Come i data center di IA rischiano di mettere sotto pressione le risorse idriche della Svizzera
L’intelligenza artificiale e le tensioni geopolitiche stanno accelerando la costruzione di data center in Svizzera, aumentando la domanda di infrastrutture per il mondo digitale che richiedono molta acqua.
La Svizzera è spesso descritta come il “castello d’acqua d’Europa”: un Paese ricco di laghi e ghiacciai, da cui nascono alcuni dei principali fiumi del continente. Ma questa abbondanza potrebbe essere messa alla prova dalla rapida espansione dei data center, le infrastrutture informatiche che mantengono in funzione il mondo digitale.
Oggi la Svizzera ne ospita circa 120 e una ventina di nuovi siti sono attualmente in costruzione, il che la colloca tra i Paesi con la più alta concentrazione di data center pro capite al mondo.
La crescente adozione di servizi di intelligenza artificiale (IA) sta accelerando questa espansione. I server ad alte prestazioni utilizzati per l’IA consumano più energia e generano più calore, aumentando la necessità di sistemi di raffreddamento intensivi, molti dei quali utilizzano l’acqua.
“Sempre più aziende – e la popolazione in generale – fanno uso dell’IA. Di conseguenza, la domanda di tecnologie di raffreddamento continuerà ad aumentare poiché i sistemi di calcolo dell’IA diventano sempre più complessi”, afferma David Atienza Alonso, professore al Politecnico federale di Losanna (EPFL) ed esperto di architetture informatiche per l’IA.
Anche la geopolitica potrebbe amplificare questa tendenza. I conflitti armati che prendono di mira i data center e la crescente competizione globale per il predominio nell’IA stanno spingendo molti Stati a costruire le infrastrutture digitali entro i propri confini. La Svizzera non fa eccezione e ha posto la sovranità al centro della sua strategia digitaleCollegamento esterno.
“Tutti vogliono un maggiore controllo sui dati e su dove vengono archiviati, e questo richiede infrastrutture locali”, spiega Atienza Alonso. “Ma ciò implica la costruzione di un numero sempre maggiore di data center, con un impatto crescente sui consumi di acqua ed energia”.
Se questa tendenza dovesse proseguire, avverte l’esperto, “potremmo arrivare a un punto in cui garantire la fornitura di elettricità e acqua risulterà difficile in alcune regioni, se le esigenze delle infrastrutture per l’IA non verranno anticipate per tempo”.
Il consumo “invisibile” di acqua dei data center
Nonostante l’acqua sia essenziale per il funzionamento dei data center, esistono pochi dati ufficiali sul loro consumo idrico. A livello globale, l’Agenzia internazionale dell’energia (AIE) stimaCollegamento esterno che l’attuale consumo si aggiri intorno a 560 miliardi di litri all’anno e possa salire a 1’200 miliardi di litri entro il 2030, un volume paragonabile al consumo annuale di acqua di circa dieci milioni di famiglie.
La maggior parte di quest’acqua viene utilizzata per il raffreddamento dei data center e per la produzione dell’elettricità necessaria a farli funzionare.
Oltre al raffreddamento, i data center hanno anche un’impronta idrica indiretta significativa legata all’elettricità che consumano.
“Quando si utilizza elettricità, si utilizza anche acqua”, afferma Javier Farfan Orozco, ricercatore in tecnologie per un futuro sostenibile all’Università Åbo Akademi in Finlandia.
In Svizzera, dove una quota rilevante dell’elettricità proviene dall’idroelettricoCollegamento esterno, il legame tra elettricità e acqua è particolarmente evidente. I bacini utilizzati per la produzione di energia possono perdere quantità considerevoli di acqua attraverso l’evaporazione, a seconda delle condizioni climatiche locali, un aspetto spesso trascurato nel dibattito pubblico, sottolinea Farfan Orozco.
Anche le centrali termiche, comprese quelle nucleari – una delle principali fonti di elettricità in Svizzera – necessitano di acqua, soprattutto per il raffreddamento.
Considerando che i data center rappresentano già una quota stimata tra il 6% e l’8% del consumo elettrico svizzero, questo uso indiretto di acqua amplifica ulteriormente il loro impatto complessivo.
In Svizzera le cifre disponibili sono scarse: nessuna legge, infatti, obbliga gli operatori a fornirle. Tuttavia, secondo le stime di Atienza Alonso, i data center elvetici rappresentano già circa l’1% del consumo nazionale di acqua dolce, un quantitativo grossomodo equivalente al fabbisogno di un numero di persone compreso tra 400’000 e 800’000.
Un aspetto cruciale riguarda le dimensioni delle strutture. I data center di piccole e medie dimensioni sono generalmente efficienti, grazie alle nuove tecnologie, e possono essere collegati con relativa facilità alle reti idriche locali, con un impatto limitato.
Ma anche con i continui miglioramenti nelle tecnologie di raffreddamento, le strutture di grandi dimensioni continueranno a richiedere volumi d’acqua molto elevati e dovranno essere costruite in prossimità di fiumi o laghi, sottolinea Atienza Alonso.
I cosiddetti data center “hyperscale” – con una potenza superiore a 20 megawatt e destinati ad alimentare servizi cloud e di IA – possono consumare oltre un miliardo di litri d’acqua all’annoCollegamento esterno, una quantità paragonabile a quella utilizzata da una città con una popolazione compresa tra 10’000 e 50’000 abitanti.
Tecnologie più efficienti, ma non abbastanza
I principali operatori del settore stanno espandendo rapidamente le proprie infrastrutture in Svizzera per rispondere alla domanda legata all’IA, in particolare nelle aree di Zurigo e Winterthur. L’azienda Vantage, ad esempio, sta costruendo un nuovo campusCollegamento esterno di circa 34’000 metri quadrati – l’equivalente di cinque campi da calcio – con una capacità totale di 40 megawatt, paragonabile al consumo elettrico di una città di medie dimensioni. Un simile livello di potenza implica anche esigenze di raffreddamento più complesse e intensive.
Interpellate sui consumi di energia e acqua, le aziende del settore mettono spesso in evidenza la propria efficienza. Società come Vantage e Green affermano di utilizzare sistemi di raffreddamento avanzati che riducono in modo significativo il consumo diretto di acqua, tra cui l’uso dell’aria esterna e sistemi a circuito chiuso con ricircolo dell’acqua. (Vantage non ha risposto alle nostre richieste; le informazioni provengono dal suo sito webCollegamento esterno.)
Tuttavia, queste soluzioni non eliminano del tutto il bisogno di acqua. “I sistemi a circuito chiuso richiedono comunque quantità importanti di acqua in fase iniziale e spesso comportano un maggiore consumo di elettricità per il raffreddamento a secco”, osserva Atienza Alonso.
Picchi di domanda: la vera sfida
La domanda complessiva di acqua racconta solo una parte della storia. I data center necessitano di quantità idriche variabili a seconda delle condizioni esterne.
“Durante i periodi di picco, la domanda può aumentare in modo drastico”, spiega Shaolei Ren, professore di ingegneria elettrica e informatica all’Università della California, Riverside.
Un recente studioCollegamento esterno cofirmato da Ren mostra che nei mesi estivi il consumo idrico dei data center può triplicare rispetto alla media annuale, con picchi giornalieri fino a dieci volte superiori.
Nei Paesi alpini come la Svizzera, questi picchi possono essere ancora più estremi, superando potenzialmente fino a 30 volte la media annua, secondo Ren. Ciò potrebbe creare importanti problemi infrastrutturali e persino tensioni con altri utenti locali, come l’agricoltura e le economie domestiche.
Situazioni analoghe si stanno già verificando in altri Paesi, dove i data center hanno ottenuto accordi preferenziali per l’accesso all’acqua da parte dei servizi pubblici locali.
“Negli Stati Uniti, l’approvvigionamento idrico dei data center è spesso considerato una priorità elevata”, osserva Ren. Un nuovo data center in costruzione nello Stato dell’Indiana, collegato a Meta tramite la sua controllata Orla LLC, ha ottenuto la precedenza rispetto ad altri utenti commerciali in caso di scarsità d’acqua, secondo documenti esaminati dalla nostra redazione.
In Svizzera, la gestione dell’acqua è di competenza cantonale e comunale, e le decisioni sull’accesso vengono prese caso per caso. Nella prassi, la fornitura di acqua potabile alle economie domestiche ha tradizionalmente sempre avuto la precedenza, secondo l’Ufficio federale dell’ambiente (UFAM).
Queste scelte potrebbero presto essere oggetto di maggior scrutinio pubblico, man mano che i data center si moltiplicano sul territorio nazionale. Nel Cantone Sciaffusa, Stack Infrastructure ha ottenuto un’autorizzazione per utilizzare 55’000 metri cubi di acqua all’anno per il suo sito di Beringen, una quantità all’incirca equivalente al consumo annuo di circa 500 economie domestiche svizzere.
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La Svizzera riuscirà a stare al passo con la domanda di energia dei data center?
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Con un’economia sempre più basata sui dati e sull’IA e una crescente tendenza a localizzare infrastrutture e capacità tecnologiche, l’espansione dei data center difficilmente si arresterà. Tuttavia, secondo David Atienza Alonso dell’EPFL, è ancora possibile mitigarne l’impatto ripensando il modo in cui queste strutture vengono progettate.
Una possibilità è costruire impianti più piccoli e distribuiti, per evitare un’eccessiva concentrazione locale della domanda. Anche le nuove tecnologie di raffreddamento offrono prospettive interessanti: sistemi che utilizzano l’acqua in modo più mirato per raffreddare direttamente i chip potrebbero ridurre il consumo idrico fino a cento volte, afferma.
Ciononostante, queste misure non risolveranno il problema in modo definitivo. “È necessario ripensare in modo radicale il modo in cui costruiamo i data center e sviluppiamo i modelli di IA”, conclude Atienza Alonso. Ciò significherebbe abbandonare i grandi modelli di IA generalisti, come quelli alla base di ChatGPT, a favore di soluzioni più specializzate, in grado di funzionare in modo più efficiente.
“Se invece continueremo sulla strada attuale, la pressione sulle risorse idriche ed energetiche diventerà sempre più difficile da gestire”.
A cura di Gabe Bullard/VdV
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