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Información crítica, enfriamiento controlado

El Alestra Green Data Center de AXTEL, ubicado en Querétaro, es un lugar que alberga 10 petabytes de información. Por ello, requiere las mejores estrategias de climatización para  mantener una operación eficiente y la información de sus clientes segura

Danahé San Juan / Fotografías: cortesía de AXTEL

La industria de los centros de datos ha experimentado un auge en todo el mundo, con la llegada de la nube, el Big Data, el Internet de las Cosas (IoT) y la automatización. En el caso de México, José Luis Friebel, director general de Datacenter Dynamics para España y Latinoamérica, afirma que es el segundo mercado a nivel Latinoamérica, en términos de superficie, mientras que ocupa el primero en inversión para este tipo de infraestructura.

Sin embargo, la demanda de conectividad obligará a que las conexiones inalámbricas aumenten y sean más eficientes. De ahí que el Alestra Green Data Center Querétaro trabaje con las últimas innovaciones tecnológicas de refrigeración para brindar el mejor servicio. Para conocer más a fondo sobre el tema, Mundo HVAC&R realizó un recorrido por las instalaciones, en compañía de Amet Novillo, director de Operaciones de Ingeniería de AXTEL, y Gerardo Bautista, jefe de infraestructura de los data centers de Querétaro.

Amet Novillo explica que todas las empresas están basando su negocio en el IoT, por lo que la disponibilidad de sus datos y servicios debe estar activa siempre. “La industria crece por las necesidades del mercado, ya que éste exige espacios de esta clase, con alta disponibilidad. Nuestro gran reto es proveer energías más eficientes, amigables con el medioambiente y autosustentables”.

Por su parte, Gerardo Bautista afirma que cada vez habrá más manejo de información y energía, pero “la diferencia estará en la climatización, con equipos más eficientes y mayor control”.

Enfriamiento de avanzada
El centro de datos AXTEL está compuesto por dos grandes edificios: uno para oficinas y otro destinado para la instalación del data center. El lugar cuenta con ocho salas activas y cinco salas adicionales que están en crecimiento. Éstas varían de tamaño y capacidad; además de que algunas tienen jaulas a petición de los clientes que solicitan espacios cerrados. El lugar está habilitado para albergar 3 mil 600 metros cuadrados de piso blanco para venta, aunque en la actualidad esta estructura mecánica ocupa sólo 600 metros cuadrados. La parte electrónica se localiza en el sótano, donde se encuentran los dispositivos que soportan toda la operación.

El sistema de enfriamiento en las salas se encuentra distribuido en el piso en dos pasillos, desde donde se inyecta el aire hacia abajo para después retornarlo hacía arriba. Algunas de las máquinas y racks tienen una chimenea, la cual sirve para retornar el aire, pero la existencia de ésta depende de las necesidades de los clientes. Esto se debe a que los racks no son iguales; algunos expulsan el aire hacia atrás y otros permiten hacerlo hacia arriba, como un extractor.

La infraestructura que garantiza niveles adecuados de temperatura está conformada por:

  • Chillers para el enfriamiento de agua
  • 108 manejadoras de aire de 30 toneladas de refrigeración
  • Chillers eléctricos

El sistema de enfriamiento no está activo al 100 por ciento, debido a que también hay componentes que funcionan como respaldo por si llegaran a necesitarse.

Según el director de Operaciones de Ingeniería de AXTEL, la estrategia para el servicio de climatización se desarrolló tomando en consideración los requerimientos del cliente: “el diseño que tenemos es para pisos fríos y calientes, sin confinar, y vamos habilitando la infraestructura de acuerdo con el uso que se le esté dando al data center, el cual brinda servicio a todos los clientes AXTEL. Tenemos clientes desde un servidor, una unidad de rack muy pequeña, hasta los que nos piden salas completas. La cantidad es muy variada. En una aplicación tenemos 3 mil 600 clientes, pero es una aplicación que cabe en un servidor”.

El principal reto de este proyecto fue el diseño de espacios. “Podríamos tener la mayor cantidad de racks, entonces se necesitó del diseño óptimo para que tuvieran el enfriamiento que soportara una densidad grande de servidores. También lo fue la forma en la que se tuvo que diseñar el sistema de refrigeración para no tener problemas de calentamiento, por la gran cantidad de servidores. Esto nos obliga a buscar constantemente la forma de ser más eficientes”, explica el director Amet Novillo.

Controlando el calor
Otro de los desafíos es el control de los niveles de temperatura, ya que la demanda de cada sala es diferente. Los rangos de calor deben variar y adaptarse a las necesidades del cliente. A pesar de esto se maneja un rango estándar basado en la norma de la International Computer Room Experts Association (ICREA). El setpoint, explica Gerardo Bautista, es de 25 grados Celsius en los pasillos fríos. Eso brinda eficiencia para no tener demasiados equipos encendidos y que trabajen correctamente.

Para este centro de datos, se instalaron equipos de expansión directa. Ocupa un refrigerante ecológico que brinda eficiencia energética: el R-137. Cada una de las máquinas tiene cuatro compresores, los cuales se encienden por etapas, dependiendo la zona y la temperatura de retorno. “Nos basamos en el equipo que está en red y por zonas, para que trabajen los mínimos compresores necesarios, a fin de mantener la temperatura”, afirma el jefe de Infraestructura.

Bautista detalla que se eligió este sistema de climatización por los niveles de eficiencia que ofrece, además de que les permite ser modulares. “La necesidad de otros clientes también requiere jaulas de seguridad. Entonces, este sistema de enfriamiento nos permite ser más flexibles en respuesta a sus necesidades y con mayor eficiencia”.

El control y monitoreo se realiza por medio de una plataforma de gestión automatizada a la que se conectan cada una de las máquinas, las 24 horas del día, durante todo el año. Esto para verificar y ajustar la temperatura de inyección y de retorno, así como la eficiencia de las máquinas. Como se mencionó con anterioridad, las salas manejan diferentes sistemas de refrigeración, por lo que algunas operan con expansión directa, otras con agua helada y algunas más mediante chillers eléctricos.

Hay salas que cuentan con los tres niveles de redundancia en enfriamiento: absorción, eléctrico y expansión directa; motivo por el cual la ICREA le otorgó el reconocimiento “Best Data Center”, debido a la robustez de su infraestructura, así como a la aplicación de las mejores prácticas en energía y enfriamiento.

El consumo energético se abastece con ayuda de dos generadores de 2 MW por sala, los cuales soportan toda la carga eléctrica de un área de 600 metros cuadrados. Éstos también soportan las máquinas de frío, en caso de que ocurriera alguna falla en la Comisión Federal de Electricidad (CFE), el principal proveedor de energía. El otro es el sistema de cogeneración que lo distingue del resto de los data centers, en términos de cuidado ambiental y generación de energía.

Equipamiento
Los equipos encargados del acondicionamiento cumplen con especificaciones de densidad muy puntuales. Si es para piso frío, depende mucho de diferentes factores:

  • El setpoint
  • Tipo de redundancia
  • Secuencia de encendido de compresores
  • Forma de retorno del aire
  • Medición
  • Automatización
  • Integración del sistema con compuertas eléctricas

Por ello, se realiza una evaluación de los equipos que podrían cubrir las necesidades de refrigeración, la cual dura aproximadamente dos meses. Al finalizar, deben cumplir con:

  • Eficiencia energética
  • Cantidad de calor que pueden retirar (latente o sensible)
  • Capacidad para trabajar en red
  • Capacidad de enfriamiento y precisión

Gerardo Bautista puntualiza que “todos los equipos son duales para trabajar con el agua helada y la expansión directa en una sola unidad, lo que implica una ventaja en cuestiones de espacio”.

Mantenimiento
El centro de datos de AXTEL cuenta con un programa anual de mantenimiento para las cuestiones básicas, que contempla las recomendaciones de los fabricantes, la experiencia de la empresa, la praxis de los proveedores y el cumplimiento de las frecuencias que marca la norma ICREA. “Asimismo, generamos pruebas estáticas y dinámicas para asegurar que los equipos siempre sean confiables y estén disponibles para la operación. Cada inicio de año realizamos ese calendario de actividades y tenemos un 99 por ciento de cumplimiento”, detalla Bautista. El porcentaje restante responde a las limitaciones de los clientes, al no contar con la capacidad de intervenir los equipos por sus propias actividades.

Además, se efectúan mantenimientos concurrentes, es decir, intervenciones que no afectan la operación de los equipos. Éstos consisten en que cada una de las salas tiene uno o dos equipos adicionales de respaldo, en caso de que alguno falle, por lo que es posible encender el de respaldo y apagar el equipo a intervenir para brindarle mantenimiento. Éste abarca aspectos como:

  • Toma de parámetros para visualizar si hay algún componente que vaya a fallar
  • Pruebas de operación de los equipos solos para conocer cómo operan y, posteriormente, saber si logran la temperatura deseada en grupo
  • Pruebas de aceite
  • Pruebas de las temperaturas del agua
  • Pruebas de calidad de agua
  • Pruebas de los modificadores
  • Pruebas de la cantidad de flujo de aire
  • Pruebas del retorno de aire

Todo esto se arma para garantizar que las condiciones ambientales sean las adecuadas y es efectuado por una plantilla de 23 ingenieros base, quienes realizan los recorridos, las supervisiones y los cuidados básicos. Los mantenimientos mayores se realizan de manera semestral o anual, y son ejecutados por los proveedores externos, pero con la supervisión del staff.

Sistema contra incendios
Actualmente, se ocupa un equipo de supresión de incendios que funciona con hidrógeno y nitrógeno. En caso de que llegara a presentarse la necesidad de ocuparlo, primero se cierran las compuertas de climatización para que la sala permanezca hermética y se pueda descargar el gas que elimina el oxígeno y mitiga el incendio. En cuanto a la extracción de aire, el centro de datos posee dos extractores independientes por sala.

Consumo energético
El sistema de cogeneración del Alestra Green Data Center está interconectado directamente con el sistema de enfriamiento, para convertir el calor emitido por la planta en agua helada a través de un proceso térmico. Su objetivo es abastecer el área de enfriamiento que ocupa, aproximadamente, 30 litros de agua.

El calor generado por el escape se ocupa en el chiller de absorción, lo cual permite que los chillers eléctricos funcionen como equipos de respaldo. Para brindar la energía necesaria, dentro del data center se maneja corriente alterna, por lo que también se cuenta con 13 plantas de emergencia, 1 mil 400 bancos de baterías, aproximadamente, así como un sistema de respaldo que siempre está activo, aun si hay transferencias de energía. “Los chillers eléctricos ayudan mucho, aunque estén apagados, porque siempre están listos para funcionar en automático cuando se requieran. Si las salas que no tienen chillers eléctricos empiezan a operar con expansión directa; los compresores se encienden y comienzan a trabajar”, indica Amet Novillo.

Durante el recorrido también se explicó que existen dos motores funcionando al 100 por ciento, las 24 horas del día, para reducir el consumo de electricidad de la CFE. Lo anterior se puede lograr gracias a que generan energía que abastece a todo el centro de datos; mientras que el humo o los gases calientes de la planta se tratan con un proceso químico que hace que se enfríe el agua. Finalmente, ésta se aprovecha en el sistema de agua helada, con lo cual se evita que los chillers eléctricos estén encendidos. El resultado final de estas acciones va más allá de la operatividad: uso eficiente y sustentable de la energía para la climatización.

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