La puesta en servicio de un centro de datos es un proceso crítico que garantiza el correcto funcionamiento de todos los sistemas, antes de su entrega al cliente y posterior operación del centro. Dentro de este proceso, las pruebas de nivel 4 y 5, previstas en el plan de commissioning, juegan un papel clave para evaluar el rendimiento y la integración de la infraestructura bajo condiciones reales de operación.

Uno de los ensayos fundamentales en esta fase de validación son las pruebas de carga térmica, diseñadas para simular el estrés térmico que un centro de datos experimentará durante su operación, tanto a carga parcial como a plena capacidad. Este procedimiento permite verificar que los sistemas de refrigeración sean capaces de disipar el calor generado por los equipos, garantizando así una temperatura óptima para un funcionamiento continuo y seguro.

Para llevar a cabo esta prueba, se instalan bancos de carga térmica o emuladores que generan calor de forma artificial, reproduciendo las condiciones térmicas que producirían los servidores en operación.

Un aspecto crucial de estos ensayos es la implantación de cerramientos provisionales que simulen el confinamiento de pasillos definido en el diseño de la sala IT. Estos cerramientos, en combinación con los calefactores, permiten recrear con gran precisión las condiciones reales de operación, lo que posibilita una puesta en servicio más rigurosa y una evaluación detallada del comportamiento del sistema de climatización.

Eficiencia energética y monitorización de la presión diferencial en la contención de pasillos en Centros de Datos

La optimización del caudal de aire es un factor clave en la eficiencia energética de los centros de datos. Para lograrlo, la contención de pasillos, combinada con el control de la presión diferencial, permite regular y equilibrar el caudal de aire frío y caliente, minimizando pérdidas y reduciendo el consumo energético.

Los sistemas de contención de pasillos fríos y calientes son instalaciones diseñadas para gestionar el caudal de aire, separando el aire caliente de salida del aire frío de entrada. Al separar las corrientes de aire se evita la mezcla de temperaturas, lo que permite que los sistemas de refrigeración funcionen de manera más eficiente y reduzcan el consumo energético.

¿Cómo se gestiona el caudal de aire entregado a los equipos IT?

Una estrategia ampliamente adoptada para optimizar el caudal de aire en los centros de datos es la regulación en la velocidad de los ventiladores de las unidades CRAC mediante sensores de presión diferencial. Estos sensores se instalan de manera que sus tomas puedan medir la diferencia de presión entre la parte frontal y posterior del rack que alberga los equipos IT. De este modo, se mantiene una consigna de presión diferencial ∆P (Pa) definida inicialmente en el proyecto y ajustada durante el proceso de pruebas de nivel 4, garantizando un suministro eficiente de aire frío a los servidores y evitando el desperdicio de energía.

El principio de funcionamiento es sencillo:

Cuando la carga de trabajo de los servidores aumenta, estos generan más calor, y sus ventiladores incrementan la velocidad para aspirar un mayor volumen de aire frío. Como resultado, la presión en el pasillo frío disminuye. Para compensar esta variación, los ventiladores de las unidades CRAC aumentan su velocidad hasta alcanzar de nuevo el valor de consigna establecido durante la puesta en marcha del sistema. De esta manera, el caudal de aire frío suministrado alcanzará los valores definidos para disipar la potencia térmica de los equipos, manteniendo el ∆T previsto en las unidades CRACs.

Cuando la carga de los servidores disminuye, la demanda de refrigeración es menor. Si las unidades CRAC siguieran operando a plena capacidad, se generaría un exceso de presión en el pasillo frío, lo que indicaría un derroche de energía. En estos casos, los ventiladores de la unidad CRAC pueden reducir su velocidad para estabilizar la diferencia de presión y optimizar el consumo energético.

Para un rendimiento óptimo, se debe mantener una ligera presión positiva en el pasillo frío, asegurando que el aire fluya correctamente a través de los servidores. Una presión negativa indica la acumulación de aire caliente en la parte trasera de los racks, lo que puede provocar su retorno al pasillo frío y comprometer la eficiencia del sistema.

Las fugas de aire también afectan a la estabilidad de la presión y deben corregirse para evitar pérdidas de refrigeración. Un escape en el pasillo frío alterará la presión, lo que puede indicar la ausencia de un panel de obturación o un sellado inadecuado.

Pruebas de Nivel 4 y 5. Implantación de cerramientos provisionales

Como se menciona en la introducción, las pruebas de nivel 4 y 5 son esenciales para validar la operatividad de un centro de datos antes de su entrega. Por ello, es fundamental que estas pruebas se realicen en un entorno lo más similar posible a las condiciones de funcionamiento. Sin embargo, en esta fase de commissioning, es habitual encontrar la sala completamente diáfana, sin cerramientos. La distribución de los calefactores suele situarse, paralela a la salida de aire de los pasillos fríos, o bien con calefactores de mayor potencia repartidos de manera más o menos uniforme.

Estas configuraciones nos impedirán realizar pruebas completas al sistema, siendo especialmente crítico cuando el funcionamiento de la climatización está diseñado para regular el caudal de aire a través de la presión diferencial creada entre los confinamientos del pasillo frío y/o caliente.

Por esta razón, cada vez es más frecuente que las pruebas de nivel 4 y 5 requieran la instalación de cerramientos provisionales, que permitan replicar de manera fiel el comportamiento del sistema de climatización. Para definir estos montajes, es necesario considerar varios aspectos clave:

• Existencia o ausencia de estructuras fijas para la instalación de paneles: En algunos casos, el proyecto inicial contempla estructuras específicas para la instalación de paneles y puertas de acceso a los cubos que conforman los pasillos. Según esta disponibilidad, se definirán soluciones adecuadas a las necesidades del proyecto, ya sea aprovechando las estructuras permanentes (ya existentes) o instalando nuevas estructuras provisionales destinadas exclusivamente a las pruebas.
• Calefactores. Estrategia y características: La configuración óptima de los calefactores dependerá de varios factores, como la potencia requerida por cubo, el tipo de cerramiento empleado y el caudal de aire proporcionado por estos equipos. Analizar estos elementos permitirá determinar la disposición más eficiente para cada diseño.
• Equilibrado de caudales de aire: Tras definir la configuración de calefactores y cerramientos, el siguiente paso es garantizar que cada cubo de la sala recibe de manera uniforme el caudal de aire especificado en el diseño. Una vez verificado este caudal, es fundamental evaluar los valores de presión diferencial originados por el caudal de aire que atraviesa los paramentos del cubo. El equilibrio óptimo se alcanza cuando la relación entre la presión diferencial y el caudal de aire se mantiene dentro de los parámetros de diseño. En este proceso, el caudal de diseño experimentará modificaciones debido al caudal adicional de aire, aportado por los calefactores. Esta interacción influye en la pérdida de carga de los paramentos, por lo que es necesario realizar los ajustes correspondientes para asegurar un comportamiento aerodinámico acorde con los requerimientos del sistema.

Conclusión

Las pruebas de nivel 4 y 5 son esenciales para validar la operatividad y eficiencia de los centros de datos antes de su entrada en funcionamiento. La implantación de cerramientos provisionales cuando el proyecto no contempla aún este confinamiento es fundamental para el desarrollo de las pruebas de nivel 4 y 5. Gracias a este modelo de pruebas, es posible realizar una puesta en servicio más precisa, analizar parámetros clave como el rendimiento térmico del sistema en sus distintos modos de operación, conocer con más detalle la distribución del caudal de aire y contrastar conforme a la simulación del CFD prevista en el diseño, identificando oportunidades para optimizar la eficiencia energética del sistema y proporcionar información valiosa para mejorar el diseño y operación de los centros de datos.