Conseguir las mejores condiciones de temperatura y frío en un centro de datos es un reto que el desarrollo de la tecnología facilita cada vez más. Sin embargo, la mejor opción será la que se adapte a los requerimientos del hardware que lo conforma, como lo es un sistema híbrido
Sergio Ramírez
Actualmente, la economía de un país depende en gran medida de la infraestructura en telecomunicaciones, pues ésta permite la conexión entre proveedores de servicios y usuarios finales para una amplia gama de actividades, desde operaciones bancarias, transmisión, descarga de videos, hasta el resguardo de información confidencial. Una parte central de esta arquitectura la constituyen los centros de datos, espacios en donde servidores se encargan de recibir, procesar y reenviar la información generada en tiempo real.
Según el sitio web ReportBuyer, México cuenta con 114 mil metro cuadrados de espacio construido para data centers, casi tres veces el tamaño del mercado brasileño. De acuerdo con las asociación de operadores móviles GSMA es el segundo país de la región con el mayor número de dispositivos móviles, lo que ayuda a dimensionar la enorme cantidad de información que viaja a través de los centros de datos. Aunado a esto, el avance de nuevas tecnologías como machine learning y la evolución de la Inteligencia Artificial (IA) requerirán un aumento de capacidad de procesamiento en estas instalaciones. Esto se traduce en equipos más poderosos y compactos que consumirán más electricidad y producirán una mayor cantidad de calor.
Enfriamiento líquido
Al emplear una fuente de energía, todos los dispositivos electrónicos generan calor. Para que funcionen adecuadamente se debe controlar la temperatura y evitar así la generación excesiva de calor que genere descomposturas o fallas en los componentes de los servidores. Tradicionalmente, se han empleado los sistemas de aire para controlar el calor generado por los equipos que consumen menos de 10 KW por rack. Sin embargo, la implementación de tecnologías cada vez más avanzadas demanda consumos de entre 40 y 80 KW por rack y el aire no es útil para trasladar tales densidades de calor, por ello, surge la necesidad de emplear sistemas basados en la conducción de líquidos, con la finalidad de desplazar el calor fuera de las instalaciones de manera eficiente.
Existen diversas aplicaciones para el enfriamiento a base de líquidos, dos de ellas son la inmersión y el uso de circulación de agua como líquido de intercambio de calor.
1. Inmersión
Consiste en sumergir, en líquidos especiales, de manera total los equipos con Tecnología de la Información (TI), con los cuales no es posible utilizar agua, debido a las propiedades de conducción eléctrica de la misma. En su lugar, se emplean líquidos no conductivos o dieléctricos que disminuyen la temperatura sin dañar a los dispositivos. El proceso de inmersión facilita la simplificación del diseño térmico y aumenta la eficacia de la transferencia del calor de los componentes al fluido.
2. Circulación de agua
Este sistema impide que el líquido entre en contacto con los componentes electrónicos. Una placa fría funciona como una barrera entre el equipo TI y el agua, mientras que el líquido frío circula alrededor de la misma, reduciendo la temperatura del equipo. Esta placa se instala comúnmente en el microprocesador y en algunas ocasiones en los dispositivos de memoria. El agua mantiene frescos los componentes, mientras que otras secciones del servidor, como la fuente de poder o los discos de memoria mecánicos se enfrían a través del sistema tradicional de aire acondicionado. Esta configuración se utiliza únicamente en sistemas híbridos.
Si bien, el agua fría se ocupa para el enfriamiento de los equipos de aire ampliamente adoptados en los cuartos de los centros de datos, el cambio en la filosofía de diseño reside en su aplicación directa en el chasis de los servidores. El propósito es disminuir la temperatura de los chips y otros componentes. Esto se logra mediante el acomodo de tuberías y placas que se instalan en la parte trasera de los racks o gabinetes.
Unión ranurada
Los requerimientos de IA avanzada obligan a los dueños de data centers a considerar la adopción de soluciones de enfriamiento más eficientes, como el sistema híbrido. Con la planeación correcta se diseña una distribución de líquidos que estén listos para aplicaciones de misión crítica y reconfiguración. Al considerar el montaje del sistema de tuberías es importante conocer qué tipo de unión garantiza mayor flexibilidad en el diseño. Las soluciones de unión bridada y soldada no son eficientes para usarse en los centros de datos, debido a su dificultad para adaptarse a la constante demanda de expansión y rediseño. En cambio, la unión mecánica ranurada ofrece una solución más confiable, duradera y lista para realizar ajustes.
Por ejemplo, supongamos que tenemos un sistema de enfriamiento híbrido que fue reconfigurado. El diseño original se planeó para un centro de datos que emplearía unidades de enfriamiento para el sistema de aire; sin embargo, uno de los clientes necesitó instalar una aplicación de súper computadora con sistema de enfriamiento líquido, lo que obligó a implementar un equipo híbrido. Esto fue posible gracias al uso de un sistema de tuberías diseñado con precisión, fácil de ajustar y reconfigurar utilizando coples ranurados, lo que garantizó la instalación de un sistema de distribución de líquidos directo al equipo de TI.
Diseñar sistemas de conducción de fluidos para soluciones de enfriamiento, a través de líquidos, requiere de adaptabilidad y facilidad de instalación. El método de unión ranurada permite usar coples que pueden instalarse de manera rápida, además ofrecen la posibilidad de reconfigurarlos, si se requiere rediseñar el espacio. Considerando el desarrollo de nuevas tecnologías, los data centers deben contemplar la expansión e instalación de nuevos dispositivos que demandan mayor consumo energético y generen más calor, esto los obliga a buscar soluciones de enfriamiento más eficientes como los sistemas híbridos.
Sergio Ramírez
Ingeniero en Mecatrónica por el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Estado de México. Especialista en soluciones HVAC para Victaulic, con más de cinco años de experiencia en el ramo.
