Suministro Eléctrico para Datacenters

Hace ya bastante tiempo que los anuarios estadísticos manejan, año tras año, una cifra muy contundente. El 80% de los fallos catastróficos en edificios tiene un origen eléctrico.

Pues bien, si entramos en el mundo de los data centers y en los de otras instalaciones de misión crítica, podemos observar cómo esa cifra se mantiene e, incluso, se amplía. Allá donde la disponibilidad resulta prioritaria, un fallo en cualquier parte del sistema tiene consecuencias rápidas, pero si se trata de la eléctrica, tales consecuencias son prácticamente instantáneas.

Por ello, resulta esencial disponer de un buen sistema de suministro eléctrico, para lo que hay que conjugar la corrección en los cálculos y en el conjunto de protecciones con la sofisticación en la topología. Y todo ello, sobre la base de una acertada visión sobre dónde se encuentran los aspectos clave en el diseño y la construcción.

Y se debe comenzar con lo que hemos venido en llamar la “óptica del equipo” y que no es sino la constatación de que los aspectos más críticos e influyentes en la disponibilidad del suministro, se encuentran en las proximidades más inmediatas a los equipos IT, es decir, las conexiones, los cableados, los RPPs, PDUs, etc. Cuando se explica esto de forma documentada, desaparecen muchos de los paradigmas al uso entre quienes están en el entorno del diseño y operación de instalaciones eléctricas para entornos críticos.

Quizá a la par en importancia con la apreciación anterior se encuentre la correcta elaboración del balance básico de potencias. Algo que tendría que estar resuelto, pero que constituye un quebradero de cabeza en cada proyecto, sobre todo si las ideas no se tienen claras. Es curioso observar cómo en los cursos de power, uno de los temas más recurrentes y que suscita un mayor interés, al menos en cuanto a las notas que se toman sobre ello, es el de las potencias activa, reactiva y aparente. Todo lo relacionado con los kVAs, los kW, los kVAr se enseña en los primeros años de bachillerato pero, por lo visto, en el mundo profesional no se maneja con soltura, y ejemplos de ello los tenemos todos los días.

Sobre la base del balance de potencias ha de comenzar el dimensionamiento general de los principales componentes de la infraestructura eléctrica, cuyos más firmes exponentes son, por este orden, los UPSs, los sistemas de transferencia, los transformadores y los grupos electrógenos.

En cada uno de esos capítulos, existen numerosos conceptos asociados, y de vital importancia en el resultado final de la instalación. Los dimensionamientos, modalidades de funcionamiento, interrelación con otros componentes y asuntos técnicos específicos, son la base a la hora de diseñar un sistema fiable en su conjunto y con frecuencia no tenidos en cuenta en su totalidad cuando se trata de configurar un nuevo proyecto o de remodelar uno ya existente.

Muchas veces se ha considerado al UPS como el elemento fundamental en una instalación para data center, pero a estas alturas de curso, y aun reconociendo su importante rol, ello no debe hacer perder de vista a otros integrantes del sistema.

No existe una solución específica de UPS que se adecúe a todas las aplicaciones de data center, por lo que el análisis de las alternativas, los pros y contras de cada uno, la selección entre dinámicos y estáticos y, dentro de estos, entre los distintos tipos de conversión, se erige en una de las bases para un diseño general en el que, a partir de este punto, empiezan también las consideraciones sobre la topología más conveniente, es decir, le definición de las redundancias, en su relación, o no, con los estándares internacionales de certificación.

A medida que se va ascendiendo aguas arriba de los circuitos, uno se va encontrando con los elementos de mayor volumen que, normalmente, pertenecen a los suministros normal y de respaldo. Los primeros, como vía de entrada de la energía eléctrica proveniente de la red general, independientemente de su nivel de tensión. Los segundos, en base a la colocación de plantas de emergencia compuestas principalmente por grupos electrógenos y sus complementos de almacenamiento y bombeo de combustible.

Tanto ambas vías como los sistemas automáticos de transferencia entre ellas y resto de aparellaje de protección suponen un elevado porcentaje de la inversión total, constituyendo, asimismo, el último colchón de seguridad para la ininterrumpibilidad en la alimentación a los equipos IT. A pesar de que la óptica del equipo nos presente, como clara directriz,  la anteriormente citada prioridad en los puntos más cercanos al mismo, el sistema de alimentación, tanto de red como de grupos, tiene una serie de peculiaridades que requieren un diseño experto y un cálculo preciso. En los cursos de formación se presentan, habitualmente, además del desarrollo de los criterios para el dimensionamiento de estos elementos, numerosos ejemplos de errores pertenecientes a casos de estudio reales, muchos de ellos relacionados con las intensidades de cortocircuito que se han de prever para las configuraciones más desfavorables.

Por último, y no sin antes citar como muy importante la alimentación eléctrica de los sistemas de refrigeración, existe otra serie de conceptos que resultan transversales entre los distintos componentes del sistema eléctrico en un data center y que son de referencia obligada. Entre ellos, y sobre todos los demás, el tema de la conexión a Tierra, esa gran desconocida y tan relacionada con la seguridad y el buen funcionamiento.

La configuración del esquema de neutro y su tratamiento en las transferencias automáticas, la utilización de transformadores de aislamiento, la inclusión de sistemas de protección a sobretensiones transitorias, el funcionamiento de los propios equipos IT en altas frecuencias, tienen todos que ver, y mucho, con un sistema de tierras que también se encuentra en el origen del mayor porcentaje de faltas en el sistema, muchas veces incorrectamente protegidas.

Un sistema eléctrico para un entorno crítico es complejo y tiene muchas vías por las que el riesgo puede manifestarse. Las consecuencias, como se ha mencionado, pueden ser instantáneas y en nuestra mano está el velar porque esto no ocurra. Aquí se han presentado algunas importantes directrices pero el alcance es mucho más amplio y debe ser acometido con todas las garantías.

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