El impulso para avanzar en la inteligencia artificial (IA) está generando un crecimiento sin precedentes en el desarrollo de centros de datos a nivel mundial, junto con el aumento de la demanda energética, las emisiones y el consumo de agua. Los esfuerzos para reducir el consumo energético y desarrollar tecnologías de refrigeración avanzadas están en marcha, lo que ha permitido generar mayores cantidades de calor residual en estos centros. Según la Dirección General de Medio Ambiente de la Comisión Europea, un nuevo análisis propone replantear el papel de los centros de datos como consumidores pasivos de energía y, en su lugar, utilizar ese calor residual para capturar carbono y agua del aire, o para purificar agua mediante procesos térmicos.
Los datos revelan que, para 2030, los centros de datos podrían consumir entre el 3% y el 4% de la electricidad mundial y, para 2027, alrededor de 5.000 millones de metros cúbicos de agua al año. A medida que la infraestructura de IA en Europa se expande rápidamente, esto plantea importantes desafíos para los responsables políticos a la hora de equilibrar la competitividad tecnológica con la resiliencia ambiental y social.
El análisis plantea un enfoque que identifica vías para convertir los centros de datos en infraestructuras ‘negativas en carbono’ (que eliminan más CO₂ del que emiten) y/o ‘positivas en agua’ (que aportan más agua de la que consumen).
Captura de carbono y purificación de agua con calor residual
Los investigadores llevaron a cabo un análisis termodinámico, económico y de emisiones de varios usos posibles del calor residual de baja temperatura producido por los centros de datos, normalmente entre 30 y 70 ºC, considerando además la necesidad de que estas aplicaciones sean geográficamente flexibles. Evaluaron seis usos potenciales: calefacción urbana, conversión de calor en electricidad, enfriamiento mediante enfriadores por sorción, purificación térmica del agua, captación de agua atmosférica y captura directa de CO₂ del aire (DAC).
Tomando como referencia una proyección moderada del consumo energético de los centros de datos en Estados Unidos, de unos 200 teravatios hora en 2030, el estudio comparó el beneficio climático y económico de cada opción, incorporando factores como la eficiencia y el valor del producto final.
Los resultados sitúan a dos usos como los más prometedores, tanto por su impacto climático como por su potencial económico: la captura directa de carbono (DAC) impulsada por calor residual, que podría eliminar entre 50 y 1.000 megatoneladas de CO₂ al año; y la purificación térmica del agua, que utiliza ese mismo calor para convertir agua de mar o aguas subterráneas salobres en agua potable, convirtiendo los centros de datos en productores netos de agua. Ambas aplicaciones superan a formas convencionales de recuperación de calor, como la calefacción de espacios, tanto en impacto de carbono como en viabilidad económica, además de ofrecer mayor flexibilidad geográfica.
En el caso de la captura directa, podría generar hasta 100.000 millones de dólares anuales en valor económico, además de contribuir a los objetivos de neutralidad climática. Los investigadores también proponen una nueva métrica, denominada la Eficiencia en la Utilización de la Energía+ (EUE+), orientada a medir el máximo aprovechamiento posible de la electricidad consumida por los centros de datos en función del trabajo computacional útil generado.
Sin embargo, el estudio señala que aún existen desafíos. Entre ellos, que el calor residual puede ser demasiado bajo para un rendimiento óptimo de los sistemas DAC, que además requieren mantener los chips suficientemente fríos para funcionar de forma fiable. La variabilidad del calor también puede dificultar su integración, y su magnitud podría exigir instalaciones de DAC más grandes que las existentes actualmente. En el caso de la purificación del agua, también serían necesarios sistemas de transferencia y coordinación térmica para garantizar temperaturas seguras.
La investigación, publicada por Carlos D. Diaz-Marin y Z. J. Berquist en 2025 en Energy & Environmental Science, concluye que, con innovaciones adicionales en refrigeración avanzada y gestión inteligente del calor, los centros de datos podrían pasar de producir carbono y consumir agua a capturar carbono y producir agua.