Por qué necesitamos un límite a la velocidad en Internet

Kris De Decker (traducido por Pedro Pérez Prieto) - Crisis Energética

La revista en lengua inglesa Low Tech Magazine, ha publicado un interesante artículo titulado “por qué necesitamos un límite a la velocidad en Internet”, que por su interés público y los tremendos cálculos del consumo energético de este gigante que se suponía bastante incorpóreo que son del interés de nuestros lectores, hemos traducido al castellano y ponemos a su disposición.

Se trata de un artículo que trata bastante a fondo la lucha permanente entre los tecno-optimistas que siguen creyendo y confiando en que las mejoras en la eficiencia energética podrán solucionar y solventar cualquier problema al que se tenga que enfrentar nuestra sociedad y los que entienden que en un mundo finito hay límites que no hay mejora de la eficiencia energética que pueda compensar frente al crecimiento desbocado que impone el capitalismo, porque en muchos campos de nuestra moderna civilización, dichos límites ya se pueden estar alcanzando.

El artículo es una reivindicación de William Stanley Jevons y su famosa paradoja sobre un comportamiento humano que hace que siga funcionando el “Maximum Power Principle” enunciado por Howard T. Odum y nos obliga a preguntarnos sobre estos límites y sobre nuestro comportamiento sobre la Tierra. El traductor no comparte necesariamente algunos postulados finales respecto de la “suficiencia” o de las soluciones a limitar la velocidad de Internet ajustando el precio de la energía o sobre que la infraestructura de Internet no está sujeta a dicha “suficiencia” como sí entiende el autor lo están los coches o algunos dispositivos móviles. De hecho, la propia infraestructura mostrará pronto sus límites, no sólo energéticos, sino en complejidad exponencialmente creciente para manejar el número creciente de capas (vamos por al IPv6) que terminan ralentizando a los servidores de los grandes centros de datos, debido a la multiplicación exponencial de preocesos por paquete cada vez que hay que aumentar una capa más. Esta ralentización y complejidad avanza también a mayor velocidad que la velcidad de proceso que van a poder ir obteniendo tecnológicamente, por la mayor eficiencia en las nuevas generaciones de servidores. A esto obliga la conmutación de paquetes, cuando el “Internet de las cosas” se empiece a popularizar. También ya se están dejando entrever problemas de direcciones, cuando "las cosas" terminen exigiendo una dirección para cada una de ellas. todo ello, si es que los límites energéticos no golpean antes a la red de redes que es hoy Internet. Pero de estas últimas complejidades no energéticas, sino de procesos y de tratamientos de datos, hablaremos en otro momento.  


En lo que respecta al ahorro o conservación de energía, los saltos que se han producido en la infraestructura y dispositivos que utilizamos para acceder a Internet han hecho que muchas actividades en línea (online) sean vistas como las que se hacen sin conexión a ella.
Sin embargo, los avances en Internet han provocado un efecto inverso: a medida que la red se va haciendo más eficiente desde el punto de vista energético, su consumo total de energía aumenta. Esta tendencia sólo podrá pararse si se limita la demanda de comunicaciones digitales.



Aunque ésta es una estrategia que empleamos habitualmente, por ejemplo, animando a la gente a que coma menos carne o a bajar el termostato de la calefacción, limitar la demanda es algo controvertido, porque va contra la creencia general en el progreso tecnológico. Y resulta todavía más controvertido cuándo se aplica en Internet, porque muy poca gente establece la relación entre datos y energía
¿Cuánta energía consume Internet? Nadie lo sabe, debido a la complejidad de la red y su naturaleza siempre cambiante. Las estimaciones del consumo total de electricidad que supone Internet pueden variar hasta en un orden de magnitud. Una razón para la discrepancia entre los diferentes resultados es que muchos investigadores sólo analizan una parte de la infraestructura que todos llamamos Internet.

En los últimos años, los estudios se han centrado principalmente en el uso de energía de los centros de datos, que alojan a los ordenadores (los “servidores”) que almacenan la información en línea. Sin embargo, se consume más electricidad comparativamente en los terminales o dispositivos finales (los “clientes”, tales como ordenadores de sobremesa, portátiles y teléfonos inteligentes), en la infraestructura de la red (que transmite la información digital entre servidores y clientes) y en los procesos de fabricación de servidores, dispositivos terminales y de red. [1]

Un segundo factor que explica las grandes diferencias de los diferentes estudios es el tiempo en el que se han realizado. Dado que la infraestructura de Internet evoluciona y crece tan rápidamente, los resultados del uso de energía sólo son aplicables al año en que se realizan. Por último, como con todos los estudios científicos, modelos de investigación y métodos y supuestos utilizados como base para los cálculos varían en algunas veces están polarizados debido a diversas creencias o conflictos de interés. No debería sorprender, por ejemplo, que una investigación del uso de Internet por parte de la  American Coalition for Clean Coal Electricity (Coalición Estadounidense para la Electricidad con Carbón Limpio) concluya que hay un consumo mucho mayor de electricidad que un informe preparado por la propia Industria de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) [2,3]
 
Ocho mil millones pedaleando

Considerando todo lo anterior, seleccionamos lo que creímos era el informe más reciente, completo, honesto y transparente sobre la huella total de Internet. Llega a la conclusión de que la red global de comunicaciones consumió 1.815 Twh de electricidad en 2012[4] Ello equivale al 8% de la producción total de electricidad mundial de ese mismo año, que fue de 22.740 TWh[5,6]
Si tuviésemos que alimentar Internet (en 2012) con generadores eléctricos a pedales, cada uno de los cuales pudiese producir 70 vatios de potencia eléctrica, necesitaríamos 8.200 millones de personas pedaleando en tres turnos de 8 horas los 365 días del año. Se incluye en estas cifras el consumo de los dispositivos personales finales, por lo que los que pedalean podrían utilizar sus teléfonos de última generación u ordenadores personales mientras pedalean. La energía solar o eólica no serían una solución, ya que los 1.815 Twh suponen tres veces la electricidad que suministraron todas las plantas de energía eólica y solar del planeta en 2012 [7]



Esos investigadores estimaron que para el 2017, la demanda eléctrica de Internet aumentaría hasta alcanzar los 2.547 Twh (según el escenario de crecimiento esperado) y 3.422 Twh en el peor de los escenarios. Si este último escenario se llega a hacer realidad, el uso de energía vinculada a Internet llegaría casi a duplicarse en apenas 5 años. Nótese que ya se incluyen en dichos resultados  las nuevas mejoras de eficiencia. Sin dichas mejoras, el consumo se duplicaría cada dos años, siguiendo el aumento del tráfico de datos.[8]

Aumento del consumo de energía por usuario

 

Es importante recalcar que el aumento del consumo de energía en Internet no se debe tanto a la creciente cantidad de usuarios de la red, como podría parecer en principio. Más bien se debe al crecimiento en el consumo de energía por usuario de Internet. El tráfico en la red crece mucho más rápido que el número de usuarios de Internet (45% frente al 6-7% anual)[9]. Hay dos motivos principales para ello. El primero es la evolución hacia los sistemas de procesamiento y computación portátiles que utilizan accesos inalámbricos en Internet. El segundo es el aumento de la tasa de datos de los contenidos a los que se accede, principalmente causado por la digitalización de la televisión y de los videos en “streaming” (que se bajan de forma directa según se ven, nota del t.)

En los últimos años hemos asistido a una tendencia hacia los dispositivos portátiles desde los ordenadores de sobremesa, primero con el ordenador portátil y después con las tabletas y los teléfonos avanzados. Este último va camino de la adopción al 100% de los usuarios: en los países ricos, la población ya usa este tipo de teléfonos en un 84%[9,4]. Estos dispositivos consumen bastante menos electricidad que los ordenadores de sobremesa, tanto durante la operación, como en su proceso de fabricación, lo que les ha dado un aura de sostenibilidad. Sin embargo, tienen otros efectos que sobrepasan a las ventajas mencionadas.

En primer lugar, los teléfonos avanzados gestionan una gran parte de el esfuerzo de computación (y por tanto, del uso de energía), desde el terminal hasta el centro de datos: la rápida adopción de teléfonos avanzados va ligada al crecimiento igualmente rápido de servicios de computación “en la nube”, que permiten a los usuarios obviar las limitaciones de la capacidad de memoria y procesamiento de los dispositivos móviles. [4,11] Dado que los datos deben ser procesados y el resultado de los mismos debe transmitirse del usuario final al centro de datos y de nuevo de vuelta, el uso de energía de la infraestructura de la red también aumenta.
 

Internet inalámbrico de alta velocidad

 

Se puede mejorar la eficiencia total de algunas tareas de procesamiento de datos y reducir de esta forma el uso total de energía, porque los servidores de los centros de datos se gestionan de forma más eficiente que nuestros dispositivos terminales. Sin embargo, esta ventaja no se aplica a los teléfonos avanzados que se conectan de forma inalámbrica a Internet utilizando las redes de banda ancha de 3 G ó 4G. El uso de energía en la red es muy dependiente de la tecnología de acceso local: la “última milla” que conecta al usuario a la red troncal de Internet.

Una conexión alámbrica (DSL, cable, fibra) es el método más eficiente energéticamente para acceder a la red. El acceso inalámbrico a través de WiFi aumenta el uso de energía, pero solo de forma ligera. [12,13] Sin embargo, si el uso del sistema inalámbrico se establece a través de la red móvil o celullar y sus torres con las estaciones base, el uso de energía se dispara. El tráfico de Internet a través de redes 3G utiliza 15 veces más energía que una red WiFi, mientras que las redes 4G consumen unas 23 veces más.[14] [Ver también 4, 15]. Los ordenadores de sobremesa se conectaban y conectan habitualmente de forma cableada, pero los portátiles, las tabletas o los teléfonos avanzados se conectan de forma inalámbrica, bien sea a través de WiFi o a través de la red móvil o celular.

 

 

El crecimiento del tráfico de datos de móviles ha estado restringido de alguna forma de descargas WiFi: la conectividad de los usuarios con interfaz 3G estaba restringida, debido a los significativos mayores costes y un funcionamiento lento de la red. [4]  Por ello, se conectaban a las redes WiFi que cada vez estaban más disponibles por doquier. Con el avance de las redes 4G, la ventaja de la velocidad del WiFi desaparece: el 4G dispone de una velocidad comparable o una red mejorada cuya velocidad de intercambio de datos es comparable a la de los WiFi [14] La mayoría de los operadores de red están en proceso de reconvertir a gran escala sus redes a 4G. El número de conexiones mundiales a 4G se ha más que duplicado de 200 millones a 490 millones a finales de 2014 y se prevé que alcancen los 875 millones a finales de 2015.  [11,16,17]

Más tiempo en línea

 

La combinación de dispositivos portátiles de computación o procesamiento y el acceso inalámbirco a Internet aumentan junto con el tiempo que pasamos en línea.[11] Esta tendencia no comenzó con los teléfonos avanzados. Se esperaba que los ordenadores portátiles redujesen el consumo de energía en Internet, pero lo elevaron, porque la gente aprovechó la facilidad y movilidad de los portátiles para estar en línea mucho más tiempo. “Sólo con el ordenador portátil los ordenadores entraron en el cuarto de estar.”[18]

Los teléfonos móviles avanzados son el siguiente paso en esta evolución. Permiten que los datos se consuman en cualquier lugar y fuera de casa, junto con más procesamiento convencional de ordenadores.[19] Una investigación de campo ha revelado, por ejemplo, que los teléfonoz avanzados se utilizan intensivamente para rellenar los “tiempos muertos” (Pequeños tiempos que no se dedican a ninguna actividad específica y que a menudo se perciben como tiempo improductivo: esperar, transportarse, aburrirse, pausas para el café o “situaciones sociales que no son suficientemente estimulantes” Los teléfonos avanzados han pasado también a jugar un papel importante en el tiempo en cama, y son utilizados hasta la última actividad nocturna y en la primera actividad diurna.

Considerando estas tendencias, queda claro que no todos los teléfonos avanzados sustituyen a un ordenador portátilo o de sobremesa. Ambos se utilizan de forma conjunta o incluso simultáneamente. La conclusión es que gracias a los teléfonos avanzados y al Internet inalámbrico, ahora estamos conectados en cualquier lugar y en cualquier momento, utilizando nuestros dispositivos que son cada vez más eficientes, pero durante más horas, enviando más y más datos a través de la infraestructura mundial.[19,20]

El resultado es más uso de energía, desde los propios dispositivos móviles y (mucho más importante) en los centros de datos y en la infraestructura de red. No olvidar tampoco que llamar a alguien utilizando un teléfono móvil avanzado cuesta más energía que hacerlo a través de un teléfono alámbrico convencional.

 

Tasas de transferencias de datos en aumento: música y vídeo

Un segundo factorfundamental detrás del creciente consumo de energía por usuario de Internet reside en el aumento incesante de la tasa de transferencia de datos de los contenidos. Internet comenzó como un medio para texto, pero las imágenes, la música y los vídeos han llegado a ser muy importantes. Bajarse una página de texto requiere muy poca energía. Como ejemplo, todo el texto de este blog (el de los autores originales, nota del t.) con unos 100 artículos, se puede empaquetar en menos de 9 Megabytes (MB) de datos. Una única imagen de alta resolución, en comparación, ocupa unos 3 MB o un vídeo de calidad estándar de 8 minutos de Youtube ocupa unos 30 MB, unas tres veces todos los datos exigidos para los textos del blog.

Debido a que el consumo de energía aumenta con cada bit de datos, es esencial lo que vayamos a hacer en línea (online). Y por lo que parece, estamos utilizando la red cada vez más para contenidos que exigen una elevada tasa de bytes, especialmente vídeo. En 2012, el tráfico de vídeo representó el 57% de todo el tráfico de Internet (excluyendo el vídeo intercambiado entre redes P2P (Pier-to-Pier o de pares extremo a extremo, que pueden actuar ambas como clientes o servidores; nota del t.). Se espera que este porcentaje suba al 69% en 2017.[21]



Si el vídeo y el acceso a Internet son los factores clave tras el aumento del consumo de energía en Internet, por supuesto, el vídeo inalámbrico es el peor de todos ellos. Y este es exactamente el que tiene el mayor aumento en la cuota de tráfico. Según el último Cisco Visual Networking Index, el trráfico de vídeo móvil crecerá un 72% del total de datos móviles en 2019 [11]:

“Cuando las capacidades de los dispositivos se combinan con un ancho de banda mayor, se alcanza una amplia adopción de aplicaciones de vídeo que contribuyen a aumentar los datos de tráfico en la red. A medida que aumenten las velocidades de conexión de la red móvil, aumentará el promedio de flujo de bytes de contenidos ,a los que se accede desde estas redes. Los vídeos de alta definición irán alcanzando más peso y la proporción de contenidos de “streaming” (que se tratan instantáneamente), comparados con los contenidos que se bajan primero, se espera que también aumenten. Este cambio hacia el vídeo bajo demanda afectará a las redes móviles tanto como afectará a las redes fijas”.

El consumo de energía no sólo se ve influenciado por los flujos de datos, sino también por el tipo de servicio proporcionado. Aplicaciones como correos electrónicos, búsqueda en la red y descargas de audio y vídeo exigen tiempos cortos de acceso. Sin embargo, en los servicios en tiempo real, tales como videoconferencias y audio y vídeo “streaming”, los retrasos resultan intolerables. Esto exige una red con una operativa mucho más completa y por tanto, más uso de energía.

¿Ahorra energía Internet?

Con frecuencia se justifica que el creciente consumo de energía en Internet es compensado porque la red ahorra más energía que la que consume. Se atribuye a los efectos de sustitución en los que los servicios en línea reemplazan otras actividades más intensas en energía. [13] Se pone como ejemplo las videoconferencias, que se supone iban a ser una alternativa a la necesidad de utilizar aviones o coches; o la descarga o recepción en directo (“streaming”) de contenidos digitales, que se supone serían una alternativa a la fabricación y el envío de DVD'c, CD's, libros, revistas o periódicos.

Veamos algunos ejemplos. Un estudio de 2011 llegó a la conclusión de que “al reemplazar uno de cada cuatro viajes por videoconferencias, ahorraría tanta energía como la que consume todo Internet”, mientras un estudio de 2014 descubrió que hacer videoconferencia se lleva como mucho el 7% de una persona en dicha reunión” [22,23] En relación con los contenidos digitales, un estudio de 2014 concluyó que cambiar todos los DVD's por vídeos visionados directamente de la red mediante “streaming”, representaría un ahorro equivalente a la energía primaria utilizada para hacer frente a la demanda eléctrica de cerca de 200.000 viviendas por año. [24]

Otro estudio de 2010 descubrió que ver un vídeo mediante “streaming” consumía entre el 30 y el 78% de la energía de un DVD tradicional en las redes de alquiler de DVD's (en los que un DVD se envía por correo al cliente que lo tiene que devolver después) [25]

Existen algunos problemas fundamentales con estas aseveraciones. En primer lugar, los resultados están muy influenciados  por la forma en que se calcula la energía que Internet consume. Si miramos la energía utilizada por bit de datos transportado (la “intensidad energética” de Internet), los resultados varían de 0,00064 a 136 kWh por Gigabyte (kWh/GB), una diferencia de cuatro órdenes de magnitud.[13,19]. Los investigadores que han hecho estas observaciones concluyen que las dudas sobre si y hasta qué extremo es más eficiente energéticamente descargarse una película que comprar el DVD o más sostenible verse por videoconferencia en vez de verse viajando para verse cara a cara, no se pueden resolver de forma satisfactoria, en tanto en cuanto existan estas estimaciones tan divergentes respecto a los impactos de sustitución.[13]

Para empeorar las cosas, los investigadores tienen que hacer una variedad de supuestos adicionales que pueden tener una gran influencia en el resultado final. Si la videoconferencia se compara con un viaje en avión, ¿cuál es la distancia del viaje? ¿Está el avión lleno o no? ¿En qué año fue construido? Por otra parte ¿cuánto tiempo dura una videoconferencia? ¿Se realiza a través de una red de acceso alámbrica o inalámbrica? ¿Se utiliza un ordenador portátil o un sistema de alta gama de telepresencia? Cuando se está escuchando música en “streaming” escucha la canción una o trienta veces? Si compra un DVD, va a la tienda en coche o en bicicleta? ¿Es largo ese viaje? ¿Compra sólo el DVD o aprovecha para comprar otras cosas?

Tiempo y distancia

Todas estas cuestiones se pueden contestar de forma que se pueda “acondicionar” el resultado que se desea. Por ello lo mejor es centrarse en los mecanismos que favorecen la eficiencia energética de los servicios en línea y fuera de línea; lo que los científicos llaman un “análisis de sensibilidad”. Para ser honesto, la mayoría de los científicos hacen este tipo de análisis, pero sus resultados no suelen aparecer en el prólogo del documento y mucho menos en el documento de resumen de prensa.

Una diferencia importante entre los servicios en línea y fuera de línea es el papel del tiempo. En línea, el consumo de energía aumenta con el tiempo de actividad. Si se leen dos artículos en vez de un artículo en un medio de noticias digital, se consume más energía. Pero si se compra un periódico, el consumo de energía es independiente del número de artículos que se leen. Un periódico podría ser leído incluso por dos personas, con lo que su consumo de energía se podría reducir a la mitad.



Además del tiempo, está el factor de la distancia. Fuera de línea el consumo aumenta con la distancia, porque el transporte de una persona o un producto se lleva la mayor parte del total del consumo de  energía fuera de línea. Este no es el caso de las actividades en línea, en las que la distancia tiene poco o ningún efecto en el consumo de energía.

Un análisis de sensibilidad ofrece conclusiones muy diferentes dependiendo de quien lo presenta. Por ejemplo, escuchar en “streaming” 27 veces un álbum de música de Internet puede consumir más energía que fabricar y transportar el CD equivalente. [26] Leer un periódico digital en un PC de sobremesa consume más energía que leer la versión en papel, si la lectura del mismo excede de una hora y cuarto considerando que el papel lo lee una persona.[27] O en el estudio mencionado anteriormente sobre las ventajas de hacer videoconferencias, reduciendo la distancia de viajes de participantes internacionales de 5.000 a 3.000 Km hace el viaje de una persona más eficiente energéticamente que la videoconferencia, cuando se utiliza videoconferencia de alta gama. Igualmente, si la conferencia online llevase 75 en vez de 5 horas, sería más eficiente volar 5.000 Km. [23]

Efecto rebote

Las ventajas energéticas de la videoconferencia, parecen más convincentes, porque las reuniones de 75 horas no parecen muy comunes. Sin embargo, todavía tenemos que discutir el problema más importante con los estudios que indican la ventaja energética de los servicios en línea, porque no suelen tener en cuenta el efecto rebote. Este efecto se refiere a la situación en la que el efecto positivo de las tecnologías con mejores niveles de eficiencia, se anula por factores sistemáticos o comportamientos de los usuarios. Por ejemplo, las nuevas tecnologías raras veces reemplazan las existentes tal cual, sino que por el contrario, se utilizan de forma conjunta unas y otras, negando así los posibles ahorros.[28]

No todas las llamadas por videoconferencia sustituyen los viajes físicos. También pueden reemplazar a una llamada telefónica o un correo electrónico yen estos casos el consumo de energía aumenta, no disminuye.[23] De la misma forma no todos los vídeos o música vistos o escuchados en directo a través de la red sustituyen a los DVDs o CDs físicos. La conveniencia del “streaming” y la ventaja de los dispositivos portátiles terminales con acceso inalámbrico, conducen a más horas viendo vídeos o escuchando música.[24], en detrimento de otras actividades que podrían ser la lectura, la contemplación del medio o mantener una conversación con otra persona física.

Dado que la infraestructura de la red de Internet se va haciendo más eficiente cada año -el uso por bit de datos transportado sigue disminuyendo-, con frecuencia se deduce de ello que las actividades en línea se harán más eficientes con el tiempo, comparadas con las actividades fuera de línea [3]. Sin embargo, como hemos visto, la tasa de bits de los contenidos digitales sigue también aumentando.
Esto no sólo se debe a la creciente popularidad de las aplicaciones de vídeo, sino también al aumento de la tasa de bits de los propios vídeos en sí. Por tanto, las futuras mejoras de la eficiencia en la infraestructura de la red, traerán vídeos y videoconferencias de mayor calidad, no más ahorros de energía. Según estos estudios, las tasas de transferencia de bits aumentan más rápidamente que la eficiencia energética, de forma que las ganancias de las alternativas en línea en realidad van a pérdidas.[23,24,25]

La eficiencia impulsa el uso de energía

El efecto rebote se presenta frecuentemente como un asunto controvertido, como algo que puede darse o no. Pero al menos en lo que respecta a la computación o sistemas informáticos y a Internet, esto es una ley de hierro. El efecto rebote se manifiesta sin duda alguna por el hecho de que la intensidad energética en Internet (la energía consumida por unidad de información transmitida) disminuye, mientras que el uso total de la energía en Internet sigue aumentando.

El obvia también la evolución de los microprocesadores. El consumo eléctrico en la fabricación de una microprocesador ha caído de 0,028 kWh por Mhz en 1995 a 0,001 kWh/Mhz en 2006, como resultado de las mejoras en los procesos de fabricación[29]  Sin embargo, ello no ha provocado un descenso paralelo del consumo de los microprocesadores. Las mayores prestaciones funcionales de los microprocesadores (más rápidos) han contrarrestado las ganancias por eficiencia por Mhz de velocidad. De hecho, el efecto rebote es conocido como la Ley de Moore, que se da en el progreso de los ordenadores o computadores.[28,29]



En otras palabras, aunque las mejoras en eficiencia energética se presentan de forma generalizada como una solución al creciente consumo de energía, en realidad son las causantes del mismo. Cuando los ordenadores se basaban todavía en válvulas de vacío en vez de transistores o de chips, la energía utilizada por una máquina podría ser de unos 140 kW. Los ordenadores actuales son al menos 1.000 veces más eficientes, pero es precisamente ese aumento de la eficiencia energética el que ha hecho que haya hoy un ordenador cada mesa y en cada bolsillo. El consumo de energía combinado de todas esas máquinas mucho más eficientes sobrepasa al consumo de todos los ordenadores que funcionaron con válvulas de vacío en varios órdenes de magnitud.

Suficiencia

Para concluir, vemos que Internet afecta al consumo de energía en tres niveles. El primer nivel es el del impacto directo a través de la fabricación, operación y desmantelamiento de todos los dispositivos que constituyen la infraestructura de Internet: dispositivos terminales, centros de datos, red y fabricación. En un segundo nivel existen efectos indirectos del consumo de energía debidos a la capacidad de Internet de cambiar cosas, tales como el consumo de contenidos o los viajes físicos, lo que conlleva una reducción o aumento del consumo de energía. Y en tercer lugar, Internet cambia los hábitos de consumo, trae un cambio social y tecnológico y contribuye al crecimiento económico.[28,29] Los sistemas de mayor nivel son mucho más importantes que los impactos directos, aunque reciban muy poca atención. [29]

Internet conlleva una globalización progresiva de la economía que ha causado de esta manera un aumento del transporte de productos materiales y de personas...El efecto de inducción que surge de la globalización de los mercados y las formas distribuidas de la producción debido a las redes de telecomunicación, se aparta claramente del camino de la sostenibilidad (sustentabilidad)...Finalmente la sociedad de la información significa también aceleración de los procesos de innovación y de esta forma, implica una devaluación más rápida de lo existente que se reemplaza por lo nuevo, sea hardware o software, productos técnicos o habilidades y conocimiento humano” [28]

nadie niega que Internet puede ahorrar energía en algunos casos particulares, pero en general la tendencia abrumadora es hacia un consumo de energía aún mayor. Esta tendencia continuará imparable si no actuamos. No existen restricciones en la tasa de bits o datos digitales. El Blu-ray ofrece una mejor visión del contenido, con tamaños de datos que oscilan entre los 25 y los 50 GB, cinco veces el tamaño de un video en HD. Con los espectadores viendo películas en 3D en casa podemos imaginar películas futuras de 150 GB, mientras que las películas holográficas pueden llegar a los 1.000 GB[25].

Tampoco hay restricción alguna de las tasas de bits de las conexiones inalámbricas de Internet. Los ingenieros ya preparan el 5G, que será más rápido que el 4G, pero también consumirá más energía. No existe restricción en el número de conexiones a Internet. El concepto de “Internet de las cosas”  prevé que en el futuro todos los dispositivos puedan conectarse a Internet, una tendencia que ya está teniendo lugar.[4,11]  Y no debemos olvidar que por el momento, sólo el 40% de la población mundial tiene acceso a Internet.

 

 

En resumen, no hay otros límites al crecimiento de Internet que el del propio suministro energético al sistema. Esto hace de Internet algo único, Por ejemplo, mientras el efecto rebote es también muy obvio en coches, existen otros límites adicionales que impiden que el aumento de su consumo de energía siga imparable. Los coches no se pueden hacer más grandes o más pesados indefinidamente, ya que requerirían nuevas carreteras e infraestructuras de estacionamientos. Y los coches tampoco pueden aumentar su velocidad de forma indefinida, porque la seguridad impone límites máximos de velocidad. El resultado es que la energía que consumen los coches se ha estabilizado, más o menos. Se podría argumentar que los coches han alcanzado un estado de “suficiencia”.

“Un sistema que consume inputs del medio puede o bien aumentar su consumo siempre que tenga posibilidad de hacerlo, o mantener su consumo dentro de ciertos límites. En este caso, se dice que el sistema alcanza un estado de suficiencia...Un sistema suficiente puede mejorar sus outputs sólo mejorando la eficiencia de sus procesos internos”.[31]

El rendimiento de los coches sólo ha aumentado dentro de los límites de las mejoras de eficiencia de los motores de combustión interna. Se puede observar un fenómeno similar en los sistemas de ordenadores portátiles, que han llegado a un estado de suficiencia en lo relativo al consumo eléctrico, al menos por lo que respecta al dispositivo en sí. [31] En los teléfonos avanzados, el consumo de energía viene limitado por una combinación de limitaciones de la batería; su densidad energética, su peso máximo aceptable y la vida exigible de la batería. La consecuencia es que el consumo por dispositivo ya permanece más o menos estable. El rendimiento de los teléfonos avanzados ha aumentado solamente dentro de los límites de loas mejoras de la eficiencia en procesamiento (y de alguna forma en el progreso de la densidad energética de las baterías) [31]

Un límite de velocidad para Internet

En contraste, Internet tiene poca suficiencia. En Internet, el tamaño y la velocidad no resultan impracticables o peligrosas. Las baterías limitan el consumo de energía de los sistemas móviles de procesamiento, pero no el consumo energético de todos los demás componentes de la red. Por tanto, el consumo de energía de la red, sólo parará de crecer cuando las fuentes de energía se agoten, a menos que nos autoimpongamos ciertos límites, similares a aquellos de los coches o de los dispositivos de procesamiento. Esto puede parecer raro, pero es una estrategia que solemos aplicar con bastante facilidad al confort térmico (bajar el termostato, vestirse mejor) o al transporte (tomar la bicicleta en vez del coche) 

Hay varias formas de limitar la demanda de datos, alguna de las cuales resultan más prácticas que otras. Podríamos ilegalizar el uso del vídeo y volver a hacer de Internet un medio de intercambio de texto e imágenes. Podríamos limitar la velocidad de las conexiones inalámbricas de Internet. O podríamos aumentar los precios de la energía, que podrían afectar también a las alternativas fuera de línea y así equilibrar el terreno de juego. Esta última estrategia es la preferida, porque deja al mercado decidir sobre qué aplicaciones y servicios podrán sobrevivir.

Aunque ninguna de estas opciones puede parecer atractiva, es importante recalcar que fijar un límite no impedirá el progreso tecnológico. Seguirán los avances en eficiencia energética que darán lugar a que aparezcan nuevos dispositivos y aplicaciones. Sin embargo, la innovación tendrá uqe realizarse dentro de los límites de las mejoras de eficiencia energética, como ahora sucede con los coches y los sistemas móviles de procesamiento. En otras palabras la eficiencia energética puede ser una parte importante de la solución si se combina con la suficiencia

Limitar la demanda implicaría también que algunas actividades en línea volviesen a hacerse fuera de línea, siendo el vídeo en directo (en “streaming”) el candidato número uno. Es bastante fácil imaginar alternativas fuera de línea que ofrezcan ventajas similares con mucho menor consumo de energía, tales como videotecas públicas con amplias colecciones de DVDs. Combinando esto con medidas para reducir el tráfico de automóviles, de forma que la gente pudiese ir a la videoteca utilizando bicicletas o transporte público, podría resultar un servicio eficiente y conveniente. Más que reemplazar el transporte físico por servicios en línea, deberíamos arreglar la infraestructura del transporte.

En los siguientes artículos, investigamos las redes de tecnologías de bajo nivle que se están desarrollando en los países pobres. En ellos, la “suficiencia” está imbricada en la misma sociedad, de fomra notable en forma de una infraestructura energética poco fiable y una limitada capacidad adquisitiva. También discutiremos las redes comunitarias que han surgido como hongos en regiones apartadas de los países ricos y los diseños de redes compartidas en ciudades. Esas redes alternativas ofrecen alternativas mucho más eficientes energéticamente para las comunicaciones digitales mediante un uso diferente de Internet.

Por Kris De Decker (Editado por Jenna Collett). Traducción al castellano de Pedro Prieto
Fuentes:

[1] Incluso los estudios más completos sobre el consumo de energía en Internet no tienen encuenta todos los componentes de la infraestructura. Por ejemplo, se ignora completamente la energía embebida en las plantas energéticas eléctricas que alimentan Internet. Sin embargo, si se maneja un centro de datos, o una estación base de una red móvil o celular con energía solar, es obvio que la energía que costó producir los paneles debería ser también incluída. Lo mismo sucede con las baterías que almacenan la energía solar para su uso durante la noche o los días nublados
[2] "The cloud begins with coal: big data, big networks, big infrastructure, and big power" (PDF), Mark P. Mills, National Mining Association / American Coalition for Clean Coal Electricity, augustus 2013
[3] "SMARTer2030 -- ICT Solutions for 21st Century Challenges" (PDF), Global e-Sustainability Initiative, 2015
[4] "Emerging trends in electricity consumption for consumer ICT", Peter Corcoran, 2013
[5] "Key Electricity Trends" (PDF), IEA Statistics, 2015
[6] Of the total, 852 TWh was consumed by end-use devices, 352 TWh by networks, 281 TWh by data centers, and 330 TWh during the manufacturing stage.
[7] "Worldwide electricity production from renewable energy sources, edition 2013", Observ'ER
[8] Los investigadores también ofrecen un escenario mejor (best case)en el que la energía aumenta sólo ligeramente. Sin embargo, este escenario está superado por la realidad. Supone un crecimeinto lento de datos inalámbricos y de televisiones digitales, pero ha sucedido lo exactamente opuesto, como muestra el Cisco Visual Networking Index [11] Además, el escenario mejor posible prevé una mejora anual de la eficiencia del 5% para la mayor parte de los dispositivos de diferentes categorías y una mejora anual de la eficiencia del núcleo de la red de un 15%. Estas cifras están muy por encima de las de los últimos años y no parece muy posible que se puedan hacer realidad. El escenario de crecimiento supone que el tráfico inalámbrico de Internet crezca hasta el 9% del total del consumo eléctrico de la red eléctrica mundial y que la televisión digital se estabilice en los 2.100 millones de unidades. En este escenario las mejoras de la eficiencia energética de los dispositivos se limitan al 2% anual, mientras la mejora de la eficiencia energética del núcleo de la red se limita al 10% anual. En el escenario del peor caso posible, el tráfico inalámbrico de Internet crece al 15% del total del consumo electrico mundial, la televisión digital sigue creciendo y las mejoras de la eficiencia energética se reducen del 1 al 5% anual para los dispositivos y un 5% para el núcleo de la red [4].
[9] "Measuring the Information Society Report 2014" (PDF), International Telecommunication Union (ITU), 2014
[11] "Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2014-2019", CISCO, 2015.
[12] "Small network equipment key product criteria", Energy Star, retrieved September 2015.
[13] "The energy intensity of the internet: home and access networks" (PDF), Vlad Coroama, 2014
[14] "A close examination of performance and power characteristics of 4G LTE networks" (PDF), Junxian Huang, June 2012.
[15] "Energy consumption in mobile phones: a measurement study and implications for network applications" (PDF), Niranjan Balasubramanian, 2009
[16] "4G networks to cover more than a third of the global population this year, according to new GSMA intellligence data", GSMA Intelligence, 2015
[17] El fabricante de equipos de red Cisco señala en su informe de 2015 que “a medida que la capacidad de la red móvil aumenta y el número de dispositivos múltiples de los usuarios también, los operadores parecen más proclives a ofrecer paquetes de banda ancha comparables en precio y velocidad a aquellos que operan con la red fija de banda ancha”[11] Si esto llega a ser cierto y la mayoría de los usuarios de Internet se terminan conectando de forma rutinaria a la red de 4G de banda ancha, el consumo de energía en la infraestructura de la red se duplicará largamente, suponiendo que el tráfico se mantenga igual. [4]  Esto es porque desde una perspectiva energética, la red de acceso es la parte egoísta de cualquier proveedor de servicios de red. La red central de cables ópticos es mucho más eficiente energéticamente.[4]
[18] "Are we sitting comfortably? Domestic imaginaries, laptop practices, and energy use". Justin Spinney, 2012
[19] "Demand in my pocket: mobile devices and the data connectivity marshalled in support of everyday practice" (PDF), Caolynne Lord, Lancaster University, april 2015
[20] "Towards a holistic view of the energy and environmental impacts of domestic media and IT", Oliver Bates et al., 2014
[21] "Cisco Visual Networking Index 2012-2017", Cisco, 2013
[22] "The energy and emergy of the internet" (PDF), Barath Raghavan and Justin Ma, 2011
[23] "Comparison of the energy, carbon and time costs of videoconferencing and in-person meetings", Dennis Ong, 2014
[24] "The energy and greenhouse-gas implications of internet video streaming in the united states", 2014
[25] "Shipping to streaming: is this shift green?", Anand Seetharam, 2010
[26] "MusicTank report focuses on environmental impact of streaming platforms", CMU, 2012
[27] "Screening environmental life cycle assessment of printed, web based and tablet e-paper newspaper", Second Edition, Asa Moberg et al, 2009
[28] "Information Technology and Sustainability: essays on the relationship between ICT and sustainable development", Lorenz M. Hilty, 2008
[29] "Environmental effects of informantion and communications technologies", Eric Williams, Nature, 2011
[30] "Computing Efficiency, Sufficiency, and Self-Sufficiency: A Model for Sustainability?" (PDF), Lorenz M. Hilty, 2015