Ao longo da estrada rural que leva ao ATL4, um centro de dados gigante que vai para o leste de Atlanta, dezenas de carros e picapes estacionados inclinam-se tenuemente nos estreitos acostamentos de terra. As muitas placas de fora do estado são típicas da falange de comerciantes que se reúnem para esses enormes trabalhos de construção. Com gigantes da tecnologia, serviços públicos e governos orçando mais de US$ 1 trilhão para expansão de capital para se juntar à batalha global pelo domínio da IA, os centros de dados são os bunkers, fábricas e skunkworks — e concreto e eletricidade são o combustível e a munição.
Para o observador casual, a indústria de dados pode parecer incorpórea, seus produtos conjurados a partir de bits sem peso. Mas, enquanto estou ao lado do movimentado canteiro de obras do ATL4 do DataBank, o que mais me impressiona é a quantidade gigantesca de material — principalmente concreto — que dá forma ao golias que abrigará, protegerá, alimentará e resfriará o hardware da IA. Big data é grande concreto. E isso representa um grande problema.
O Concreto e as Emissões de Carbono
O concreto não é apenas um ingrediente importante em data centers e nas usinas de energia que estão sendo construídas para energizá-los. Como o material mais amplamente fabricado no mundo, o concreto — e especialmente o cimento dentro dele — também é um grande contribuinte para as mudanças climáticas, respondendo por cerca de 6% das emissões globais de gases de efeito estufa.
Os data centers usam tanto concreto que o boom da construção está destruindo os compromissos dos gigantes da tecnologia de eliminar suas emissões de carbono. Embora o Google, o Meta e a Microsoft tenham divulgado metas de serem neutros ou negativos em carbono até 2030, e a Amazon até 2040, a indústria agora está se movendo na direção errada.
No ano passado, as emissões de carbono da Microsoft aumentaram em mais de 30 por cento, principalmente devido aos materiais em seus novos data centers. As emissões de gases de efeito estufa do Google aumentaram em quase 50 por cento nos últimos cinco anos.
À medida que os data centers proliferam em todo o mundo, o Morgan Stanley projeta que os data centers liberarão cerca de 2,5 bilhões de toneladas de CO2 a cada ano até 2030 — ou cerca de 40 por cento do que os Estados Unidos emitem atualmente de todas as fontes.
Mas mesmo que as inovações em IA e o boom da construção de big data estejam aumentando as emissões para os hiperescaladores da indústria de tecnologia, a reinvenção do concreto também pode desempenhar um grande papel na solução do problema. Na última década, houve uma onda de inovação, parte dela voltada para o lucro, parte dela de laboratórios acadêmicos, visando consertar o problema de carbono do concreto.
Plantas piloto estão sendo colocadas em campo para capturar CO2 de fábricas de cimento e armazená-lo com segurança. Outros projetos estão preparando receitas mais favoráveis ao clima para cimentos. E a IA e outras ferramentas computacionais estão iluminando maneiras de reduzir drasticamente o carbono usando menos cimento em concreto e menos concreto em data centers, usinas de energia e outras estruturas.
O Processo de Fabricação do Cimento
Embora os termos "cimento" e "concreto" sejam frequentemente confundidos, eles não são a mesma coisa. Uma analogia popular na indústria é que o cimento é o ovo no bolo do concreto. Aqui está a receita básica: misture o cimento com grandes quantidades de areia e outros agregados. Em seguida, adicione água para desencadear uma reação química com o cimento. Espere um pouco para que o cimento forme uma matriz que reúna todos os componentes. Deixe descansar enquanto ele cura em uma massa sólida como uma rocha.
O cimento Portland, o principal ligante da maior parte do concreto do mundo, foi inventado por acaso na Inglaterra por William Aspdin, enquanto ele trabalhava em argamassas anteriores que seu pai, Joseph, havia patenteado em 1824. Mais de um século de ciência revelou a química essencial de como o cimento funciona no concreto, mas novas descobertas ainda estão levando a inovações importantes, bem como a insights sobre como o concreto absorve carbono atmosférico à medida que envelhece.
Assim como na época dos Aspdins, o processo para fazer cimento Portland ainda começa com calcário, um mineral sedimentar feito de formas cristalinas de carbonato de cálcio. A maior parte do calcário extraído para cimento se originou há centenas de milhões de anos, quando criaturas oceânicas mineralizaram cálcio e carbonato na água do mar para fazer conchas, ossos, corais e outros pedaços duros.
Os produtores de cimento geralmente constroem suas grandes plantas próximas a pedreiras de calcário que podem fornecer décadas de pedra. A pedra é triturada e então aquecida em estágios, à medida que é combinada com quantidades menores de outros minerais que normalmente incluem cálcio, silício, alumínio e ferro. O que emerge da mistura e cozimento são pequenos nódulos duros chamados clínquer. Um pouco mais de processamento, moagem e mistura transforma esses pellets em cimento Portland em pó, que responde por cerca de 90 por cento do CO2 emitido pela produção de concreto convencional.
Soluções para um Concreto Mais Limpo
Embora a captura e armazenamento de carbono (CCS) seja uma opção para as fábricas de cimento reduzirem suas emissões, a economia dessa tecnologia ainda é um desafio. Além disso, a maioria do crescimento da demanda global por concreto virá de países menos ricos, onde os custos do CCS podem ser proibitivos.
Outras soluções mais promissoras incluem o uso de materiais alternativos ao calcário, como argila de caulim calcinada e cinzas volantes, que não liberam CO2 quando aquecidos. Esses materiais podem ser usados para criar cimentos com emissões 30-40% menores do que o cimento Portland convencional.
Além disso, a reciclagem e reutilização de concreto também podem desempenhar um papel importante. Algumas jurisdições na Europa já exigem que novos edifícios usem materiais reciclados, e empresas como a Holcim estão construindo usinas de reciclagem para recuperar clínquer de concreto velho.
Finalmente, o uso de ferramentas de IA para explorar novas misturas de concreto com menor pegada de carbono também é uma área promissora. Pesquisadores já desenvolveram misturas inovadoras que reduzem as emissões em até 40% em comparação com o concreto convencional.
À medida que o boom da construção impulsionado pela IA continua, é crucial que a indústria de tecnologia e os governos priorizem soluções para tornar o concreto mais sustentável. Só assim o avanço da IA e dos data centers poderá ser uma bênção, e não uma maldição, para o planeta.
Conclusão
O concreto é um material indispensável para a infraestrutura moderna, incluindo a expansão dos data centers necessários para a IA. No entanto, sua produção também é uma grande fonte de emissões de carbono. Felizmente, uma série de inovações em materiais, processos e tecnologias de IA estão surgindo para reinventar o concreto e torná-lo mais sustentável.
À medida que os gigantes da tecnologia e os governos investem nessas soluções, o boom dos data centers impulsionado pela IA pode eventualmente se tornar uma bênção para o planeta, em vez de uma maldição. Com a adoção em larga escala de concreto de baixo carbono, a indústria de tecnologia pode cumprir suas metas de sustentabilidade e ajudar a construir um futuro mais verde.
