Ambiente

O 5G pode vir a ter um impacto muito positivo no plano ambiental, socorrendo-se de outras áreas do conhecimento como sejam a Internet das Coisas (Internet of Things – IoT), Machine Learning, Inteligência Artificial e Big Data. A combinação com essas áreas permitirá, por exemplo, a análise e tratamento da informação em tempo real, a aprendizagem das máquinas e o desenvolvimento de equipamentos que vão gerar informação que, após processada, resultará em conhecimento útil para a tomada de decisões mais sustentáveis.

Primeiros passos

• Em 2016 foi subscrito o Acordo de Paris, o primeiro acordo universal e juridicamente vinculativo sobre alterações climáticas, subscrito pela União Europeia.

No mesmo ano, o projeto SCAVENGE (sustainable celular network harvesting ambiental energy) foi lançado pela Comissão Europeia (CE), com o objetivo de definir designs, protocolos, arquiteturas e algoritmos sustentáveis para as redes móveis 5G. Em traços gerais, pretendia-se incentivar que estações de base, dispositivos móveis e sensores 5G pudessem vir a beneficiar de fontes de energia renovável.

• Em 2018, a Comissão Europeia (CE) emitiu o comunicado Um Planeta Limpo para Todos – Estratégia a longo prazo da UE para uma economia próspera, moderna, competitiva e com impacto neutro no clima. Este comunicado inclui as sete principais componentes estratégicas da CE para alcançar a neutralidade climática, ou seja uma economia com zero emissões líquidas de gases com efeito de estufa, até 2050.

O comunicado inclui o impacto esperado das alterações climáticas na Europa, para sete regiões europeias distintas. As 17 principais preocupações para a região mediterrânica, onde se inclui Portugal, são as seguintes:

• Em 2019, o comunicado da CE sobre o Pacto Ecológico Europeu contextualiza o 5G em termos do papel que poderá ter na neutralidade climática.

“A Comissão estudará medidas para garantir que as tecnologias digitais, como os sistemas de inteligência artificial, a tecnologia 5G, a computação em nuvem e de proximidade e a Internet das coisas, possam acelerar e maximizar o impacto das políticas que visem lidar com as alterações climáticas e proteger o ambiente”

5G e o ambiente

A 5.ª geração móvel distingue-se das anteriores por algumas características diferenciadoras (ver Sobre o 5G).

Estas características permitem trazer ganhos ambientais, que resultam da utilização de aplicações que permitem uma melhor monitorização em tempo real das condições de terrenos agrícolas, da energia, gestão de resíduos e do tráfego nas cidades ou das condições climatéricas, através de diferentes dispositivos.

Uma monitorização mais eficiente significa uma melhor utilização dos recursos naturais, com um impacto desejavelmente positivo no meio ambiente e na sociedade, em geral.

No entanto, é preciso considerar também o impacto ambiental negativo da produção e utilização energética de mais dispositivos, em especial se a energia e matérias utilizadas não resultarem de fontes renováveis e sustentáveis.

Neste sentido, a produção ecológica, com durabilidade e com possibilidade de reciclagem dos dispositivos também deve ser garantida, de forma a que a implementação de novos dispositivos não comprometa as vantagens que o 5G poderá trazer em termos ambientais a outros níveis.

Os efeitos da tecnologia 5G no ambiente podem ser avaliados em efeitos diretos e efeitos indiretos.

Efeitos diretos

Referem-se especificamente à energia necessária ao funcionamento dos equipamentos de rede e dispositivos associados a essas redes. Segundo a literatura, algumas das vertentes associadas a este efeito são as seguintes:

1. Redução do consumo energético através das redes 5G, por comparação com redes de gerações móveis anteriores, tendo como base os mesmos serviços disponibilizados e a capacidade – em Mbps.

O 5G será 90% mais eficiente em termos energéticos por unidade de tráfego do que redes das gerações móveis anteriores (Nokia) e será possível quadruplicar o tráfego de dados sem aumentar o consumo de energia (Ericsson).

Será possível uma maior eficiência energética, atuando em 4 pilares: preparação da rede, ativação de um software de poupança de energia, desenvolvimento da tecnologia 5G com precisão e operação da infraestrutura móvel de forma inteligente (Ericsson).

Acresce à maior eficiência energética dos recursos utilizados, o esforço em utilizar energia renovável, mais sustentável para o ecossistema em geral, bem como a redução da pegada carbónica através de medidas sustentáveis.

2. Aumento do número de dispositivos utilizados

Em termos mundiais, a rede móvel irá suportar mais de 12 biliões de dispositivos móveis e ligações através da Internet das Coisas (Internet of Things – IoT) em 2022 e o tráfego móvel alcançará os Zettabytes (~1,1 mil milhões de GB) (estimativas CISCO) . Ou seja, é esperada uma utilização massiva do 5G e do número de dispositivos ativos associados a esta geração móvel, pelo que o consumo global de energia pelas redes dos operadores e equipamentos terminais poderá vir a aumentar significativamente.

Existem opiniões contraditórias quanto ao gasto energético dos dispositivos 5G.

Segundo estimativas, a mudança para o 5G deverá aumentar o consumo total de energia elétrica da rede de 150% a 170% até 2026 e que os custos mais elevados estarão associados a estações de base macro, nós da rede e centros de dados da rede (‘Energy-efficient Cloud Computing Technologies and Policies for an Eco-friendly Cloud Market’).

Por outro lado, a energia associada a data centres poderá vir a aumentar apenas marginalmente ou manter-se constante (UIT-T, L.1470). Para mais informação ver ‘Next generation mobile networks: Problem or opportunity for climate protection?’.

3. O impacto ambiental da produção de novos equipamentos

Alguns equipamentos destinados ao 5G não são compatíveis com as gerações anteriores, como é o caso dos telemóveis vendidos até muito recentemente em Portugal e no resto da Europa. Tal poderá ter impacto nas matérias primas utilizadas para o fabrico de novos dispositivos, mas também em termos da energia utilizada e das emissões de gases com efeito de estufa (estudo da Universidade de Zurique).

O projeto SCAVENGE pretende dar resposta a estes desafios, com a criação de equipamentos com ‘design, protocolos, arquiteturas e algoritmos sustentáveis’.

Não obstante, importa salientar que a chegada do 5G não obriga ao desligamento das redes anteriores, que continuarão a ser utilizadas, quer para apoiar a tecnologia 5G, como para outras finalidades.

Leia também: Que tipos de infraestruturas serão utilizadas pelo 5G?

Efeitos indiretos

Resultam da aplicação desta geração móvel em áreas específicas, permitindo uma gestão mais inteligente de recursos e uma maior otimização de métodos de trabalho, nomeadamente através de sinergias e de monitorização mais alargada.

Algumas das áreas em que é esperado que os efeitos indiretos se verifiquem em termos ambientais são:

Nas florestas, com a disseminação de sensores que permitem ter acesso em tempo real a diferentes parâmetros ambientais, melhorando a manutenção e preservação das florestas e animais que nestas habitam e melhorando substancialmente a vigilância e a deteção de incêndios, caso estes ocorram.

Na pecuária, pode ajudar a diminuir a taxa de mortalidade dos animais, com a utilização de diferentes tipos de sensores que permitem uma automatização da monitorização da temperatura, qualidade do ar e alimentação dos mesmos, avaliação da sua saúde e em alguns casos a localização exata dos animais.

Na agricultura, com a “agricultura mais inteligente”, na qual a gestão dos terrenos agrícolas será realizada em tempo real, conhecendo-se em cada momento o estado da qualidade dos solos e as suas necessidades em termos de nutrientes e água, entre outros aspetos. Desta forma reduz o número de produtos que perecem devido a uma má gestão dos recursos.

A agricultura mais inteligente está também associada a uma diminuição da utilização de fertilizantes químicos, com impacto substancial no meio ambiente, nomeadamente através da redução da contaminação das reservas de águas, rios e oceanos. Leia também: 5G em ação – agropecuária

Na gestão de recursos hídricos, ao permitir a interoperabilidade entre todos os constituintes do sistema de abastecimento de água potável às populações e indústrias, desde a captação até ao contador, incluindo o seu tratamento, armazenamento e distribuição. Proporcionará uma gestão holística do sistema, contribuindo para uma eficiência hídrica e energética de forma segura e exata.

Em soluções de saneamento e águas residuais, com a interoperabilidade exata entre estações de tratamento de águas residuais (ETAR) e as estações elevatórias que lhes estão afetas. Desta forma é possível operar e gerir o sistema como uma única entidade, garantindo uma eficiente preservação ambiental.

Na indústria, com a implementação de soluções dedicadas à logística e redes de transportes mais eficientes em termos energéticos. A este propósito destacam-se a otimização de soluções de logística a montante e a jusante, das atividades industriais, permitindo a escolha da forma mais económica de receber matérias primas e mais eficaz de escoar a produção.

Com o 5G, a conectividade pode ser associada aos produtos a entregar, mas também aos pontos por onde estes passam (estradas, caminhos de ferro, portos, terminais de carga ou quaisquer outros marcos que sejam de interesse assinalar), ou aos meios que levam o produto (veículos com condutor ou autónomos, por terra, ar ou água) e ao controlo que se pode desejar ter das cadeias de produção e distribuição. Espera-se que venham a ser desenvolvidos novos modelos de negócio com claros benefícios económicos e desejavelmente também ambientais. Leia também: 5G em ação – indústria

Nas cidades: o 5G permitirá transportar/escoar a informação enviada por uma maior densidade de sensores relativamente ao permitido pelas gerações móveis anteriores, ou outras tecnologias atualmente em uso, possibilitando a monitorização ambiental de forma permanente e mais abrangente das cidades, em tempo real, e com impacto na qualidade de vida dos cidadãos e no ambiente. A título de exemplo, será possível em tempo real, adaptar a iluminação das cidades à circulação de pessoas e veículos, monitorizar a qualidade do ar, otimizar o tráfego automóvel e desenvolver melhores soluções de saneamento e de gestão das águas residuais, bem como das águas pluviais, na gestão dos edifícios. Leia também: 5G em ação – cidades inteligentes

Na gestão das redes de energia, a capacidade que a tecnologia 5G adiciona de monitorizar a rede nos diversos pontos críticos e responder rapidamente às necessidades dos consumidores, podem fazer a diferença na promoção de um consumo responsável. Do lado dos consumidores, o 5G poderá promover a poupança com a vulgarização de edifícios e eletrodomésticos inteligentes. Leia também: 5G em ação – energia

Segundo a página da CE sobre resíduos resultantes de equipamentos elétricos e eletrónicos, este tipo de equipamentos utiliza componentes e materiais considerados escassos (caso do ouro e do lítio) e componentes potencialmente perigosos, pelo que devem ser geridos adequadamente para evitar causar graves problemas ambientais e de saúde. Por outro lado, dados do Eurostat referem que em 2018 os resíduos associados a esta categoria de produtos ascendeu aos 4,8 biliões de toneladas, um aumento de 36% face a 2011 (3,5 biliões de toneladas).

Neste contexto, nunca é demais salientar a importância de promover uma produção sustentável, assim como recolher e reciclar os produtos que venham a ser produzidos e utilizados no contexto do 5G nas diferentes áreas da sociedade, contribuindo para uma economia circular e sustentável a longo prazo.

De notar ainda que, as comunicações para as áreas atrás descritas, já existem utilizando diferentes tecnologias móveis ou fixas. No entanto, prevê-se que o 5G venha permitir potenciar o uso dos diferentes sistemas. Dada a sua muito elevada capacidade, permitirá a densificação dos vários objetos necessários e a interconexão de tudo com tudo.

Normas internacionais

A UIT inclui um grupo de trabalho para o tema do ambiente e da economia circular (grupo de trabalho 5 da ITU-T) que, entre outros, tem como objetivo estudar metodologias de avaliação dos efeitos das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) nas alterações climáticas e publicar diretrizes para a utilização das TIC de forma ecológica.

Este grupo reconhece que o 5G, em conjunto com a IoT, blockchain, cloud computing, realidade virtual e aumentada, entre outras tecnologias emergentes, são importantes na criação de soluções que permitam enfrentar alguns dos desafios globais como as alterações climáticas e tem vindo a desenvolver esforços para aprovar normas que permitam apoiar:

1. soluções sustentáveis de alimentação de energia para o 5G;
2. centros de dados energeticamente eficientes; e
3. gestão inteligente de energia para as estações de base de telecomunicações.

Para além do trabalho desenvolvido ao nível das futuras normas supramencionadas, a UIT também publica documentos com os requisitos ambientais para a implementação do 5G e relatórios sobre o tema do ambiente e das alterações climáticas, entre os quais se destaca o relatório “Frontier technologies to protect the environment and tackle climate change“, realizado com a colaboração de outras entidades das Nações Unidas.

Estudos e vídeos

Estudos

novembro de 2021

Documento Conectividade e alterações climáticas, da Ericsson. Avalia de que forma a digitalização e a conectividade usando o 5G permitirão combater as alterações climáticas.

novembro de 2020

Estudo Net-Zero Europe, da McKinsey. Inclui alternativas para a descarbonização e suas implicações económicas.

novembro de 2020

Estudo Tecnologias e políticas de computação em nuvem com eficiência energética para um mercado em nuvem ecológico, financiado pela Comissão Europeia. Aborda o crescimento exponencial do consumo de energia na Europa, devido à expansão dos serviços em nuvem.

outubro de 2020

Estudo Redes móveis de próxima geração: problema ou oportunidade para proteção climática?, da Universidade de Zurich e da EMPA. Avalia o efeito líquido das emissões de gás de estufa provocado pela implementação da tecnologia 5G.

agosto de 2020

Documento 5G Green – estratégias para poupar energia, do IDATE. Inclui as preocupações ambientais associadas ao 5G e um conjunto de estratégias para reduzir e otimizar o consumo energético por parte desta geração móvel.

março de 2020

Estudo Quebrando a curva de energia: uma abordagem inovadora para reduzir o uso de energia da rede móvel, da Ericsson aborda a forma como a tecnologia 5G pode ser implementada, para evitar um aumento de energia muito acentuado, caso o 5G fosse implementado da mesma forma que o 3G e o 4G.

março de 2020

Recomendação L.1470: Trajetórias de emissões de gases de efeito estufa para o setor de tecnologia da informação e comunicação compatível com o Acordo de Paris da UNFCCC, da UIT.

2020

Estudo O efeito de capacitação da GSMA e do “Carbon Trust”. Quantifica o impacto das comunicações móveis nas emissões globais de carbono e inclui casos práticos, de acordo com os desenvolvimentos tecnológicos expectáveis.

2020

Estudo Acelarar o 5G no Canadá – O papel do 5G na luta contra as alterações climatéricas da Accenture. Quantifica o impacto das comunicações móveis nas emissões globais de carbono do país até a 2025.

12 de dezembro de 2015

O Acordo de Paris é o compromisso a nível mundial para responder às ameaças das alterações climáticas, com particular ênfase na subida do nível global de temperatura.

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