Hoje, quando o ChatGPT escreve um e-mail de 100 palavras, ele engole mais do que o equivalente a uma garrafa de água de meio litro. Separadamente, o Lawrence Berkeley National Laboratory publicou um estudo no final do ano passado alertando que, até 2028, os data centers nos EUA poderiam consumir cerca de 74 bilhões de galões de água anualmente.

Dada a construção explosiva de data centers em hiperescala, as demandas físicas da IA são tudo menos abstratas. À medida que a IA acelera, cada prompt e inferência cria calor que precisa ser resfriado. De onde virá toda essa água de resfriamento?

A cepa crescente

GPUs de alto desempenho transformaram o design do data center. As instalações são muito mais densas, não apenas na computação, mas também na produção térmica. Os engenheiros rotineiramente veem de três a cinco vezes mais rejeição de calor por metro quadrado em comparação com os sistemas legados. Tradicionalmente, os racks estavam na faixa de 5kw a 10kw, mas com o desenvolvimento da IA, estamos vendo as densidades dos racks aumentarem para uma faixa de 80-100kw ou superior.

Quanto maior o desempenho do chip, mais rápido você pode treinar o algoritmo, mas ainda precisa tirar esse calor. Muitas operadoras estão retornando ao resfriamento líquido direto ao chip no nível do rack do servidor. O que antes era uma solução marginal agora é padrão. Simplificando, você não pode resfriar ao ar um rack de 100 quilowatts. E esses sistemas requerem água - e potencialmente muita água. Ao projetar esses sistemas, deve-se escolher entre a rejeição de calor evaporativa ou refrigerada a ar para a atmosfera. Isso significa uma troca: mais água e menos energia, ou mais energia e menos água.

Enquanto isso, a indústria de tecnologia está se movendo em ciclos curtos de 18 meses, superando em muito os cronogramas da maioria das concessionárias públicas de água, cujas rotinas de planejamento permanecem relativamente mais longas e rígidas. Essa incompatibilidade cria risco para os operadores e as comunidades que estão sendo solicitadas a arcar com novas cargas sem respostas claras sobre resiliência, acessibilidade ou retorno.

Uma incompatibilidade silenciosa

O Relatório de Água 2025 da Black & Veatch revela a contribuição de 680 partes interessadas do setor de água dos EUA, e mais da metade dos entrevistados disse que os data centers não fazem parte de seu planejamento de curto ou longo prazo, enquanto um terço não tinha certeza se a questão era relevante.

À medida que mais data centers se movem para mercados secundários e rurais - atraídos pela promessa de custos de terra mais baixos e energia abundante, as concessionárias de água e esgoto têm a oportunidade de se antecipar à demanda planejando atualizações de infraestrutura que tornam essas regiões mais atraentes para os desenvolvedores. Para as comunidades que optam por receber os data centers como vizinhos de longo prazo na esperança de expandir sua base tributária, essas decisões de infraestrutura são essenciais para o crescimento futuro.

Mas, embora a mudança para esses locais menos urbanos abra novas possibilidades econômicas, ela também expõe lacunas. As concessionárias nessas regiões podem não ter capacidade para atender às altas demandas de água dos data centers modernos. É aí que as partes interessadas do setor de água podem intervir para colaborar no planejamento, investimento e incentivos que permitem o desenvolvimento sustentável em escala.

A nova corrida armamentista de resfriamento

A indústria está agora em um redesenho térmico completo, com o resfriamento a ar atingindo seus limites. Como mais computação de dados agora acontece em um único chip ou servidor, temos muito mais calor para rejeitar por metro quadrado.

A resposta - por enquanto - é água. Passar do resfriamento a ar para o resfriamento a água normalmente significa cinco vezes a rejeição de calor por metro quadrado. Mas isso aumenta as implicações de infraestrutura, especialmente em áreas com restrições de água.

Os desafios da água não são novos. Durante décadas, as usinas de energia utilizaram circuitos de água de resfriamento de ciclo fechado com refrigerantes ou uma mistura de glicol para resfriar os sistemas. Esses sistemas podem ser utilizados posteriormente para recuperação de calor em instalações de cogeração.

Os hiperescalas também estão experimentando soluções tecnológicas. Um exemplo: a Microsoft criou recentemente um sistema de rejeição de descarga zero, refrigerado a ar, água ou calor. Seu design aproveita as temperaturas mais altas do fluido de retorno dos cavacos, permitindo que mais calor seja rejeitado pelo ar. É importante observar, no entanto, que, embora o resfriamento dos próprios servidores possa usar água zero, a própria estrutura do data center ainda precisará ser resfriada, o que pode exigir o uso de água.

Em hardware, a próxima onda de evolução tecnológica pode ir ainda mais longe, incorporando um refrigerante nos chips e, em seguida, condensando o vapor de volta em um fluido.

Mas todas essas abordagens compartilham uma ressalva: elas só funcionarão se o local for planejado de acordo. O retrofit em escala ainda é difícil, caro e ineficiente... Se um local não for planejado em torno do reuso de água ou de fontes não potáveis desde o início, isso já limita suas opções.

Melhor alinhamento, maior oportunidade

O relatório observa ainda que 40% das concessionárias estão considerando parcerias público-privadas para melhorar os sistemas de águas residuais. No entanto, muitas operadoras permanecem inseguras, especialmente aquelas sem experiência em suporte à infraestrutura de tecnologia.

Uma melhor coordenação entre os lados pode ajudar a acelerar o processo - especialmente se o cliente de tecnologia puder ajudar a financiar as atualizações para evitar o impacto dos contribuintes. Mais parcerias como essa seriam benéficas, já que a maioria das concessionárias normalmente não tem grandes orçamentos não alocados para investir em novas tecnologias.

Além de dólares e planejamento, é também uma questão de confiança pública, onde os benefícios da transparência e do trabalho em estreita colaboração com a comunidade podem resolver quaisquer impasses e abrir caminho para infraestrutura atualizada, melhor qualidade da água e investimento comunitário de longo prazo.

Estamos em uma era em que a estratégia hídrica, o alinhamento da comunidade e o planejamento de resiliência estão convergindo rapidamente.

Para as comunidades que desejam atrair infraestrutura de IA, a questão não é apenas "Temos água suficiente?" É: "Podemos suportar o tipo de resfriamento exigido por esse tipo de carga de trabalho?" A quantidade de rejeição de calor agora está aumentando substancialmente por metro quadrado de data center apenas porque há muito mais computação de dados acontecendo em um único chip.

Para data centers, o sucesso não dependerá apenas da contagem de GPUs ou teraflops; se a IA for o motor de crescimento que promete ser, o planejamento holístico da água deve fazer parte de sua equação.

À medida que os data centers se expandem para novos mercados, mais empresas de serviços públicos podem se envolver em conversas que não estavam em seu radar há alguns anos. Embora alguns ainda possam estar avaliando como essa tendência se encaixa em seu planejamento de longo prazo, agora é o momento de iniciar esse diálogo. Quando concessionárias, municípios e desenvolvedores de data centers trabalham juntos desde o início, eles podem criar soluções de infraestrutura que atendam à inovação e às necessidades de longo prazo de sua região.