 27 °C. Porém, a grande maioria dos data centers são mantidos em temperaturas de 13 °C ou até menores. Cada meio grau que é aumentado em um centro de dados pode gerar uma economia de até 5% no consumo de eletricidade.
Virtualização de servidores
Outro meio um pouco mais avançado e complexo para diminuir o gasto de energia elétrica é a virtualização de servidores, onde pega-se diversos deles e os reúne em apenas uma máquina. Nesse caso, apenas um único servidor físico funciona, mas ele pode armazenar e disponibilizar dados como se fosse vários.
Em vez de ter 10 servidores funcionando com 5% de sua capacidade, você os virtualizaria para trabalhar em uma única máquina
Em vez de você ter, por exemplo, 10 servidores funcionando com 5% de sua capacidade, você os virtualizaria para trabalhar em uma única máquina, economizando a energia que seria utilizada para resfriar outros nove dispositivos. Ainda assim, você teria uma máquina usando apenas 50% de seu total. A virtualização de servidores pode economizar de 10% a 40% da eletricidade que seria usada no sistema normal.
O que o usuário poderia fazer para ajudar a diminuir a quantidade de energia elétrica usada para manter a internet funcionando? Comente no Fórum do TecMundo
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