El peor enemigo de los equipos informáticos es el calor, un elemento que además limita su rendimiento y vida útil, por lo que el sistema de enfriamiento es una pieza clave para el óptimo funcionamiento de los servidores alojados en los centros de datos. Teniendo en cuenta que estas infraestructuras albergan información esencial para dar continuidad a la actividad de millones de compañías y la economía digital en general, la correcta gestión del aire, la temperatura y la humedad requieren especial atención para garantizar su operación y disponibilidad.

Cada Data Center es un mundo y tiene unas especificaciones propias de distribución, arquitectura o capacidad, entre otros, y consiguientemente, necesidades diferentes a las que dará respuesta un sistema de cooling distinto. Free cooling, aire acondicionado, refrigeración líquida, por inmersión, por evaporación, directa al chip o diseño de pasillos fríos y calientes son algunos de los métodos empleados para enfriar estas instalaciones. Sin embargo, en esta elección también influirá el clima del lugar donde esté emplazado el Data Center, ya que, por ejemplo, ambientes más fríos pueden ayudar a reducir el coste al poderse utilizar el aire exterior para enfriarlo. En el marco del evento DCD>Keeping IT Cool, hacemos un recorrido por algunos países de la región para sumergirnos en sus sistemas de refrigeración.

BRASIL

El mercado latinoamericano de Data Centers está viviendo una rápida expansión, impulsada por el avance de la transformación digital y la mejora en las comunicaciones. Un momento que proveedores de centros de datos, interconexión e infraestructura están aprovechando para poner en marcha sus proyectos en la región y, en especial, ven un gran potencial para el desarrollo de nuevos centros de datos en Brasil.

Si ponemos el foco en los tipos de refrigeración más habituales en los Data Centers del país más grande de América Latina, lo más común es utilizar sistemas de expansión directa como enfriadoras con bombas de agua fría primarias y secundarias, según cuenta a DCD Stefan Peralta, Data Center Manager de Scala Data Centers. Aclara que estas enfriadoras pueden ser de condensación del refrigerador o con torres de enfriamiento. Además de este sistema, también existe la opción de la condensación del refrigerador seco.

“El uso de sistemas de agua fría de expansión indirecta en grandes centros de datos es más ventajoso, debido a la robustez, el coste energético y el mantenimiento más optimizado”, explica Peralta. Mientras que en los sistemas de expansión directa, argumenta que “los puntos de fallo estarán distribuidos, con lo que en este caso el riesgo de rotura se vería incrementado, junto con el consumo energético, pero el coste inicial de implantación es menor, y el escalado es más gradual”.

A la hora de optar por un sistema de cooling u otro, las condiciones climatológicas del país también influyen. Stefan Peralta explica que “no solo la alta temperatura, sino también los índices inestables de humedad relativa impactan fuertemente en el rendimiento de los centros de datos, más aún cuando se asocian con altos índices de salinización del aire debido al posicionamiento de los centros de datos en las regiones costeras del noreste de Brasil”. Sin embargo, agrega que estas variables son fáciles de mitigar, mientras que la baja calidad y los altos costos de la energía eléctrica son factores más relevantes y difíciles de paliar para el establecimiento de la operación de un centro de datos en todo el territorio brasileño.

A modo de ejemplo, Stefan nos cuenta que en los centros de datos de Scala Data Centers disponen de gran variedad de estrategias de cooling, que incluyen sistemas de expansión directa con unidades enfriadoras de líquido de condensación por agua y aire, intercambiadores de calor de fan coil o canales calientes confinados para aumentar la eficiencia. En ambos casos están equipados con un sistema de utilización y optimización del rendimiento, que busca trabajar en los puntos óptimos del sistema de refrigeración para reducir el consumo de energía eléctrica. Los nuevos proyectos también contemplan el uso del free cooling y de enfriadores con sistema adiabático.

CHILE

Continuando el viaje del cooling por Latinoamérica, nos detenemos en Chile, un país con unas condiciones climáticas muy variadas, que van desde el frío antártico al clima desértico. Enrique Araya, Analista de refrigeración PL1 de Ascenty Chile, nos explica que este aspecto meteorológico repercute en sus sistemas de refrigeración de la siguiente manera: “Lo bueno es que gran parte del año se puede utilizar los sistemas Free-cooling, ya que las condiciones ambientales son favorables, lo malo es que estos ambientes fríos y húmedos provocan bastante corrosión y desgaste de material. Es por este motivo que el equipamiento debe ser acondicionado a este tipo de climas, con equipos anticorrosión, filtros de aire de mejor calidad y, por supuesto, todo se basa en un buen mantenimiento con empresas certificadas”.

Como el objetivo es aprovechar las bondades del medio ambiente, Enrique Araya comenta que la gran mayoría de los Data Centers certificados que tiene Ascenty en Chile están posicionados en zonas más húmedas y frías como son Quilicura – Paine – Lampa y Pudahuel.

En este sentido, el tipo de refrigeración empleada en las infraestructuras del país también depende de cómo sea el Data Center y cuál sea su tamaño. Sixto Piris, Jefe Data Center de IFX Networks Chile cuenta que en su Data Center de Chile, por ejemplo, “de 70 Racks y 150 Kva de capacidad en carga TI, contamos con Aires Acondicionados de Precisión de Expansión Directa”, explica Piris. A lo anterior agrega que en sus centros de datos del país utilizan dos equipamientos de precisión en escenario normal y para los casos en los que falle alguno de estos principales, disponen de aire acondicionado de confort con sistema de encendido autónomo, según las condiciones de temperatura de la sala blanca.

Sixto Piris, Jefe Data Center de IFX Networks Chile

Para hacer más eficientes estos sistemas, Sixto Piris cuenta que los han optimizado instalando “blanking panels” en unidades de racks vacíos; han sellado con material ignífugo los orificios que tenía el piso técnico por donde se escapaba el aire; además de pensar en el confinamiento de pasillos.

“Distribuir el flujo de aire frío en forma homogénea a través de piso técnico es un gran desafío que repercute en el ahorro. Esto debido a que si en un punto la temperatura es alta, se debe realizar un set point bajo aunque en otras zonas de sala blanca la temperatura esté correcta”.

ARGENTINA

La próxima parada por este mapa del cooling la realizamos en Argentina, país ubicado en el extremo sur y sudeste de América del Sur. Desde el punto de vista de la refrigeración, Juan Farias, Data Center Manager de Nabiax Argentina, nos cuenta en una entrevista a DCD que, generalmente, en los centros de datos establecidos en este territorio se utilizan enfriadoras de líquido y en menor medida equipos de expansión directa, siendo este último método empleado en pequeñas salas de pocos metros cuadrados, dado que es fácil su instalación.

Pero, ¿cómo repercuten las condiciones climáticas de Argentina en los sistemas de cooling que se emplean? A modo de ejemplo, en el caso de la Ciudad autónoma de Buenos Aires donde Nabiax tiene Data Centers, Juan Farias cuenta que el aspecto negativo es la gran variabilidad de temperaturas, donde la amplitud entre una temperatura de verano versus una de invierno es elevada. Por ejemplo, indica que en verano se pueden tener temperaturas máximas de 40 grados y en invierno temperaturas menores a cero grados. “Estas temperaturas frías nos permiten en los meses del invierno utilizar el free cooling de los equipos de refrigeración. Lo que no solo nos permite ser eficientes, si no también contribuye a la reducción de CO2, objetivo al cual desde Nabiax estamos muy comprometidos”, apunta Juan Farias.

Juan Farias, Data Center Manager de Nabiax Argentina

“En nuestros Data Centers de Argentina el sistema de enfriamiento es por líquido y en pequeña relación tenemos expansión por aire. Un dato para destacar es que, hace un tiempo se tomó la decisión de instalar una enfriadora saliendo de los compresores habituales del mercado. Se trata de una enfriadora de líquido con compresores centrífugos con levitación magnética, que ha logrado una disminución del 40% en la utilización de energía lo que generó también un impacto positivo en la huella de carbono”, concluye el Data Center Manager de Nabiax Argentina.

PERÚ

Michael Pérez, ingeniero de Infraestructura y Data Center de Gtd Perú, por su parte, apunta a que dependiendo del tamaño del Data Center, tendremos sistemas de refrigeración por expansión directa para los pequeños y medianos e indirecta (agua helada /chiller) para las grandes edificaciones. “Para un Data Center de mayor magnitud un sistema por agua fría resulta ser más eficiente y simplifica los trabajos de mantenimiento en sala blanca. Sin embargo, implica mayor complejidad en el control y mantenimiento del Chiller. Los sistemas de expansión directa están limitados a la distancia entre las unidades condensadoras y evaporadoras, pero ocupan menor espacio si de pequeñas o medianas cargas se trata. En caso de falla de un Chiller, puede afectar una gran zona de refrigeración, por lo que los sistemas de contingencia son igual de grandes”, explica Pérez.

En los Data Centers de Gtd Perú, Michael Pérez nos explica que tienen como estándar el confinamiento de pasillo frío y caliente para una mayor eficiencia energética. Además, también utilizan sistemas de refrigeración con capacidad variable, que permite consumir la energía necesaria para una determinada carga.

La innovación y el cambio constante forman parte de la vida útil de los Data Centers, puesto que sus necesidades varían en función de sus densidades, requerimientos de eficiencia y fiabilidad, sustentabilidad o seguridad, entre otros. En este sentido, los centros de datos en Perú están en constante crecimiento y evolución y, como comenta Michael Pérez, “eventualmente se presentarán mayores innovaciones que permitan mejorar la eficiencia, teniendo en consideración nuestra realidad climatológica”.

VENEZUELA

Ahora nos desplazamos hasta Venezuela, situado en la parte septentrional de América del Sur. Al respecto de los tipos de cooling utilizados en el país, Nelson Alves, Gerente de Infraestructura CCS de Daycohost, expresa que disponen, particularmente en sus centros de datos, de sistemas de enfriamiento con unidades de precisión que controlan la humedad, el flujo de aire y temperatura por medio de equipos de expansión directa (en el site de Caracas) y agua helada (en el site de Valencia), para garantizar las condiciones óptimas de operatividad de los equipos electrónicos alojados en ellos. Los beneficios y los inconvenientes de emplear ambos sistemas son los siguientes:

Ventajas Expansión Directa:

• Permite el apagado, por separado de las unidades condensadoras para su mantenimiento ya sea preventivo o correctivo.
• Permite el seguimiento y control de los parámetros de temperatura y humedad de las zonas de acción de las unidades evaporadoras, respecto a los cambios climáticos.
• Es posible realizar la medición de consumo de las unidades condensadoras por separado de los CRAC.
• Su instalación en sitio, es ideal para zonas donde el espacio disponible para el sistema de condensación es escaso.

Ventajas Agua Helada:

• Permite el control de los parámetros de temperatura, humedad y presión de las unidades CRAH directamente desde el Chiller.
• Permite el enfriamiento de grandes superficies con una elevada eficiencia energética.
• Permite la regulación segura del sistema de bombeo de agua helada controlando la velocidad del flujo de agua

Desventajas Expansión Directa:

• Rapidez de obsolescencia de unidades CRAC, impidiendo la conexión entre equipos más modernos por medio de software.
• El Histórico de Fallas se debe realizar de manera manual.

Desventajas Agua Helada:

• La cantidad de agua usada en estos sistemas debe ser abundante y continua.
• Es necesario la limpieza de filtros del área de suministro de agua de manera constante.

En lo que atañe a las condiciones climáticas de Venezuela, Nelson Alves señala que sus Data Centers se encuentran en una zona tropical, por lo que los cambios de temperatura no son tan drásticos como en zonas templadas del planeta, a lo que se suma que la frecuencia de precipitaciones es apropiada para un flujo constante de agua. No obstante, en este país los niveles de humedad relativa son elevados y las temperaturas constantes están por encima de los 24ºC, lo que ocasiona el encendido continuo del sistema de enfriamiento.

ECUADOR

En los Data Centers de Ecuador, lo más común es utilizar sistemas de refrigeración por aire y generalmente a nivel de salas y algunos por filas o hileras, tal y como menciona Juan Carlos Logroño, Administrador Data Center de Corporación Nacional de Telecomunicaciones. De hecho, para utilizar uno u otro, se deben considerar variables tales como coste de energía, capacidad de los servidores, procesamiento o densidad, entre otros. “Pocos Data Center han incursionado en sistemas de refrigeración por agua”, afirma Logroño.

Si hablamos de condiciones climáticas, Juan Carlos Logroño afirma que cuentan con Data Centers en Quito y Guayaquil, situados en la región Sierra y en la Costa, respectivamente. Por un lado, en Quito el clima es seco, pero en invierno las lluvias vienen acompañadas de granizo. “Esto provoca cierta deformación en las aletas de los serpentines obstruyendo el paso del viento y poco a poco va bajando el rendimiento de equipo, entonces para evitar este problema se deben colocar protecciones para serpentines que, además de proteger, permite el paso del viento. Dadas las condiciones climáticas de la zona, se podría aprovechar diseños basados en free cooling que serían óptimos en ciertas horas del día”, expresa. Por otro lado, en Guayaquil, por lo general la temperatura es superior y tiene la particularidad de que la humedad en la costa influye en el consumo eléctrico. En ambos casos, la temperatura exterior repercute notablemente y cuanto más cálido sea el día, mayor será el consumo de energía para refrigerar.

“Un balance inadecuado de flujo de agua influye en el consumo eléctrico y repercute en las condiciones climáticas. Además, cuando el flujo de agua en las unidades de aire es mayor que el de diseño, la bomba consumirá más energía y además la temperatura de retorno será baja, lo que hace que los sistemas basados en Chiller trabajen en condiciones de baja eficiencia y mayor consumo de energía. A mayor bombeo, mayor fricción en las tuberías que aumenta la temperatura del agua”, dice Logroño.

La tendencia es el aumento de la densidad de potencia (KW) por rack y el desafío es la refrigeración con el menor PUE posible, para ello se debe pensar en:

• Equipos que incluyan sistemas free-cooling directo e indirecto
• En sistemas basados en Chiller de nueva generación con compresores centrífugos magnéticos

Para conocer mejor estos sistemas, también nos expone que en sus Data Centers poseen un sistema enfriado por agua fría a través de chillers que realizan un intercambio de calor por aire. Asimismo, cuentan con un método de Continuous Cooling con un tanque de termoacumulación con capacidad de almacenamiento de 75000 lt de agua fría, que brinda mayor fiabilidad en su operación.

“Adicionalmente, las manejadoras están seteadas según las recomendaciones del ASHRAE TC9.9 Environmental Classes, y la sala blanca posee contención de pasillos fríos para maximizar la eficiencia energética”, concluye.

PANAMÁ

Expansión directa es el tipo de refrigeración más empleado en los centros de datos de Panamá. Roberto Pereira, Gerente Senior de Centros de Datos e Infraestructura de Tigo Panamá, menciona a DCD que una de las razones de su uso extendido es que presenta un buen funcionamiento y es eficiente con cargas bajas, además de permitir aumentar la capacidad con relativa facilidad. “Se suma el hecho de que son unidades más compactas y económicas que permiten tener elementos de redundancia más sencillos que dan una buena disponibilidad”, explica Pereira.

Al preguntarle por las condiciones meteorológicas del país, describe que son muy particulares y hace que los sistemas de refrigeración tengan un diseño y preparación únicos. “La combinación de temperatura media alta junto a una humedad relativa alta hace que acondicionar el ambiente para equipos de cómputo sea un reto técnico y además costoso a nivel operativo”, agrega.

Lo mencionado anteriormente se traslada a sus Data Centers y describe que entre las técnicas de refrigeración que más utilizan están los sistemas de agua helada y de expansión directa, dependiendo, como siempre del tamaño del centro de datos. “En particular nuestro centro de datos de Clayton en Ciudad del Saber tiene una notable robustez y PUE de menos de 1.7 para un centro de datos de más de 550 gabinetes enfriado, principalmente, por unidades de agua helada”, finaliza Roberto Pereira.

MÉXICO

México representa otro polo de atracción de proyectos de Data Centers, junto a Brasil. Respecto a los tipos de sistemas de refrigeración más demandados por las empresas, Héctor Sánchez, Senior Manager, Facility Operations de Equinix, cuenta que en el caso de las grandes infraestructuras predominan más los sistemas de agua helada, es decir, enfriados por agua (sistemas de alta eficiencia eléctrica y requerimiento de grandes cantidades de agua) y por aire (sistemas de alta eficiencia eléctrica, pero por el contrario precisa poca agua). También se emplea el cooling adiabático, que necesita menos energía, pero sí mucha agua; el free cooling (tanto directo como indirecto) y la refrigeración líquida.

Mientras que, por su parte, los centros de datos de menor tamaño utilizan expansión directa (perimetral y enfriamiento en hilera), adiabático, freecooling (directo) y refrigeración líquida. Y si hablamos de los Data Center Edge, Héctor Sánchez explica que la expansión directa (en hilera, perimetral, wall mounted o enfriamiento líquido) es el método más común.

Los próximos pasos del cooling

Si miramos hacia los próximos años, los proyectos y soluciones que se desarrollan actualmente en Latinoamérica están encaminados en ofrecer un mayor rendimiento, confiabilidad y un menor consumo energético. También se dirigen a aprovechar en mayor medida las energías renovables para impactar lo menos posible en el medioambiente.

En opinión de Sixto Piris, Jefe Data Center de IFX Networks Chile, la facilidad de administración y las decisiones autónomas con inteligencia artificial considera que serán dos columnas vertebrales del desarrollo en la industria del cooling de Data Center.

Por su parte, Enrique Araya, Analista de refrigeración PL1 de Ascenty Chile, piensa que las nuevas tendencias se dirigen a trabajar con equipamiento TI capaz de soportar mayores temperaturas, que sean más eficientes y ocupen menos espacio. En este sentido, “el enfriamiento por inmersión es una muy buena alternativa”, dado que permite ahorrar energía, alcanzar un PUE más eficiente y, de igual forma, “las energías renovables jugarán un papel importante en los nuevos equipamientos no solo para cooling si no que a todos los sistemas que convergen en el funcionamiento de un Data Center”.

En línea con las ideas anteriores, Juan Farias, Data Center Manager de Nabiax Argentina, valora que “los equipos de cooling seguirán su evolución, pero la automatización y el aprendizaje autónomo será la clave en el futuro para poder enfriar a un nivel de desagregación tal que cada equipamiento IT demandará un cooling personalizado”.

La tecnología está en constante evolución y los dispositivos cada vez consumen y disipan menos calor, por lo que el objetivo de muchas compañías es caminar hacia el free cooling. Sin embargo, Michael Pérez, ingeniero de Infraestructura y Data Center de Gtd Perú, introduce otro elemento: “El cambio climático podría ser un factor opositor a esta proyección, por lo que se debe explorar nuevas fuentes de energía para su compensación”.

Por su parte, Roberto Pereira, Gerente Senior de Centros de Datos e Infraestructura de Tigo Panamá, añade que entre los avances más significativos está acercar las unidades de enfriamiento a los elementos de generación de calor. “Las unidades Inrow veo que han venido a atender una necesidad nueva en los centros de datos ya construidos, que es la habilidad de acomodar cargas de alta densidad en los gabinetes”.

Finalmente, Juan Carlos Logroño, Administrador Data Center de Corporación Nacional de Telecomunicaciones, indica que, al tiempo que el mercado lo exige y se incrementa la densidad de potencia por rack, la tecnología de cooling debe ir al mismo ritmo, para lo que enumera que se está pensando en:

• Tecnologías de enfriamiento adiabático en los equipos mecánicos
• Intercambiadores de calor por placas, que son fiables y eficientes, con larga vida útil, que reduzca la huella ambiental y el consumo eléctrico.
• Implementar pasillos fríos contenidos, para lograr mayor eficiencia.
• Y pensar en equipos de mayor eficiencia basados en sistemas con free-cooling y con tecnologías inverter