El diseño de infraestructura para data centers se basa cada vez más en la modularidad. Hoy en día, incluso existen opciones de centros de datos prefabricados completamente modulares, que pueden implementarse prácticamente en cualquier lugar y ponerse en funcionamiento en tiempos sumamente reducidos.
Los data centers, según la IEA (International Energy Agency), consumen alrededor del 1% al 3% de la electricidad mundial, con estimaciones que sugieren que este porcentaje podría aumentar debido al crecimiento del sector digital y el Internet de las Cosas (IoT), como las crypto monedas y la inteligencia artificial (AI)
Si bien la mayoría de los centros de datos, especialmente los hyperscale, requieren de un complejo proceso de diseño y planeación, la modularidad es una tendencia que está habilitando mucha mayor eficiencia, agilidad y escalabilidad.
Hoy exploraremos la importancia del diseño y construcción modular en los centros de datos, y cómo en Page aprovechamos estas innovaciones para ponernos a la vanguardia de este tipo de instalaciones en México.
¿Qué implica el diseño de un centro de datos moderno?
Diseñar un centro de datos moderno requiere tomar en cuenta muchos factores de arquitectura e ingeniería, con el desafío adicional de que debe tratarse de instalaciones que no solo sean altamente eficientes en el presente, sino que mantengan un nivel competitivo de eficiencia a futuro en un entorno tecnológico que no para de evolucionar. Algunos de los aspectos clave del diseño de infraestructura para data center son los siguientes:
Distribución de espacios en data centers
La distribución interna debe optimizar, además de la construcción, el flujo de trabajo y minimizar los riesgos y el tiempo de inactividad. Esto incluye la disposición de salas de servidores, áreas de almacenamiento, salas de control y zonas de mantenimiento. Además, en la zonificación es necesario separar áreas críticas para la redundancia y seguridad, como los cuartos eléctricos, cuartos de bombeo, áreas con equipo de refrigeración y sistemas de respaldo.
Arquitectura y diseño estructural en un data center
Además de los factores de diseño estructural estándar de cualquier edificación, los data centers tienen que diseñarse para optimizar al máximo el espacio de los racks de alta densidad y para ser escalables, es decir, es necesario considerar la integración de elementos arquitectónicos que faciliten la expansión futura y permitan modificaciones rápidas sin interrumpir las operaciones.
Sistemas de enfriamiento para data centers
Los servidores y equipos concentrados en un data center generan inmensas cantidades de calor. El diseño y la zonificación deben tomar en cuenta este factor prioritario para evitar sobrecalentamiento y daño a los equipos. Esto incluye soluciones como enfriamiento por inmersión líquida, sistemas de refrigeración adiabática, y unidades de aire acondicionado de precisión, así como sistemas de monitoreo constante de la temperatura y ajustes automáticos.
Cableado de red en data centers
En los data centers se requiere utilizar cables de fibra óptica para garantizar la máxima velocidad de transferencia de datos a grandes distancias. Dado que el costo de la fibra es un porcentaje importante, se debe contar con la estrategia adecuada para utilizar cable UTP CAT5 o CAT6, para optimizar costos y crear sistemas confiables. Por eso, siempre se requiere un sistema de cableado estructurado que facilite la gestión y el mantenimiento de las conexiones de red.
Redundancia en data centers
Los centros de datos generalmente soportan operaciones críticas que no pueden detenerse, o cuya interrupción puede provocar importantes pérdidas. Por eso, su diseño siempre implica la integración de sistemas de energía ininterrumpida (UPS) y generadores de respaldo para asegurar el suministro continuo de electricidad, así como el uso de tecnologías avanzadas para monitorear y gestionar el consumo energético, reduciendo costos y mejorando la eficiencia.
Para que todos los elementos anteriores trabajen en sinergia adecuada, el diseño de infraestructura para data centersrecurre a cinco pilares o buenas prácticas que orientan todo el proceso, desde la planeación hasta la puesta en marcha:
Simplicidad: Incluye la facilidad de mantenimiento y operación, así como el uso de interfaces de usuario intuitivas para la gestión y monitoreo del centro de datos.
Flexibilidad: El data center debe ser capaz de adaptarse a nuevas tecnologías y cambios en los requisitos del cliente sin necesidad de una reconstrucción significativa.
Escalabilidad: Se refiere a la visión a largo plazo que considere la capacidad de expandirse en etapas según la demanda, añadiendo nuevos módulos de servidores, almacenamiento o energía, y anticipando el crecimiento y la evolución de las necesidades tecnológicas.
Modularidad: Es la capacidad de desplegar nuevas unidades rápidamente para satisfacer demandas inmediatas, por ejemplo mediante el uso de módulos prefabricados que pueden ser ensamblados rápidamente en el sitio.
Estandarización: Contempla la implementación de estándares de diseño y construcción que aseguren la interoperabilidad y la facilidad de mantenimiento, así como el uso de componentes y tecnologías que sean ampliamente compatibles y fáciles de reemplazar.
¿Qué es el diseño modular para data centers?
El diseño modular para data centers es una metodología que utiliza módulos preconstruidos y estandarizados, que se fabrican en entornos controlados y luego se transportan al sitio de instalación. Estos pueden incluir salas de servidores, sistemas de enfriamiento, unidades de energía y estaciones de control. Los módulos pueden ampliarse en bloques de 250 kW a 1 MW, adaptándose a las necesidades de la empresa.
Los componentes críticos, como sistemas eléctricos y de refrigeración, se integran y prueban antes de su envío, lo que garantiza su funcionalidad y minimiza los errores en el sitio. La estandarización de los módulos asegura que todas las unidades cumplan con los mismos criterios de calidad y rendimiento, lo que simplifica la gestión y el mantenimiento. Empresas líderes como Vertiv y Schneider Electric garantizan una disponibilidad de hasta 99.999%, equivalente a solo unos minutos de inactividad al año.
Los data centers modulares permiten agregar capacidad en etapas, alineándose con el crecimiento de la demanda. Esto evita la inversión inicial excesiva y permite una planificación más precisa del crecimiento. Además, los módulos están diseñados para ser compatibles entre sí, y pueden reconfigurarse y adaptarse rápidamente a nuevos requerimientos tecnológicos o de capacidad, facilitando la actualización de infraestructuras sin interrupciones significativas.
Algunas de las ventajas más importantes del diseño modular en data centers son las siguientes:
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Dado que los módulos ya están preconstruidos y probados, la instalación en el sitio es significativamente más rápida que la construcción tradicional, reduciendo los tiempos de implementación de meses a semanas.
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La mayor parte del trabajo se realiza fuera del sitio, lo que minimiza las interrupciones en el lugar de instalación y reduce la necesidad de recursos y permisos.
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La fabricación de módulos en masa permite aprovechar las economías de escala, reduciendo los costos de producción y, en consecuencia, el costo total del proyecto.
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La estandarización y la prefabricación permiten una estimación de costos más precisa, reduciendo las sorpresas y los sobrecostos.
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Los módulos están diseñados para maximizar la eficiencia energética, utilizando tecnologías avanzadas de enfriamiento y gestión energética.
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La construcción modular reduce los residuos de construcción y permite un mejor control de la calidad ambiental, contribuyendo a una menor huella de carbono.
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Los módulos pueden incluir sistemas redundantes para energía, enfriamiento y conectividad, mejorando la resiliencia del data center.
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Los componentes modulares facilitan el mantenimiento y la actualización de sistemas sin necesidad de interrumpir las operaciones.
Se espera que el mercado global de data centers modulares crezca a una tasa anual compuesta (CAGR) del 15.4% entre 2021 y 2026, alcanzando un valor de más de $65 mil millones de dólares en 2026 (MarketsandMarkets).
Empresas de la talla de Google, Hewlett Packard y Microsoft han adoptado la construcción modular para expandir rápidamente su infraestructura de data centers en todo el mundo. Además, la modularidad también ofrece muchas ventajas energéticas, por ejemplo, en zonas con limitaciones de suministro, se pueden implementar microrredes que combinan energía renovable y almacenamiento en módulos preconstruidos.
Al utilizar menos material y espacio para construir, y con la posibilidad de integrarse fácilmente con energía renovable, los data centers modulares pueden reducir su huella de carbono en un 20% y un 30% en comparación con centros de datos convencionales (451 Research Datacenter KnowledgeBase).
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