computación verde

La informática verde , la tecnología de la información verde ( TI verde ) o la sostenibilidad de las tecnologías de la información y la comunicación , es el estudio y la práctica de la informática o la TI ambientalmente sostenibles .

Los objetivos de la computación verde incluyen optimizar la eficiencia energética durante el ciclo de vida del producto; aprovechar fuentes de energía más limpias para alimentar el producto y su red; mejorar la reutilización, el mantenimiento y la reparabilidad del producto para extender su ciclo de vida; mejorar la reciclabilidad o biodegradabilidad de los residuos electrónicos para apoyar las ambiciones de la economía circular ; y alinear la fabricación y el uso de sistemas de TI con objetivos ambientales y sociales. La computación verde es importante para todas las clases de sistemas, desde sistemas portátiles hasta centros de datos a gran escala. Según la Agencia Internacional de Energía, los centros de datos representaron alrededor del 1,5 % del consumo mundial de electricidad en 2024 (~415 TWh), y bajo su escenario central, la demanda podría duplicarse aproximadamente a ~945 TWh para 2030, con las cargas de trabajo de IA como un importante motor de crecimiento. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} El desarrollo sostenible es un concepto que redefine la noción de interés general al integrar consideraciones ambientales, sociales y económicas. Muchos departamentos de TI corporativos cuentan con iniciativas de computación verde para reducir el impacto ambiental de sus operaciones de TI. ^{[ 4 ]} Sin embargo, también es evidente que la huella ambiental del sector es significativa, estimada entre el 5 % y el 9 % del consumo total de electricidad del mundo y más del 2 % de todas las emisiones. ^{[ 5 ]} Los centros de datos y las redes de telecomunicaciones deberán ser más eficientes energéticamente , reutilizar la energía residual, utilizar más fuentes de energía renovables y reducir el consumo de agua para la refrigeración para mantener su competitividad. En la Unión Europea, los esfuerzos políticos y las iniciativas de la industria apuntan a lograr centros de datos climáticamente neutros para 2030. ^{[ 6 ]}

Las emisiones de carbono asociadas a la fabricación de dispositivos e infraestructuras de red también son un factor clave.

La informática verde puede implicar complejas disyuntivas. Puede ser útil distinguir entre las TI para la sostenibilidad ambiental y la sostenibilidad ambiental de las TI. Si bien las TI verdes se centran en la sostenibilidad ambiental de las TI, en la práctica estos dos aspectos suelen estar interconectados. Por ejemplo, el lanzamiento de una plataforma de compras en línea puede aumentar la huella de carbono de las operaciones de TI de una empresa, al tiempo que ayuda a los clientes a comprar productos de forma remota, sin necesidad de que se desplacen, reduciendo así las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con los desplazamientos. ^{[ 7 ]} La empresa podría obtener créditos por estos beneficios de descarbonización en su informe de emisiones de Alcance 3 , que incluye las emisiones de toda la cadena de valor.

Orígenes

En 1992, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) lanzó Energy Star , un programa de etiquetado voluntario diseñado para promover y reconocer la eficiencia energética en monitores, equipos de climatización y otras tecnologías. ^{[ 8 ]} Esto dio como resultado la adopción generalizada del modo de suspensión en los dispositivos electrónicos de consumo. Simultáneamente, la organización sueca TCO Development lanzó el programa TCO Certified para promover bajas emisiones magnéticas y eléctricas de las pantallas de ordenador basadas en CRT ; este programa se amplió posteriormente para incluir criterios sobre consumo de energía, ergonomía y el uso de materiales peligrosos en la construcción. ^[⁹^]

Regulaciones e iniciativas de la industria

En 2009, la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) publicó una encuesta sobre más de 90 iniciativas gubernamentales y empresariales relacionadas con las "TIC verdes" (Tecnologías de la Información y la Comunicación), el medio ambiente y el cambio climático. El informe concluyó que las iniciativas tendían a centrarse en la ecologización de las TIC en sí mismas, en lugar de en su implementación real para reducir el calentamiento global y la degradación ambiental . En general, solo el 20 % de las iniciativas tenían objetivos medibles, y los programas gubernamentales tendían a incluir objetivos con mayor frecuencia que las asociaciones empresariales. ^{[ 10 ]}

Gobierno

Numerosas agencias gubernamentales han seguido implementando estándares y regulaciones que fomentan la informática ecológica. El programa Energy Star se revisó en octubre de 2006 para incluir requisitos de eficiencia más estrictos para los equipos informáticos, junto con un sistema de clasificación por niveles para los productos aprobados. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

Para 2008, 26 estados de EE. UU. establecieron programas estatales de reciclaje para computadoras y equipos electrónicos de consumo obsoletos. ^{[ 13 ]} Las leyes imponen una "tarifa de recuperación anticipada" por cada unidad vendida al por menor o exigen que los fabricantes recuperen el equipo al momento de su desecho.

En 2010, el presidente Obama promulgó la Ley de Recuperación y Reinversión Estadounidense (ARRA, por sus siglas en inglés). Esta ley asignó más de 90 mil millones de dólares para ser invertidos en iniciativas ecológicas (energía renovable, redes inteligentes, eficiencia energética, etc.). En enero de 2010, el Departamento de Energía de EE. UU. otorgó 47 millones de dólares de los fondos de la ARRA a proyectos para mejorar la eficiencia energética de los centros de datos. Estos proyectos proporcionaron investigación para optimizar el hardware y el software de los centros de datos, mejorar la cadena de suministro de energía y las tecnologías de refrigeración de los centros de datos . ^{[ 14 ]}

Gobernanza digital verde

La gobernanza digital verde se refiere al uso de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) para respaldar políticas y prácticas ambientalmente sostenibles. Describe una estrategia mediante la cual una organización se esfuerza por alinear sus tecnologías de la información y la comunicación con los objetivos de sostenibilidad. ^{[ 15 ]} Esto puede incluir el uso de herramientas y plataformas digitales para monitorear y regular el impacto ambiental, así como promover el desarrollo y el uso de fuentes de energía limpias y renovables en el sector tecnológico. El objetivo de la gobernanza digital verde es reducir la huella de carbono de la economía digital y apoyar la transición hacia una sociedad más sostenible y resiliente.

Tanto la transición verde como la digital están en la agenda de la mayoría de los países europeos, así como de la UE en su conjunto. Documentos y objetivos como el Pacto Verde Europeo ^{[ 16 ]} y los Objetivos de Desarrollo Sostenible , Fit for 55 , Europa Digital y otros han dado inicio a estas transiciones. Estas dos transiciones a menudo se contradicen, ya que las tecnologías digitales tienen un impacto ambiental considerable que va en contra de los objetivos de la transición verde. ^{[ 17 ]}

La Unión Europea considera la digitalización y la adopción de soluciones de TIC (Tecnologías de la Información y la Comunicación) como una herramienta importante para crear soluciones más ecológicas, al tiempo que reconoce que, para lograr el impacto ambiental positivo deseado, las propias herramientas deben ser ambientalmente sostenibles. ^{[ 18 ]} La transición verde puede acelerar la innovación y la adopción de soluciones digitales, ofreciendo al sector de las TIC nuevas oportunidades para ser más competitivo. La sinergia creada como resultado de la transición verde y la digitalización aporta beneficios sociales, económicos y ambientales, lo cual es un objetivo de los gobiernos digitales respetuosos con el medio ambiente y de la creación de soluciones de TIC ecológicas en general. ^{[ 19 ]}

Se prevé que el componente digital también se utilice para alcanzar las ambiciones del Pacto Verde Europeo ^{[ 16 ]} y los Objetivos de Desarrollo Sostenible . Como facilitadores clave para la transición hacia la sostenibilidad, las soluciones digitales pueden impulsar la economía circular, apoyar la descarbonización de todos los sectores y reducir la huella ambiental y social de los productos comercializados en el mercado de la UE. Por ejemplo, sectores clave como la agricultura de precisión, el transporte y la energía pueden beneficiarse de las soluciones digitales para lograr los objetivos de sostenibilidad del Pacto Verde Europeo. ^{[ 20 ]}

Los servicios de gobierno electrónico pueden brindar soluciones al problema ambiental. ^{[ 21 ]} La posibilidad de que un ciudadano solicite y obtenga un servicio completamente en línea generaría, además de ahorros de costos para las autoridades públicas y mayor satisfacción ciudadana, reducciones de emisiones de carbono y consumo de papel. ^{[ 21 ]}

Industria

iMasons Climate Accord Fundada en 2022, la (ICA) es una cooperativa histórica de empresas comprometidas con la reducción del carbono en materiales, productos y energía de infraestructura digital. ^{[ 22 ]}
La Iniciativa de Computación para el Ahorro Climático (CSCI) es un esfuerzo para reducir el consumo de energía eléctrica de las PC en estados activos e inactivos. ^{[ 23 ]} La CSCI proporciona un catálogo de productos ecológicos de sus organizaciones miembro e información para reducir el consumo de energía de las PC. Se inició el 12 de junio de 2007. El nombre proviene del programa Climate Savers del Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF) , que comenzó en 1999. ^{[ 24 ]} El WWF es miembro de la Iniciativa de Computación. ^{[ 23 ]}
El Consejo de Electrónica Verde ofrece la Herramienta de Evaluación Ambiental de Productos Electrónicos (EPEAT) para facilitar la compra de sistemas informáticos más sostenibles. El Consejo evalúa los equipos informáticos según 51 criterios —23 obligatorios y 28 opcionales— que miden la eficiencia y la sostenibilidad del producto. Los productos se clasifican como Oro, Plata o Bronce, según la cantidad de criterios opcionales que cumplan. El 24 de enero de 2007, el presidente George W. Bush emitió la Orden Ejecutiva 13423, que exige a todas las agencias federales de Estados Unidos el uso de EPEAT al adquirir sistemas informáticos. ^{[ 25 ]}^{[ 26 ]}
Green Grid es un consorcio global dedicado a promover la eficiencia energética en centros de datos y ecosistemas informáticos empresariales. Fue fundado en febrero de 2007 por varias empresas clave del sector : AMD , APC , Dell , HP , IBM , Intel , Microsoft , Rackable Systems , SprayCool (adquirida en 2010 por Parker ), Sun Microsystems y VMware . Desde entonces, Green Grid ha crecido hasta contar con cientos de miembros, entre los que se incluyen usuarios finales y organizaciones gubernamentales centradas en mejorar la eficiencia de la infraestructura de los centros de datos (DCIE).
La lista Green500 clasifica las supercomputadoras por eficiencia energética ( megaflops / vatio ), fomentando un enfoque en la eficiencia en lugar del rendimiento absoluto. ^{[ 8 ]}
Green Comm Challenge es una organización que promueve el desarrollo de tecnologías y prácticas de conservación de energía en el campo de las TIC.
La especificación de energía del Consejo de Rendimiento de Procesamiento de Transacciones (TPC) amplía los puntos de referencia TPC existentes al permitir la publicación opcional de métricas de energía junto con los resultados de rendimiento. ^{[ 27 ]}
SPECpower es el primer estándar de la industria que mide el consumo de energía en relación con el rendimiento de las computadoras de clase servidor. Otros estándares que miden la eficiencia energética incluyen SPECweb ^, SPECvirt [ ^{28 ]} y VMmark ^[²⁹^] .

Aproches

Los sistemas de TI modernos dependen de una compleja combinación de personas, redes y hardware; por lo tanto, una iniciativa de computación verde idealmente abarca estas áreas. Una solución también puede requerir abordar la satisfacción del usuario final, la reestructuración de la gestión, el cumplimiento normativo y el retorno de la inversión (ROI). Asimismo, existen incentivos fiscales para que las empresas tomen el control de su propio consumo de energía; «de las herramientas de gestión de energía disponibles, una de las más poderosas sigue siendo el simple sentido común». ^{[ 30 ]}

longevidad del producto

Gartner sostiene que el proceso de fabricación de PC representa el 70 % de los recursos naturales utilizados en el ciclo de vida de un PC. ^{[ 31 ]} En 2011, Fujitsu publicó una evaluación del ciclo de vida (ACV) de una computadora de escritorio que muestra que la fabricación y el fin de vida útil representan la mayor parte de la huella ecológica de esta computadora. ^{[ 32 ]} Por lo tanto, la mayor contribución a la informática verde suele ser prolongar la vida útil del equipo. Una evaluación reciente del ciclo de vida que comparó una computadora de escritorio y una computadora portátil para un caso de uso de cuatro años con un rendimiento similar encontró huellas de carbono totales de 679,1 kg CO2e para la computadora de escritorio frente a 286,1 kg CO2e para la computadora portátil; para ambos sistemas, la fabricación fue el mayor contribuyente, seguido de la fase de uso. ^{[ 33 ]}

Otro informe de Gartner recomienda "Buscar la longevidad del producto, incluyendo la capacidad de actualización y la modularidad". ^{[ 34 ]} Por ejemplo, fabricar una PC nueva genera una huella ecológica mucho mayor que fabricar un nuevo módulo de RAM para actualizar una existente.

Diseño de centros de datos

Los centros de datos son grandes consumidores de energía, representando entre el 1,1 % y el 1,5 % del consumo energético mundial total en 2010. ^{[ 4 ]} El Departamento de Energía de EE. UU. estima que los centros de datos consumen entre 100 y 200 veces más energía que los edificios de oficinas estándar. ^{[ 35 ]}

El diseño de un centro de datos energéticamente eficiente debe abordar todos los aspectos del consumo de energía que incluye un centro de datos: desde los equipos informáticos hasta los equipos de climatización (calefacción, ventilación y aire acondicionado), pasando por la ubicación, la configuración y la construcción del edificio.

El Departamento de Energía de EE. UU. especifica cinco áreas principales en las que centrarse para las mejores prácticas de diseño de centros de datos energéticamente eficientes: ^{[ 36 ]}

Sistemas de tecnología de la información (TI)
Condiciones ambientales
Gestión del aire
Sistemas de refrigeración
Sistemas eléctricos

Otras oportunidades de diseño energéticamente eficientes especificadas por el Departamento de Energía de los Estados Unidos incluyen la generación de electricidad in situ y el reciclaje del calor residual. ^{[ 37 ]}

El diseño de centros de datos energéticamente eficientes debería ayudar a aprovechar mejor el espacio del centro de datos, así como a aumentar su rendimiento y eficiencia.

Optimización del software y la implementación

Eficiencia algorítmica

La eficiencia de los algoritmos afecta la cantidad de recursos informáticos necesarios para cualquier función de cálculo, y existen muchas compensaciones de eficiencia al escribir programas. Los cambios de algoritmo, como pasar de un algoritmo de búsqueda lento (p. ej., lineal) a uno rápido (p. ej., con hash o indexado), pueden reducir el uso de recursos para una tarea determinada de sustancial a casi cero. En 2009, un estudio realizado por un físico de Harvard estimó que la búsqueda promedio en Google liberaba 7 gramos de dióxido de carbono (CO₂ ₎ . ^{[ 38 ]} Sin embargo, Google cuestionó esta cifra, argumentando que una búsqueda típica producía solo 0,2 gramos de _CO₂ . ^{[ 39 ]}

Asignación de recursos

Los algoritmos también pueden utilizarse para enrutar datos a centros de datos donde la electricidad es más barata. Investigadores del MIT, la Universidad Carnegie Mellon y Akamai han probado un algoritmo de asignación de energía que enruta el tráfico a la ubicación con los costos energéticos más bajos. Los investigadores proyectan ahorros de hasta un 40 % en costos de energía si se implementara su algoritmo propuesto. Sin embargo, este enfoque no reduce la cantidad de energía utilizada; solo reduce el costo para la empresa que lo utiliza. No obstante, se podría utilizar una estrategia similar para dirigir el tráfico hacia energía producida de una manera más ecológica o eficiente. Un enfoque similar también se ha utilizado para reducir el consumo de energía desviando el tráfico de los centros de datos que experimentan un clima cálido; esto permite apagar las computadoras para evitar el uso del aire acondicionado. ^{[ 40 ]}

Los centros de servidores de mayor tamaño suelen ubicarse en lugares donde la energía y el terreno son económicos y fácilmente accesibles. La disponibilidad local de energía renovable, un clima que permita utilizar el aire exterior para la refrigeración o su ubicación en zonas donde el calor que generan pueda aprovecharse para otros fines pueden ser factores determinantes en las decisiones de ubicación sostenible.

Se han estudiado los enfoques para reducir realmente el consumo de energía de los dispositivos de red mediante técnicas adecuadas de gestión de red/dispositivos Bianzino, et al. ^{[ 41 ]} Los autores agruparon los enfoques en 4 estrategias principales, a saber: (i) Tasa de enlace adaptativa (ALR), (ii) Proxy de interfaz, (iii) Infraestructura consciente de la energía y (iv) Aplicaciones conscientes de la máxima energía.

Virtualización

La virtualización informática se refiere a la abstracción de recursos informáticos, como el proceso de ejecutar dos o más sistemas informáticos lógicos en un único conjunto de hardware físico. El concepto se originó con los sistemas operativos de los mainframes de IBM en la década de 1960 y se comercializó para ordenadores compatibles con x86 y otros sistemas informáticos en la década de 1990. Mediante la virtualización, un administrador de sistemas puede combinar varios sistemas que antes eran físicos como máquinas virtuales en un único sistema potente, conservando así recursos al eliminar la necesidad de parte del hardware original y reduciendo el consumo de energía y refrigeración. La virtualización puede ayudar a distribuir la carga de trabajo de manera que los servidores estén ocupados o en un estado de bajo consumo. Varias empresas comerciales y proyectos de código abierto ofrecen actualmente paquetes de software para facilitar la transición a la computación virtual. Intel Corporation y AMD también han incorporado mejoras de virtualización propias al conjunto de instrucciones x86 en cada una de sus líneas de productos de CPU para facilitar la computación virtual.

Las nuevas tecnologías virtuales, como la virtualización a nivel de sistema operativo, también pueden utilizarse para reducir el consumo de energía. Estas tecnologías hacen un uso más eficiente de los recursos, reduciendo así el consumo de energía desde su diseño. Además, la consolidación de tecnologías virtualizadas es más eficiente que la que se realiza en máquinas virtuales , por lo que se pueden implementar más servicios en la misma máquina física, reduciendo la cantidad de hardware necesario. ^{[ 42 ]}

Servidores de terminal

Los servidores de terminal también se han utilizado en la informática verde. Al usar el sistema, los usuarios en una terminal se conectan a un servidor central; todo el procesamiento se realiza en el servidor, pero el usuario final experimenta el sistema como si estuviera en la terminal. Estos se pueden combinar con clientes ligeros , que consumen hasta 1/8 de la energía de una estación de trabajo normal, lo que reduce los costos y el consumo de energía. Se ha observado un aumento en el uso de servicios de terminal con clientes ligeros para crear laboratorios virtuales. Ejemplos de software de servidor de terminal incluyen Terminal Services para Windows y el Linux Terminal Server Project (LTSP) para el sistema operativo Linux . Los clientes de escritorio remoto basados en software, como Microsoft Remote Desktop y RealVNC, pueden proporcionar funciones similares a las de un cliente ligero cuando se ejecutan en hardware de bajo consumo conectado a un servidor. ^[⁴³^]

Compresión de datos

La compresión de datos, que implica usar menos bits para codificar información, también puede utilizarse en la computación verde dependiendo de la estructura de los datos. Dado que es altamente específica para cada tipo de datos, las estrategias de compresión pueden resultar en un mayor consumo de energía o recursos en algunos casos. Sin embargo, elegir un algoritmo de compresión adecuado para el conjunto de datos puede generar una mayor eficiencia energética y reducir los requisitos de red y almacenamiento. ^{[ 44 ]} Existe una relación de compromiso entre la relación de compresión y el consumo de energía. Decidir si esto vale la pena depende de la compresibilidad del conjunto de datos. La compresión mejora la eficiencia energética para datos con una relación de compresión mucho menor que aproximadamente 0,3, y la perjudica para datos con relaciones de compresión más altas. ^{[ 45 ]}

Gestión de energía

La Interfaz Avanzada de Configuración y Energía (ACPI), un estándar abierto de la industria, permite que un sistema operativo controle directamente los aspectos de ahorro de energía de su hardware subyacente. Esto permite que un sistema apague automáticamente componentes como monitores y discos duros tras periodos de inactividad preestablecidos. Además, un sistema puede hibernar , cuando la mayoría de los componentes (incluida la CPU y la memoria RAM del sistema) se apagan. ACPI es el sucesor de un estándar anterior de Intel y Microsoft llamado Administración Avanzada de Energía (Advanced Power Management ), que permite que la BIOS de un ordenador controle las funciones de administración de energía.

Algunos programas permiten al usuario ajustar manualmente los voltajes suministrados a la CPU, lo que reduce tanto el calor generado como el consumo eléctrico. Este proceso se denomina undervolting . Algunas CPU pueden reducir automáticamente el voltaje del procesador en función de la carga de trabajo; esta tecnología se conoce como " SpeedStep " en los procesadores Intel, " PowerNow! "/" Cool'n'Quiet " en los chips AMD, LongHaul en las CPU VIA y LongRun en los procesadores Transmeta .

Energía del centro de datos

Los centros de datos, criticados por su extraordinaria demanda de energía, son un foco principal para los defensores de la computación verde. ^{[ 46 ]} Según un estudio de Greenpeace , los centros de datos representan el 21 % de la electricidad consumida por el sector de TI, lo que equivale a unos 382 mil millones de kWh al año. ^{[ 47 ]}

Los centros de datos pueden mejorar su eficiencia energética y espacial mediante técnicas como la consolidación de almacenamiento y la virtualización. Muchas organizaciones buscan eliminar servidores subutilizados, lo que resulta en un menor consumo de energía. ^{[ 48 ]} El gobierno federal de EE. UU. estableció un objetivo mínimo de reducción del 10 % en el consumo de energía de los centros de datos para 2011. ^{[ 46 ]} Con la ayuda de una tecnología de refrigeración evaporativa ultraeficiente, Google Inc. afirma haber reducido su consumo de energía al 50 % del promedio de la industria. ^{[ 46 ]}

La minería de criptomonedas , en particular para monedas de prueba de trabajo como Bitcoin, también consume cantidades significativas de energía a nivel mundial. ^{[ 49 ]} Los defensores han argumentado que las criptomonedas pueden ayudar a impulsar la inversión en energía verde.

Soporte del sistema operativo

Microsoft Windows ha incluido funciones limitadas de administración de energía de PC desde Windows 95. [ ^{50 ] Inicialmente} , estas proporcionaban el modo de espera (suspensión a RAM) y un estado de bajo consumo de energía para monitorizar. Las versiones posteriores de Windows añadieron la hibernación (suspensión a disco) y compatibilidad con el estándar ACPI . Windows 2000 fue el primer sistema operativo basado en NT en incluir la administración de energía. Esto requirió cambios importantes en la arquitectura subyacente del sistema operativo y un nuevo modelo de controlador de hardware. Windows 2000 también introdujo la Directiva de grupo , una tecnología que permitía a los administradores configurar centralmente la mayoría de las funciones de Windows. Sin embargo, la administración de energía no era una de esas funciones. Esto probablemente se deba a que el diseño de la configuración de administración de energía se basaba en un conjunto conectado de valores binarios del registro por usuario y por máquina, ^{[ 51 ]} dejando en la práctica a cada usuario la configuración de sus propios ajustes de administración de energía.

Este enfoque, que no es compatible con la Directiva de grupo de Windows, se repitió en Windows XP . Se desconocen las razones de esta decisión de diseño de Microsoft, y ha generado fuertes críticas. ^{[ 52 ]} Microsoft mejoró significativamente esto en Windows Vista ^{[ 53 ]} al rediseñar el sistema de administración de energía para permitir la configuración básica mediante la Directiva de grupo. El soporte ofrecido se limita a una única directiva por equipo. Windows 7 mantiene estas limitaciones, pero incluye mejoras para la coalescencia del temporizador , la administración de energía del procesador, ^{[ 54 ]}^{[ 55 ]} y el brillo del panel de visualización. El cambio más significativo en Windows 7 está en la experiencia del usuario. La prominencia del plan de energía predeterminado Alto rendimiento se ha reducido con el objetivo de alentar a los usuarios a ahorrar energía.

El software de administración de energía para PC de terceros agrega funciones más allá de las integradas en el sistema operativo Windows. ^{[ 56 ]}^{[ 57 ]}^{[ 58 ]} La mayoría de los productos ofrecen integración con Active Directory y configuraciones por usuario/por máquina, mientras que los más avanzados ofrecen múltiples planes de energía, planes de energía programados, funciones contra el insomnio e informes de uso de energía empresarial.

Los sistemas Linux comenzaron a proporcionar administración de energía optimizada para portátiles en 2005, ^{[ 59 ]} y las opciones de administración de energía se generalizaron desde 2009. ^{[ 60 ]}^{[ 61 ]}^{[ 62 ]}

Fuente de alimentación

Las fuentes de alimentación de los ordenadores de sobremesa suelen tener una eficiencia del 70-75%, ^{[ 63 ]} disipando la energía restante en forma de calor. Un programa de certificación llamado 80 Plus certifica las fuentes de alimentación con una eficiencia de al menos el 80%; normalmente, estos modelos son reemplazos directos para fuentes de alimentación más antiguas y menos eficientes del mismo formato. Desde el 20 de julio de 2007, todas las nuevas fuentes de alimentación de sobremesa con certificación Energy Star 4.0 deben tener una eficiencia de al menos el 80%. ^{[ 64 ]}

Almacenamiento

Los discos duros de menor tamaño (por ejemplo, de 2,5 pulgadas) suelen consumir menos energía por gigabyte que los discos de mayor tamaño. ^[⁶⁵^]^[⁶⁶^] A diferencia de los discos duros, las unidades de estado sólido almacenan datos en memoria flash o DRAM . Al no tener partes móviles, el consumo de energía puede reducirse ligeramente en dispositivos flash de baja capacidad. ^[⁶⁷^]^[⁶⁸^]

A medida que los precios de los discos duros han bajado, los centros de almacenamiento han tendido a aumentar su capacidad para poner más datos a disposición en línea. Esto incluye datos de archivo y de respaldo que antes se guardaban en cinta u otros sistemas de almacenamiento fuera de línea. El aumento del almacenamiento en línea ha incrementado el consumo de energía. Reducir el consumo de energía de los grandes sistemas de almacenamiento, sin dejar de ofrecer las ventajas del almacenamiento en línea, es un tema de investigación en curso. ^{[ 69 ]}

Tarjeta de video

Una GPU rápida puede ser el componente que más energía consume en una computadora. ^{[ 70 ]}

Las opciones de pantallas de bajo consumo energético incluyen:

Si no dispone de tarjeta gráfica, utilice un terminal compartido, un cliente ligero compartido o un software para compartir el escritorio si necesita una pantalla.
Utilice la salida de vídeo de la placa base; normalmente ofrece un rendimiento 3D bajo y un bajo consumo de energía.
Seleccione una GPU en función de su bajo consumo en reposo, su potencia media o su rendimiento por vatio .

Mostrar

A diferencia de otras tecnologías de visualización, el papel electrónico no consume energía al mostrar una imagen. ^{[ 71 ]} Los monitores CRT suelen consumir más energía que los monitores LCD. También contienen cantidades significativas de plomo. Los monitores LCD suelen utilizar una bombilla fluorescente de cátodo frío para iluminar la pantalla. La mayoría de las pantallas más recientes utilizan una matriz de diodos emisores de luz (LED) en lugar de la bombilla fluorescente, lo que reduce aún más el consumo eléctrico. ^{[ 72 ]} Las retroiluminaciones fluorescentes también contienen mercurio, mientras que las retroiluminaciones LED no.

Un esquema de color claro sobre oscuro , también llamado modo oscuro , es un esquema de color que requiere menos energía para mostrarse en nuevas tecnologías de visualización, como OLED . ^{[ 73 ]} Esto impacta positivamente la duración de la batería y el consumo de energía. Mientras que una OLED consumirá alrededor del 40% de la energía de una LCD que muestra una imagen que es principalmente negra, puede usar más del triple de energía para mostrar una imagen con un fondo blanco, como un documento o un sitio web. ^{[ 74 ]} Esto puede llevar a una menor duración de la batería y un mayor consumo de energía, a menos que se use un esquema de color claro sobre oscuro. Un artículo de 2018 en Popular Science sugiere que "el modo oscuro es más fácil para los ojos y la batería" ^{[ 75 ]} y mostrar blanco con brillo máximo usa aproximadamente seis veces más energía que el negro puro en un Google Pixel, que tiene una pantalla OLED. ^{[ 76 ]} iOS 13 de Apple y iPadOS 13 cuentan con un modo oscuro claro sobre oscuro, que permitiría a los desarrolladores de terceros implementar sus propios temas oscuros. ^{[ 77 ]} Android 10 de Google incluye un modo oscuro a nivel de sistema. ^{[ 78 ]}

Reciclaje de materiales

El reciclaje de equipos informáticos puede evitar que materiales dañinos como el plomo, el mercurio y el cromo hexavalente terminen en vertederos , y puede reemplazar equipos que de otro modo tendrían que fabricarse, ahorrando así energía y reduciendo las emisiones. Los sistemas informáticos que han superado su vida útil original pueden reutilizarse o donarse a diversas organizaciones benéficas y sin fines de lucro. ^{[ 79 ]} Sin embargo, muchas organizaciones benéficas han impuesto recientemente requisitos mínimos de sistema para los equipos donados. ^{[ 80 ]} Además, las piezas de sistemas obsoletos pueden recuperarse y reciclarse a través de ciertos puntos de venta ^{[ 81 ]}^{[ 82 ]} y centros de reciclaje municipales o privados. Los consumibles informáticos, como los cartuchos de impresora , el papel y las baterías, también pueden reciclarse. ^{[ 83 ]}

Una desventaja de muchos de estos programas es que las computadoras recolectadas a través de campañas de reciclaje a menudo se envían a países en desarrollo donde las normas ambientales son menos estrictas que en América del Norte y Europa. ^{[ 84 ]} La Coalición de Sustancias Tóxicas de Silicon Valley ha estimado que el 80% de los residuos electrónicos posconsumo recolectados para reciclaje se envían al extranjero a países como China e India . ^{[ 85 ]}

En 2011, la tasa de recolección de residuos electrónicos se mantuvo baja, incluso en los países más comprometidos con el medio ambiente, como Francia. En Estados Unidos, la recolección de residuos electrónicos se situó en una tasa anual del 14 % entre los equipos electrónicos vendidos y los residuos electrónicos recolectados entre 2006 y 2009. ^{[ 86 ]}

El reciclaje de ordenadores antiguos plantea un problema de privacidad. Los dispositivos de almacenamiento antiguos aún contienen información privada, como correos electrónicos, contraseñas y números de tarjetas de crédito, que pueden recuperarse fácilmente utilizando software disponible gratuitamente en Internet. La eliminación de un archivo no lo borra realmente del disco duro. Antes de reciclar un ordenador, los usuarios deben extraer el disco duro, o los discos duros si hay más de uno, y destruirlo físicamente o guardarlo en un lugar seguro. Existen algunas empresas autorizadas de reciclaje de hardware a las que se puede entregar el ordenador para su reciclaje; estas suelen firmar un acuerdo de confidencialidad. ^{[ 87 ]}

computación en la nube

La computación en la nube puede ayudar a abordar dos desafíos importantes de las TIC relacionados con la computación verde: el consumo de energía y el carbono incorporado . Los centros de datos a hiperescala, como los operados por AWS , Azure y GCP, pueden beneficiarse de las economías de escala, y la virtualización , el entorno de aprovisionamiento dinámico, la multitenencia y los enfoques de centros de datos verdes pueden permitir una asignación de recursos más eficiente. Las organizaciones pueden reducir su consumo directo de energía y sus emisiones de carbono hasta en un 30 % y un 90 %, respectivamente, al trasladar ciertas aplicaciones locales a la nube pública. ^{[ 88 ]}

Sin embargo, los críticos señalan deficiencias en las herramientas de seguimiento y gestión de carbono proporcionadas por los principales proveedores de nube. GreenOps, también conocido como DevGreenOps, DevSusOps o DevSustainableOps, está emergiendo como un marco para incluir la sostenibilidad en la gestión de la nube. ^[⁸⁹^] La computación consciente del carbono y la computación consciente de la red pueden formar parte de un enfoque GreenOps. Esto incluye técnicas como el desplazamiento de la demanda, que significa mover las cargas de trabajo computacionales a ubicaciones u horas del día con energía más limpia en la red. ^[⁹⁰^] La modelación de la demanda es una técnica similar, que se centra en ajustar las cargas de trabajo según la cantidad de energía limpia actualmente disponible.

computación de borde

Las nuevas tecnologías, como la computación de borde y la computación en la niebla, ofrecen una solución para reducir el consumo de energía. Estas tecnologías permiten redistribuir la computación cerca de su uso, reduciendo así los costos energéticos de la red. ^{[ 91 ]} Además, al contar con centros de datos más pequeños, se reduce la energía utilizada en operaciones como la refrigeración y el mantenimiento.

Trabajo remoto

El trabajo remoto mediante tecnologías de teleconferencia y telepresencia se implementa frecuentemente en iniciativas de computación verde. Las ventajas incluyen una mayor satisfacción de los trabajadores, la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con los viajes y mayores márgenes de beneficio como resultado de menores costos generales para espacio de oficina, calefacción, iluminación, etc. ^{[ 92 ]} El consumo energético anual promedio para los edificios de oficinas de EE. UU. es de más de 23 kilovatios hora por pie cuadrado, y la calefacción, el aire acondicionado y la iluminación representan el 70 % de toda la energía consumida. ^{[ 93 ]} Otras iniciativas relacionadas, como Hoteling , reducen el espacio por empleado, ya que los trabajadores reservan espacio solo cuando lo necesitan. ^{[ 94 ]} Muchos tipos de trabajos, como ventas, consultoría y servicio de campo, se integran bien con esta técnica.

La voz sobre IP (VoIP) reduce la infraestructura de cableado telefónico al compartir el cobre Ethernet existente. ^{[ 95 ]} La movilidad de VoIP y extensiones telefónicas también hizo más práctico el uso compartido de escritorios . El Wi-Fi consume de 4 a 10 veces menos energía que el 4G. ^{[ 96 ]}

Índices de energía de los dispositivos de redes de telecomunicaciones

En 2013, el consumo energético de las TIC, en EE. UU. y a nivel mundial, se estimó en un 9,4 % y un 5,3 % respectivamente de la electricidad total producida. ^{[ 97 ]} El consumo energético de las TIC es hoy significativo incluso en comparación con otras industrias. Algunos estudios han intentado identificar los índices energéticos clave que permiten una comparación relevante entre diferentes dispositivos (elementos de red). ^{[ 98 ]} Este análisis se centró en cómo optimizar el consumo de dispositivos y redes para las telecomunicaciones de operadores. El objetivo era permitir una percepción inmediata de la relación entre la tecnología de red y el efecto ambiental. Estos estudios están en sus inicios y será necesaria una investigación más profunda.

Supercomputadoras

La lista Green500 se anunció por primera vez el 15 de noviembre de 2007 en SC|07. Como complemento de la TOP500, la inclusión de la Green500 marcó el comienzo de una nueva era en la que las supercomputadoras se pueden comparar según su rendimiento por vatio. ^{[ 99 ]} En 2019, dos supercomputadoras japonesas encabezaban la clasificación de eficiencia energética Green500 con un rendimiento superior a 16 GFLOPS/vatio, seguidas por dos sistemas IBM AC922 con un rendimiento superior a 15 GFLOPS/vatio.

Educación y certificación

Programas de computación verde

Los programas de grado y posgrado brindan capacitación en diversas concentraciones de tecnología de la información, junto con estrategias sostenibles para educar a los estudiantes sobre cómo construir y mantener sistemas reduciendo su impacto ambiental. La Universidad Nacional Australiana (ANU) ofrece "Sostenibilidad de las TIC" como parte de sus programas de maestría en tecnología de la información e ingeniería. ^{[ 100 ]} La Universidad de Athabasca ofrece un curso similar, "Estrategias de TIC Verdes", ^{[ 101 ]} adaptado de las notas del curso de la ANU por Tom Worthington. ^{[ 102 ]} En el Reino Unido, la Universidad Leeds Beckett ofrece un programa de Maestría en Computación Sostenible en modalidades de acceso a tiempo completo y parcial. ^{[ 103 ]}

Certificaciones de computación verde

Algunas certificaciones demuestran que una persona tiene conocimientos específicos sobre informática verde, entre los que se incluyen:

Green Computing Initiative – GCI ofrece las certificaciones Certified Green Computing User Specialist (CGCUS), Certified Green Computing Architect (CGCA) y Certified Green Computing Professional (CGCP). ^{[ 104 ]}
El Certificado Básico en TI Verde del Consejo Examinador de Sistemas de Información (ISEB) es apropiado para demostrar una comprensión general y un conocimiento de la informática verde y de los lugares donde su implementación puede ser beneficiosa.
La certificación de Profesional de TI Verde de Singapur, avalada por la Federación de Tecnologías de la Información y la Comunicación de Singapur (SiTF), es una certificación profesional ofrecida por la industria a través de socios de formación autorizados por SiTF. La certificación requiere completar un curso básico de cuatro días impartido por un instructor, además de un curso electivo de un día impartido por un proveedor autorizado. ^{[ 105 ]}
La Sociedad Australiana de Informática (ACS) ofrece un certificado en "Estrategias de Tecnología Verde" como parte del Programa de Educación Profesional en Informática (CPEP). Para obtener el certificado, es necesario completar un curso de aprendizaje electrónico de 12 semanas diseñado por Tom Worthington, con trabajos escritos. ^{[ 106 ]}

Calificaciones

Desde 2010, Greenpeace mantiene una lista de calificaciones de empresas tecnológicas destacadas en varios países, basada en el grado de limpieza de la energía que utilizan, desde la A (la mejor) hasta la F (la peor). ^{[ 107 ]}

TIC y demanda de energía

La digitalización ha generado un mayor consumo de energía; los efectos de aumento de energía han sido mayores que los de reducción de energía. Cuatro efectos de aumento del consumo de energía son:

Efecto directo: Los fuertes aumentos de la eficiencia energética (técnica) en las TIC se ven contrarrestados por el crecimiento del sector.
Eficiencia y efectos rebote: Los efectos rebote son elevados en el caso de las TIC, y el aumento de la productividad suele dar lugar a nuevos comportamientos que consumen más energía.
Crecimiento económico: Efecto positivo de la digitalización en el crecimiento económico.
Cambio sectorial: el crecimiento de los servicios de TIC tiende a no reemplazar, sino a superponerse a los servicios existentes. ^{[ 108 ]}

Véase también

Camara (organización benéfica) (Irlanda)
Desafiando el chip , un libro sobre derechos laborales y justicia ambiental en la industria electrónica global.
Sostenibilidad computacional
Virtualización de escritorio
migración de datos
Oro de excavación
reciclaje electrónico
eDay , un día de recogida de residuos electrónicos en Nueva Zelanda.
Ley de reciclaje de residuos electrónicos de California
conservación de la energía
Ethernet de bajo consumo energético
Consumo energético de los ordenadores en EE. UU.
Estrella energética
Impacto ambiental de la inteligencia artificial
Impacto ambiental del bitcoin
IEEE 1680
cuello de botella de interconexión
Gestión energética de TI
Minimalismo (informática)
Esquema de color claro sobre oscuro (Modo oscuro)
Comunicación óptica
cable de fibra óptica
Interfaz óptica paralela
administración de energía de PC
Permacomputing
Enchufe el ordenador
factor de potencia
Eficiencia del uso de energía (PUE)
Efecto rebote (efecto negativo paradójico)
Directiva sobre restricción de sustancias peligrosas (RoHS)
Derecho a reparar
Energía de reserva
Iniciativa de Electrónica Sostenible (SEI)
Recogida , cuando los vendedores o fabricantes aceptan la devolución de productos al final de su vida útil.
Tiempo compartido
Aplicación virtual

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Lecturas adicionales

Ficha informativa sobre TI verde del Centro de Sistemas Sostenibles de la Universidad de Michigan.

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