Refrigeración Sectores de la industria

Diseño 3D para centros de datos

Ante el crecimiento de los data centers, el diseño climático de sus espacios basado en el modelado 3D es ideal para evitar futuros problemas. La hibridación de los sistemas de refrigeración y una adecuada distribución de tuberías son la solución

Sergio Ramírez

De acuerdo con analistas de Gartner, empresa consultora y de investigación de las Tecnologías de la Información (TI), en el último lustro se ha registrado un crecimiento de casi 10 centros de datos en México al año. Además, según información del centro de datos Cloud Magna, la operación de un centro de 35 metros cuadrados tendría un costo superior a los 10 millones de pesos en cuatro años. El crecimiento de esta infraestructura es reflejo de la importancia que tiene para las telecomunicaciones modernas, al tiempo que los futuros despliegues de machine learning y de aplicaciones de Realidad Virtual (RV) y Realidad Aumentada (RA) causarán que el costo de su operación crezca en la misma medida.

No sólo la dependencia en ellos explica los elevados costos del espacio que ocupan y el de su funcionamiento, también hay que tomar en cuenta la dimensión de las pérdidas que una compañía podría enfrentar ante la caída de un centro de datos, las cuales pueden ser superiores a los 20 millones de dólares. Ante este contexto, es importante conocer las soluciones que existen para optimizar el espacio y proteger la inversión en equipo, especialmente pensando en riesgos como incendios, así como en la expansión natural que experimentarán los data centers en el mediano plazo.

Se avecinan tormentas, ¿qué se debe hacer?
Hace años que los expertos en clima predijeron un cambio en los patrones climatológicos, produciendo consigo retos para el futuro. Ahora, en medio de una temporada con un número récord de tormentas, empezamos a prestar atención a los avisos de los especialistas. Del mismo modo, ingenieros en computación han predicho tormentas de mayor densidad en los centros de datos, y parece que la tempestad se acerca más rápido de lo que pensábamos.

En los data centers, las aplicaciones de alta densidad no son algo nuevo; desde hace años, se cuenta con supercomputadoras refrigeradas con líquidos. Sin embargo, en las últimas dos décadas se ha observado un aumento en las densidades de potencia del rack, los cuales han registrado puntos calientes ocasionales de servidores blade o de infraestructura TI de mayor potencia.

Tan sólo en 2017, los climatólogos de los centros de datos señalaron que el clima de la densidad de potencia puede estar cambiando, considerando que nuevas tecnologías avanzan, con modelos comerciales que incorporan Inteligencia Artificial (IA) y requerimientos de funcionamiento para supercomputadoras cada vez más demandantes que necesitan racks de ultra alta densidad.

Si bien los operadores de centros de datos consideran en su estrategia de mitigación de riesgos la selección de la ubicación y contar con sistemas redundantes para la alimentación energética y la seguridad, ¿también incluye planeación y adaptabilidad para lo que está por venir?

A continuación, presentamos dos formas de proteger un centro de datos hacia el futuro, garantizando que la infraestructura TI y el espacio que ocupa puedan adaptarse y cambiar con el tiempo para satisfacer las necesidades que conlleva la evolución del negocio, incluso en un entorno que cambia tan rápido como el clima.

BIM ahora y en el futuro
Las herramientas de diseño habilitan nuevas y atrevidas estructuras. El modelado en 3D, con un fuerte crecimiento a través de apps, puede apoyar con decisiones sobre construcción mejor informadas, materiales y canales de suministro. Building Information Modeling (BIM) es una metodología que integra a los equipos de diseño, ingenierías y desarrolladores con la finalidad de ser más eficientes en tiempos y reducir los desperdicios en un proyecto. Una de las ventajas que ofrece es el ahorro. Por ejemplo, en Inglaterra el uso de BIM ha generado ahorros de más de 2 mil 135 millones de dólares al año en proyectos de construcción.

Al incorporar BIM en los diseños y en la estrategia de construcción desde el inicio para nuevos proyectos, los dueños de centros de datos tienen acceso a una imagen virtual del edificio antes de que comience su construcción y también después de que se ponga la última piedra. Puede ser un proceso que tome tiempo, al tener que reunir todos los datos necesarios para completar el contenido, pero al final, es recompensado con un modelo rico en datos que provee gran cantidad de información sobre estimaciones, órdenes, construcción y mantenimiento; con lo que se puede preparar al edificio para una expansión futura. El beneficio de tener el edificio en la palma de la mano y en el largo plazo es que un propietario puede simular futuras adaptaciones a la construcción, identificar desastres potenciales antes de que el trabajo comience a realizarse; o ubicar un lugar para colocar nuevo equipo. Cuando cada minuto cuenta, no se puede permitir perder tiempo solucionando problemas con tuberías en el campo de trabajo.

CPU que se enfría con nitrógeno líquido

Adaptación a las altas temperaturas
Hoy en día, los centros de datos son calientes, pero la temperatura está subiendo aún más. De hecho, una carga de 10 KW de TI produce un calor semejante al de una parrilla de barbacoa. La mayor parte de los data centers operan de forma eficiente con cargas menores a 10KW, usando un refrigerador de aire. Sin embargo, hay indicadores de que el crecimiento exponencial del almacenamiento y procesamiento de datos producido por aplicaciones como la IA, servidores de nube y aprendizaje de máquinas, afectará algunos centros de datos, pero resulta difícil predecir a cuáles, dado que nuevas aplicaciones de negocio están emergiendo dentro de las prácticas tradicionales de la industria.

Aplicaciones como super computing se benefician de hardware compacto y denso, que usa entre 40 y 80KW por rack. Estas densidades de elevadísima temperatura requieren líquido para transferir el calor eficientemente al exterior del edificio. Los dueños que esperan que sus edificios sobrevivan en el futuro deben considerar adaptarse a modelos híbridos de refrigeración (enfriamiento a base de líquido y aire). La habilidad para adaptarse y añadir modelos híbridos de refrigeración puede definir el éxito del plan de negocio de los centros de datos para capear tormentas de diversidad de densidades en el futuro cercano.

Planear con antelación y hacer provisiones para modelos híbridos de refrigeración y la habilidad para añadir la distribución de líquidos no tiene por qué ser una tarea compleja o costosa. La llave para el éxito será el uso de soluciones de tubería que sean adaptables, escalables y fáciles de alinear.

Los procedimientos de unión de tuberías mecánicas ranuradas son el método preferible para hacer las uniones para centros de datos escalables y adaptables, pues la instalación y expansión de los mismos puede hacerse de forma segura, rápida y sin interrupciones, además de eliminar los riesgos medioambientales, de salud y de incendio asociados a otros métodos, como la soldadura. Los problemas de alineación, que pueden ser un gran problema, son simplificados por estas tecnologías de soluciones ranuradas.

Los procedimientos de unión de tuberías mecánicas ranuradas son el método preferible para hacer las uniones para centros de datos escalables y adaptables

Listos para equipos de misión crítica
No todos los fabricantes de productos ranurados son iguales. Antes de tomar una decisión, hay que estar seguro de que se está eligiendo una solución lista para operar en misión crítica y que aporte confianza en la construcción. Con buena planeación, hay opciones de distribución de refrigeración que están preparadas para operar en misión crítica a la vez que son adaptables.

Del mismo modo, no todos los productores suministran un contenido rico en datos o las herramientas para maximizar el valor que BIM aporta a un proyecto. La información que se puede sacar sólo será tan buena como la que se aportó con anterioridad.

Ya sea que se esté expulsando agua de una inundación o manteniendo equipo de vital importancia bien refrigerado, lo más importante es la mitigación de riesgos, así como incorporar sistemas de refrigeración adaptables. Si bien la aplicación de BIM en un proyecto no va a garantizar que una planta esté completamente a prueba de riesgos, sí ayudará a ir poniéndolo a prueba en el futuro de forma constante.

Enfriamiento líquido
También conocida como watercooling, la refrigeración líquida es una técnica empleada para extraer el calor de los componentes de un data center, sin recurrir a ventiladores o disipadores de calor. Este método consta de varios componentes para su funcionamiento: bomba, radiador, tubería, y utiliza fluidos específicos que pueden ir desde H20 hasta nitrógeno, e incluso una mezcla de compuestos.

Sergio Ramírez
Ingeniero especialista en HVAC, Revit y software 3D con más de cinco años de experiencia en el ramo y tres años con Victaulic. Actualmente, se desempeña como líder en soluciones de uniones de tubería para el noreste del país, siendo su especialidad el balanceo hidrónico.

Comentarios

Deja un comentario

Or

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Scroll to top
error: Content is protected !!