Servicios de diseño de ingeniería clave para tu data center

Desde hace ya varios años, los data centers se han convertido en los cerebros detrás de los lujos, comodidades y necesidades de la sociedad digital, pues albergan la infraestructura crítica que impulsa tanto a empresas globales como a servicios cotidianos de gran importancia, desde las aplicaciones bancarias que permiten realizar transferencias desde nuestro teléfono móvil, hasta el procesamiento de inmensas cantidades de datos en organizaciones o instituciones hospitalarias o militares.

El diseño de estos gigantes tecnológicos es una tarea compleja y multifacética, donde cada decisión en cada una de las fases de diseño puede tener un impacto significativo en la eficiencia, seguridad y sostenibilidad.

En esta ocasión, haremos un repaso de cuáles son los servicios de ingeniería necesarios para construir y operar un data center a la altura de todos los estándares actuales.

Componentes de ingeniería eléctrica en el diseño de Data Centers

El diseño de un data center eficiente y seguro comienza por su infraestructura eléctrica, en la que la redundancia es el pilar de la confiabilidad: organizaciones internacionales, como el UPTIME y el ICREA, marcan las pautas para lograr una infraestructura que puede soportar fallos sin interrumpir las operaciones. Esta redundancia abarca la implementación de equipos y sistemas de alimentación doble, asegurando que la carga crítica siempre esté respaldada.

En situaciones críticas, donde las fuentes de energía principales fallan, es esencial contar con un sistema robusto de infraestructura eléctrica con arreglo de anillos, varias trayectorias de acometidas y ductos o tuberías, así como equipo especializado UPS, generadores de emergencia, tableros de paralelamiento, tableros de transferencia, etc, todo lo anterior acomodado estratégicamente con el fin de mantener la operación ininterrumpida incluso en los escenarios más adversos.

Un aspecto a menudo subestimado, pero crucial, es el cálculo detallado de los conductores y el dimensionamiento de los componentes eléctricos. Siguiendo normativas como la NOM-001-SEDE 2012, TIA, IEEE o ASHRAE etc, este proceso garantiza que todos los componentes eléctricos, electrónicos y mecánicos sean adecuados para las cargas que soportarán, evitando así sobrecargas y fallos.

El cálculo y posicionamiento de las mallas de tierra y puntas de pararrayos específicas para diferentes áreas, como la sala de comunicaciones y los cuartos mecánicos y eléctricos, es otro componente crítico. Estos sistemas son los que protegen a los equipos y sistemas contra descargas eléctricas o corto circuito, a la vez que asegura el correcto funcionamiento de los equipos sensibles.

El control y monitoreo del sistema eléctrico son esenciales para una gestión eficiente y la prevención de fallos, pues permiten una respuesta rápida ante cualquier anomalía, manteniendo así la integridad del data center. Esta también es una herramienta para medición y verificación, con la cual se puede monitorear el desempeño energético del edificio, para después analizar los datos con el fin de realizar mejoras durante la operación. Finalmente, un plan de mantenimiento adecuado es clave para la confiabilidad a largo plazo de los equipos y sistemas eléctricos.

Una forma de dejar patente la calidad y confiabilidad de un Data Center es la obtención de certificaciones como ICREA o Uptime. Estas certificaciones implican cumplir con estándares específicos en diseño y operación, elevando el nivel de confianza en la infraestructura implementada.

Sistemas y soluciones de equipos mecánicos

Los equipos en un Data Center requieren un ambiente muy controlado, y esto se logra mediante soluciones de acondicionamiento y ventilación. Actualmente, existe un amplio catálogo de tecnologías que se adecúan a los requerimientos a corto, mediano y largo plazo de cada proyecto en particular:

Los Equipos de precisión, diseñados específicamente para el manejo del aire dentro data centers, juegan un papel fundamental en el mantenimiento de rangos óptimos de temperatura y en el mantenimiento de las condiciones óptimas para el equipo de TI, evitando problemas como la humedad, corrosión o la acumulación de estática.

Los Sistemas InRow e InRack, colocados directamente entre o dentro de los racks de servidores, ofrecen una solución eficaz para manejar el calor generado por el equipo de TI de manera localizada. Estos sistemas son particularmente útiles en entornos donde el calor se concentra en áreas específicas, permitiendo un enfriamiento más directo y eficiente.

Las Soluciones Perimetrales, que ubican a los equipos principales en la periferia del data center, permiten una mejor distribución de aire frío por medio de la parte inferior, a veces a través de un piso elevado, para que posteriormente retorne el aire caliente por la parte superior, creando un flujo eficiente y ayudando a mantener una temperatura constante en todo el centro de datos.

Para espacios más pequeños o para enfriar equipos específicos, existen soluciones como los Sistemas compactos de Aire Tipo Mochila, que ofrecen una solución flexible y eficiente para necesidades de enfriamiento más localizadas. En una escala aún más pequeña, los Micro Data Centers representan una solución integrada que incluye espacio para servidores, UPS, aire acondicionado de precisión y sistemas de detección y supresión de incendios, todo en un solo gabinete. Estos módulos son perfectos para aplicaciones que requieren una infraestructura de data center en un espacio reducido.

Los Sistemas Split para Data Center, con una unidad evaporadora interior y una condensadora exterior, son adecuados para capacidades de enfriamiento más bajas y cargas no críticas.

Seguridad y control de acceso

La seguridad y control de acceso en los data centers es la estrategia que garantiza la protección tanto de los activos físicos como de la información crítica. Tradicionalmente, los sistemas de control de acceso físico se basaban en cerraduras y llaves, pero han evolucionado hacia soluciones electrónicas más sofisticadas que incorporan lectores y diversas formas de autenticación, como tarjetas de acceso, controladores y lectores, credenciales móviles y lectores biométricos, que brindan mayor seguridad y flexibilidad.

Un enfoque de seguridad física por jerarquía incluye defensa perimetral, zonas limpias, control de acceso a áreas críticas y protección de los gabinetes de datos. Un sistema de control de acceso efectivo también incluye software, que se utiliza para asignar credenciales y gestionar o restringir el acceso a áreas específicas del data center.

• Control de Acceso Obligatorio (MAC): Utiliza etiquetas para determinar el nivel de acceso de las personas.

• Control de Acceso Basado en Roles (RBAC): Asigna roles a los usuarios y regula su acceso según su rol.

• Control de Acceso Basado en Atributos (ABAC): Controla el acceso basándose en atributos del usuario, como cargo o departamento.

Redundancia

Los cuatro niveles Tier de redundancia son una clasificación esencial para los proyectos de data centers, ya que definen el potencial o porcentaje de operación continua de las instalaciones. Cada nivel Tier ofrece un grado creciente de redundancia y confiabilidad, adecuándose a diferentes necesidades de las organizaciones. La elección del nivel adecuado depende de los requisitos específicos de disponibilidad, seguridad y presupuesto de cada proyecto de data center.

Data Center Tier 1:

• Características: Infraestructura básica sin redundancias significativas.
• Disponibilidad: Alrededor del 99.671%, con posibles caídas equivalentes a 28 horas por año.
• Ideal para: Pequeños negocios o aquellos que están haciendo una transición inicial hacia un data center más sofisticado.

Data Center Tier 2:

• Características: Infraestructura con redundancia básica, pero no en todos los elementos.
• Disponibilidad: Mejora a aproximadamente 99.741%, con downtime reducido a 22 horas anuales.
• Ideal para: Empresas que necesitan un poco más de seguridad y redundancia que un Tier 1.

Data Center Tier 3:

• Características: Tolerancia a fallos casi completa, con redundancia en todos los equipos básicos y suministro eléctrico.
• Disponibilidad: Significativamente mayor, alrededor del 99.982%, con downtime de solo 1.6 horas por año.
• Ideal para: La mayoría de las grandes empresas que requieren alta disponibilidad y tolerancia a fallos.

Data Center Tier 4:

• Características: Total tolerancia a fallos con redundancia completa en múltiples niveles, incluyendo componentes de refrigeración, sistemas eléctricos, sistemas de extinción de incendios y accesos de seguridad.
• Disponibilidad: Extremadamente alta, alrededor del 99.999%, con downtime de solo 26 minutos al año.
• Ideal para: Grandes corporaciones, operadores de tarjetas de crédito, y empresas con operaciones críticas que requieren atención ininterrumpida.

Eficiencia energética en el diseño de Data Centers

La eficiencia energética en los data centers no es solo una cuestión de reducir costos operativos, sino también de responsabilidad ambiental. La adopción de normativas y estándares relevantes, junto con la implementación de tecnologías avanzadas en climatización y gestión energética, son necesarias para asegurar que los data centers operen de manera eficiente y sostenible, minimizando su impacto ambiental y optimizando el uso de la energía.

Normativas y certificaciones Los estándares ISO son la brújula normativa en la eficiencia energética de los data centers. La serie ISO 22237 abarca desde su proyección hasta su operación, incluyendo distribución de energía y control ambiental. Las extensiones ISO/IEC 27018 y 27017 se enfocan en la gestión de datos personales y controles de seguridad en soluciones cloud, mientras que la ISO/IEC 27035 proporciona directrices para la respuesta a incidentes de seguridad.

Las certificaciones de eficiencia energética como CEEDA e ICREA-STD-131-2017 reconocen a los data centers que demuestran un alto nivel de eficiencia energética, con un enfoque en la eficiencia de los sistemas de climatización y el uso de energías renovables. Además, las certificaciones Tier del Uptime Institute, aunque enfocadas en redundancia y disponibilidad, inciden significativamente en la eficiencia energética, especialmente en los niveles Tier 3 y 4.

La climatización es uno de los aspectos que más energía consume en un data center. El uso de técnicas como el free cooling, que aprovecha el aire exterior para reducir la necesidad de refrigeración mecánica, y los chillers de bajo consumo, optimiza el uso de energía en los sistemas de enfriamiento. Para medir la eficiencia energética general de un Data Center, es común usar la métrica PUE (Power Usage Effectiveness), buscando valores inferiores a 1.6.

ASHRAE establece recomendaciones para la temperatura y humedad en data centers, ya que influyen directamente en la eficiencia energética de los sistemas de climatización, creando un buen equilibrio entre el mantenimiento de un ambiente óptimo para el equipo de TI y la minimización del consumo.

BMS / EPMS en el diseño de Data Centers

Los sistemas de gestión de edificios (Building Management Systems) y los sistemas de gestión de energía y potencia (Energy and Power Management Systems) se han convertido en componentes esenciales en el diseño y operación de data centers.

Los BMS supervisan y controlan diversas funciones críticas del edificio, como los sistemas centrales de enfriamiento, además se pueden integrar otros sistemas como iluminación y sistemas de seguridad y control de acceso. Su papel es vital para asegurar la eficiencia operativa y energética.

Por su parte, los EPMS supervisan y gestionan la distribución y calidad de la energía . Incluyen el monitoreo de UPS, PDU (Unidades de Distribución de Energía), generadores y otros equipos eléctricos, proporcionando análisis detallados que ayudan a identificar áreas de mejora y a asegurar la continuidad operativa.

La integración de BMS y EPMS habilita una mejor toma de decisiones para reducir costos operativos. Además, mejora la confiabilidad del data center, reduciendo el riesgo de fallos y mejorando la respuesta a incidentes.

Page: expertos en ingeniería y diseño de Data Centers

Queda claro que el diseño de un data center es una tarea compleja que requiere experiencia, innovación y una visión multidisciplinaria. Los data centers no son solo infraestructuras físicas, sino el epicentro de nuestra era digital, y su diseño y operación eficientes son esenciales para el progreso y la sostenibilidad.

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