Módulo 1 - Gestión Verde de Proyectos IA - Compressed PDF

¿QUIÉN ES VUESTRA FORMADORA? Lorena Lago Meijide Doctora en Biología Máster en Medioambiente y Recursos Naturales Docente en formación profesional para el empleo Técnica en Ciencia de datos Correo electrónico de contacto: [email protected] Ciertas cosas a tener en cuenta durante las clases on-l...

¿QUIÉN ES VUESTRA FORMADORA? Lorena Lago Meijide Doctora en Biología Máster en Medioambiente y Recursos Naturales Docente en formación profesional para el empleo Técnica en Ciencia de datos Correo electrónico de contacto: [email protected] Ciertas cosas a tener en cuenta durante las clases on-line Si queremos que las clases en Google meet sean lo más productivas y organizadas posibles, deberemos seguir las siguientes instrucciones:  Tendremos un moderador (normalmente seré yo, como formadora, pero esto podría variar en algunas actividades).  Se agradecería que pidieséis la palabra antes de intervenir, aunque entenderé que no siempre sea así. Para ello se puede levantar la mano: - Recordad que esta opción se os ofrece en el propio Google meet. Intentaremos que las intervenciones sean, siempre que sea posible, frases cortas y directas. Si nuestra intervención necesita extenderse es entendible, pero… recordad que lo importante es que todos y todas tengáis la oportunidad de participar y preguntar. Recordad que estas sesiones serán grabadas. Por tanto, podréis ponerla desde la plataforma tanto si no pudisteis asistir cómo si queréis recordar algo de lo comentado durante la sesión.  Gestión Verde de Proyectos de IA Horario: 13:00 h – 14:00 h Inicio: 16/09/2024 Autor: OpenAI (a través de ChatGPT) - Fuente: Generada por DALL·E en colaboración con ChatGPT. Título: Green Data Image - Fecha de creación: Septiembre 2024 Descripción: Imagen que representa el concepto de Green Data, simbolizando la sostenibilidad en el mundo de los datos.  Gestión Verde Proyectos IA El curso se centra en la relación entre el uso de la tecnología y la inteligencia artificial (IA) y su impacto en el medio ambiente, específicamente en términos de huella de carbono digital y la adopción de tecnologías más sostenibles. PUNTOS CLAVE DE ESTE CURSO: En qué consiste el curso: El curso aborda la creciente necesidad de hacer que el uso de la IA sea más ecológico, a través de la reducción de la huella de carbono digital y la adopción de prácticas sostenibles en la industria de datos. Se estudian tanto el impacto energético que tiene la IA como las herramientas y técnicas que permiten reducir este impacto.  Gestión Verde Proyectos IA PUNTOS CLAVE DE ESTE CURSO: CONTENIDOS: MÓDULO 1. Huella IA de Carbono Digital y Energía Renovable 1.1. ¿Qué es la huella de carbono digital y cómo reducirla? 1.2. La IA necesitará mucha energía, será renovable MÓDULO 2. Industria y Centros de Datos de IA. IA Local vs IA Cloud 2.1. Introducción la Industria de Datos 2.2. ¿Cómo construir un Centro de Datos de IA? 2.3. IA Local vs IA Cloud  Gestión Verde Proyectos IA MÓDULO 3. Descarbonización de Datos de IA. Data Cleaning 3.1. ¿Qué es la descarbonización digital? 3.2. Data Cleaning MÓDULO 4. Código Verde en IA 4.1. Website Carbon 4.2. The Green Web Foundation 4.3. Google “Greenwashing” y el gran debate sobre el carbono 4.4. Es la hora del software verde 4.5. Code Carbon 4.6. CO2.js 4.7. Informes de consumo energético: la conciencia medioambiental como parte de la rendición de cuentas algorítmica  Gestión Verde Proyectos IA MÓDULO 5. Algoritmos Verdes. IA vs Tareas Humanas 5.1. Plan Nacional de Algoritmos Verdes 5.2. Comparación de la huella de carbono de la IA y las tareas humanas 5.3 El Impacto Verde de la IA y de la Automatización con Agentes de IA en las profesiones administrativas 5.4. Emisiones de carbono de un equipo de ingeniería de ML 6. LABS: Código Verde Ejercicios prácticos orientados al uso de código que minimice la huella de carbono.  Gestión Verde Proyectos IA OBJETIVOS DE APRENDIZAJE: Comprender el impacto ambiental de la IA: Los estudiantes aprenderán a identificar y medir la huella de carbono de los sistemas digitales y las infraestructuras asociadas a la IA. Explorar soluciones sostenibles: Se estudiarán alternativas energéticas renovables y técnicas de optimización para reducir el impacto ambiental de la tecnología. Desarrollar conciencia ambiental en el diseño y uso de IA: El curso busca que los estudiantes se conviertan en promotores de prácticas verdes, adoptando enfoques de "código verde" y algoritmos eficientes que reduzcan el uso energético. Aplicación de técnicas de descarbonización: Los estudiantes adquirirán herramientas para aplicar limpieza de datos y otras técnicas que contribuyan a la descarbonización digital.Con este curso, se busca que los estudiantes no solo se formen en IA, sino que lo hagan de manera responsable y comprometida con el medio ambiente.  Gestión Verde de Proyectos de IA  Módulo 1. HUELLA IA DE CARBONO DIGITAL Y ENERGÍA RENOVABLE Objetivo: Los estudiantes comprenderéis qué es la huella de carbono digital, su impacto ambiental y cómo reducirla mediante el uso de tecnologías eficientes y energías renovables. Al finalizar el módulo, seréis capaces de identificar estrategias sostenibles para minimizar el consumo energético asociado a las tecnologías digitales y reflexionar sobre el futuro energético en el contexto del desarrollo de la inteligencia artificial (IA) y otras tecnologías emergentes. 1.1. ¿Qué es la huella de carbono digital y cómo reducirla? 1.2. La IA necesitará mucha energía, será renovable  Gestión Verde Proyectos IA 1.1. ¿QUÉ ES LA HUELLA DE CARBONO DIGITAL Y CÓMO REDUCIRLA? ¿Qué es la huella de carbono digital? El término huella de carbono digital se refiere al impacto ambiental de las tecnologías digitales y las actividades en línea, lo que incluye la emisión de “Gases de Efecto Invernadero” (GEI) y el consumo de energía asociado con el uso y funcionamiento de dispositivos, redes y servicios digitales. Abarca las emisiones de carbono generadas a lo largo del ciclo de vida de las tecnologías digitales, desde su fabricación y distribución hasta su uso y eliminación. Todo lo que hacemos online o en nuestros dispositivos digitales forma parte de esa huella digital o impacto en el medio ambiente.  Gestión Verde Proyectos IA 1.1. ¿QUÉ ES LA HUELLA DE CARBONO DIGITAL Y CÓMO REDUCIRLA? Veamos algunos ejemplos sencillos: Si se utiliza un servicio de streaming en el televisor durante una o dos horas cada día del año, se está utilizando suficiente electricidad como para hacer funcionar la nevera durante medio año. La huella de carbono de Netflix anualmente es de 1,1 millones de MT, equivalente a una ciudad con 150.000 hogares. TikTok tiene la mayor huella de carbono entre las aplicaciones de redes sociales. Emite el equivalente de hasta 2,63 gramos de CO2 por minuto de cada usuario activo. El número de cuentas registradas en TikTok ya ha superado los mil millones, por lo que genera enormes emisiones de carbono.  Gestión Verde Proyectos IA 1.1. ¿QUÉ ES LA HUELLA DE CARBONO DIGITAL Y CÓMO REDUCIRLA? Lo que importa no es solo el consumo de electricidad, sobre todo cuando se trata de la huella de carbono de las empresas. Otro factor preocupante es el uso de agua en los centros de datos. Las empresas están buscando formas inteligentes de reducir ambos consumos, de energía y agua. También necesitan formas de reducir los desechos electrónicos (de dispositivos electrónicos y otro hardware), que contienen productos químicos tóxicos y materiales peligrosos que pueden filtrarse en el suelo y las aguas freáticas. Las emisiones de carbono deben reducirse; si no se controla, la huella de carbono de las tecnologías digitales podría llevarnos a una situación medioambiental preocupante.  Gestión Verde Proyectos IA 1.1. ¿QUÉ ES LA HUELLA DE CARBONO DIGITAL Y CÓMO REDUCIRLA? ¿Cómo reducir la huella de carbono? Las empresas tecnológicas pueden adoptar varias medidas para reducir su huella de carbono digital. Estas son algunas de las estrategias que puede implementar: 1. Utilizar hardware de bajo consumo: pasarse a servidores, equipos de escritorio, portátiles y equipos de red de bajo consumo. Buscar dispositivos que consuman poca energía durante su funcionamiento y optimizar la configuración de gestión de energía para reducir su uso durante los períodos de inactividad. 2. Reducir hasta lo esencial gracias a la virtualización y cloud computing: consolidar los servidores mediante la virtualización para reducir la cantidad de equipos físicos y el consumo de energía. Adoptar cloud computing y aprovechar así los recursos compartidos y los centros de datos de bajo consumo.  Gestión Verde Proyectos IA 1.1. ¿QUÉ ES LA HUELLA DE CARBONO DIGITAL Y CÓMO REDUCIRLA? ¿Cómo reducir la huella de carbono? 3. Optimizar las operaciones de los centros de datos: implementar sistemas de enfriamiento eficientes, técnicas de gestión del flujo de aire y mantenimiento regular de los sistemas de distribución de energía, mejorando así la eficiencia energética. 4. Buscar fuentes de energía renovable: invertir en fuentes de energía renovable como la energía solar, la energía eólica, el hidrógeno verde y generar electricidad para los centros de datos y otras operaciones de TI. Plantearse adquirir certificados de energía renovable (REC) para respaldar este tipo de proyectos. 5. Mantener la eficiencia en el almacenamiento y la gestión de datos: implementar técnicas de deduplicación y compresión de datos para reducir las necesidades de almacenamiento y minimizar el consumo de energía. Utilizar prácticas eficientes de gestión de datos, como el almacenamiento por capas o la gestión del ciclo de vida de los datos.  Gestión Verde Proyectos IA 1.1. ¿QUÉ ES LA HUELLA DE CARBONO DIGITAL Y CÓMO REDUCIRLA? ¿Cómo reducir la huella de carbono? 6. Ser responsable con la eliminación y el reciclaje: poner en práctica programas adecuados de reciclaje de residuos electrónicos para desechar de forma responsable el material de TI y los dispositivos electrónicos. Asegurarse de cumplir las normativas medioambientales. 7. Adoptar prácticas de adquisición ecológicas: priorizar la compra de equipos de TI de bajo consumo y respetuosos con el medio ambiente. Pensar en el impacto del ciclo de vida completo de los productos, incluida su fabricación, uso y eliminación. 8. Fomentar el teletrabajo parcial o total: el trabajo a distancia puede reducir las emisiones y el consumo de energía relacionados con los desplazamientos. Impulsar también el uso de videoconferencias y herramientas de colaboración para minimizar la necesidad de viajes.  Gestión Verde Proyectos IA 1.1. ¿QUÉ ES LA HUELLA DE CARBONO DIGITAL Y CÓMO REDUCIRLA? ¿Cómo reducir la huella de carbono? 9. Fomentar la concienciación y la formación de los empleados: informar a los empleados sobre la importancia de reducir la huella de carbono digital. Ofrecer formación sobre prácticas de eficiencia energética e insistir a los empleados a adoptarlas. 10. Medición y supervisión continua: implementar herramientas y sistemas para medir y supervisar el uso de energía, las emisiones de carbono y el impacto ambiental general. Establecer objetivos y evaluar regularmente el progreso para identificar áreas de mejora.  Gestión Verde Proyectos IA 1.1. ¿QUÉ ES LA HUELLA DE CARBONO DIGITAL Y CÓMO REDUCIRLA? El impacto medioambiental de la informática Aquí tenéis una imagen sobre el impacto medioambiental de la informática. En ella se presentan algunos de los principales elementos como los centros de datos, dispositivos electrónicos y las emisiones de CO2, junto con las soluciones sostenibles como el uso de energías renovables. OpenAI. (2024). Infografía sobre el impacto medioambiental de la informática. [Imagen generada por inteligencia artificial].  Gestión Verde Proyectos IA 1.1. ¿QUÉ ES LA HUELLA DE CARBONO DIGITAL Y CÓMO REDUCIRLA? El impacto medioambiental de la informática Los ordenadores han mejorado enormemente varios aspectos de la vida y los negocios, pero estos beneficios conlleva ciertas consecuencias. En 2021, los expertos estimaron la existencia de aproximadamente 7,2 millones de centros de datos, repartidos por todo el mundo, que desempeñan un papel crucial al cubrir las exigentes necesidades informáticas de las empresas, facilitando operaciones como almacenamiento de datos, copias de seguridad, redes, servicios de correo electrónico, alojamiento de sitios web y más. Esta gran cantidad de centros de datos genera una preocupación importante en términos de consumo de energía. Aunque existen de muy diferentes tamaños, muchos de los centros de datos son instalaciones enormes que albergan miles o incluso decenas de miles de servidores que consumen electricidad vorazmente.  Gestión Verde Proyectos IA 1.1. ¿QUÉ ES LA HUELLA DE CARBONO DIGITAL Y CÓMO REDUCIRLA? El impacto medioambiental de la informática La Agencia Internacional de Energía ha estimado que los centros de datos a nivel global consumen aproximadamente 200 teravatios-hora (TWh) de electricidad al año, lo cual representa casi el 1% de la demanda total de electricidad del mundo. Ante este crecimiento de los costes de energía asociados con los centros de datos y el endurecimiento de las regulaciones medioambientales, las empresas se enfrentan al desafío de encontrar enfoques operativos más ecológicos y sostenibles. El almacenamiento en la nube, que depende en gran medida de grandes centros de datos gestionados por hiper escaladores, tiene un impacto ambiental considerable. La sostenibilidad de los servicios en la nube depende de los esfuerzos del sector para desarrollar y adoptar prácticas operativas más eficientes desde el punto de vista energético.  Gestión Verde Proyectos IA 1.1. ¿QUÉ ES LA HUELLA DE CARBONO DIGITAL Y CÓMO REDUCIRLA? ¿Qué es el cero neto de carbono? El término cero neto de carbono, también conocido como cero neto de emisiones o neutralidad de carbono, hace referencia al estado en el que se alcanza un equilibrio entre las emisiones de gases de efecto invernadero producidas y las emisiones de gases de efecto invernadero eliminadas o compensadas. Significa que la cantidad neta de dióxido de carbono (CO2) y otros gases de efecto invernadero liberados a la atmósfera es cero o cero en la práctica. Las medidas de reducción incluyen: - la descarbonización, - el uso de fuentes de energía limpia, - la implementación de dispositivos de ahorro de energía - y la reducción del uso de recursos en general.  Gestión Verde Proyectos IA 1.1. ¿QUÉ ES LA HUELLA DE CARBONO DIGITAL Y CÓMO REDUCIRLA? ¿Qué es el cero neto de carbono? Los países de todo el mundo se están comprometiendo, mediante medidas de reducción, a eliminar los gases de efecto invernadero producidos por el ser humano, para volver a equilibrar la atmósfera de la Tierra y detener (o “como mínimo” ralentizar) el cambio climático. Algunos países (como Francia) planean ser neutrales en carbono para 2030, mientras que otros (como OpenAI. (2024). Infografía sobre el concepto de cero neto Estados Unidos) apuntan a 2050 para alcanzar ese de carbono. [Imagen generada por inteligencia artificial]. objetivo. Imagen que explica el concepto de cero neto de carbono, mostrando el equilibrio entre las emisiones de CO2 y las acciones de absorción o compensación de carbono.  Gestión Verde Proyectos IA  Módulo 1. HUELLA IA DE CARBONO DIGITAL Y ENERGÍA RENOVABLE Objetivo: Los estudiantes comprenderéis qué es la huella de carbono digital, su impacto ambiental y cómo reducirla mediante el uso de tecnologías eficientes y energías renovables. Al finalizar el módulo, seréis capaces de identificar estrategias sostenibles para minimizar el consumo energético asociado a las tecnologías digitales y reflexionar sobre el futuro energético en el contexto del desarrollo de la inteligencia artificial (IA) y otras tecnologías emergentes. 1.1. ¿Qué es la huella de carbono digital y cómo reducirla? 1.2. La IA necesitará mucha energía, será renovable  Gestión Verde Proyectos IA 1.2. LA IA NECESITARÁ MUCHA ENERGÍA, SERÁ RENOVABLE En una conferencia en Londres, Bill Gates instó a los ambientalistas y a los gobiernos a “no exagerar” respecto del importante poder necesario para operar nuevos sistemas de inteligencia artificial generativa. El desarrollo de una tecnología que requiere una enorme capacidad de procesamiento sostenida en centros de datos cada vez más grandes requerirá un fuerte aumento del uso de electricidad, que algunos comparan con el consumo total de un país pequeño pero fuertemente industrializado como Holanda. Microsoft reconoce que el desarrollo de la inteligencia artificial generativa y su incorporación a prácticamente todo tipo de características en sus productos ha supuesto un aumento del 30% de su consumo total de electricidad, lo que le ha obligado a retrasar sus objetivos de reducción de la huella de carbono.  Gestión Verde Proyectos IA 1.2. LA IA NECESITARÁ MUCHA ENERGÍA, SERÁ RENOVABLE Algunos recordarán los alarmistas informes de los medios de comunicación de hace más de dos décadas sobre el aumento del consumo eléctrico que requerían todas esas consultas en Google; las estimaciones no sólo resultaron erróneas, sino que no tuvieron en cuenta el enorme ahorro energético que suponía la disponibilidad de información a nuestro alcance. ¿Podemos imaginar cómo habría sido nuestra vida sin motores de búsqueda como Google y la energía que habríamos consumido si tuviéramos que ir a buscar toda esa información en cada fuente?  Gestión Verde Proyectos IA 1.2. LA IA NECESITARÁ MUCHA ENERGÍA, SERÁ RENOVABLE Pero más allá de consideraciones sobre la eficiencia global está el hecho de que la industria tecnológica es líder en compromisos climáticos, y uno de los mayores compradores de energía sostenible. Y lo hace no solo para cumplir con sus objetivos climáticos, sino por otra razón muy sencilla: las renovables son las fuentes de energía más baratas, y más aún si la puedes generar tú mismo. Una realidad que afecta a dónde sitúan las empresas sus centros de datos: Microsoft ha decidido localizar varios de sus centros de datos en España, invirtiendo 2.100 millones de dólares para ello, debido principalmente a consideraciones sobre las ventajas de precio de la electricidad generada en España frente a sus vecinos gracias a su esperado excedente de energía renovable.  Gestión Verde Proyectos IA 1.2. LA IA NECESITARÁ MUCHA ENERGÍA, SERÁ RENOVABLE En definitiva, la cuestión se reduce a un trade-off (compensación): tecnología ineficiente que requiere mucha capacidad de procesamiento para obtener resultados, pero capaz de generar ahorros muy significativos en todos los ámbitos a futuro. A ello se suma un aumento del consumo que, por su ventaja en costes y por las características de las empresas que la utilizan, tiende a dar lugar a infraestructuras de energías renovables. Pronto, será imposible imaginar vivir sin algoritmos de IA generativa que lleven a cabo tareas cotidianas. ¿Tiene sentido demonizar la IA porque genera un aumento del consumo energético a corto plazo, cuando sabemos que muchas cosas que hoy consumen energía serán más eficientes a medio y largo plazo, y que sin duda nos encaminamos hacia entornos de hiperabundancia energética gracias al sobredimensionamiento de las renovables? A veces, para dar un salto hacia delante, se requieren algunos pasos hacia atrás.  Gestión Verde Proyectos IA 1.2. LA IA NECESITARÁ MUCHA ENERGÍA, SERÁ RENOVABLE Mientras tanto las grandes corporaciones tecnológicas anuncian sus compromisos:  Google: funcionará con energía completamente libre de carbono, las 24 horas del día, en 2030. Google ha compensado todas las emisiones históricas desde su fundación en 1998.  Amazon: hará que sus operaciones sean alimentadas por energía renovable para 2025. Emisiones netas cero para 2040. Fondo de 2.000 millones de dólares para invertir en nuevas empresas que ayuden a las compañías a reducir las emisiones.  Meta: logró emisiones netas cero en sus operaciones el año 2020. Emisiones netas cero en toda la cadena de suministro para 2030.  Microsoft: Carbono negativo para 2030, eliminando activamente de la atmósfera más dióxido de carbono del que produce, incluidas las emisiones de suministro. Fondo de 1.000 millones de dólares para invertir en nuevas tecnologías climáticas.  Apple: se reducirán en un 75 por ciento para 2030 en toda la cadena de suministro y se utilizarán tecnologías de eliminación de carbono para compensar las emisiones restantes. Las operaciones de Apple ahora funcionan completamente con energía renovable.