Instalación Eléctrica para un Data Center - García Torres, Marco Antonio; López López, Luis; Sánchez Ramírez, Selestino (My University, 2015)
El centro de datos, también llamado data center, es una parte fundamental para la entidad de trabajo. Sus factores más importantes que lo caracterizan, es la continuidad y la disponibilidad para sus clientes y empleados. Hoy en día los centros de trabajo tienen una gran demanda en su intercambio de información, por ello resulta adecuado tener concentrado múltiples equipo destinados para dicho intercambio en una sala, donde las condiciones sean óptimas para el funcionamiento. Un data center es el espacio físico donde se concentrar los equipos de telecomunicaciones y recursos necesarios para el procesamiento de la información. Desde el punto de vista eléctrico, la redundancia es el nivel de confiabilidad y disponibilidad del data center, el cual se logra con instalaciones y componentes eléctricas adecuadas para garantizar el funcionamiento; así como topologías eléctricas propuestas de estándares normativos, que son conceptos del nivel de redundancia. Existen dos principales entidades que emiten estándares, cuya finalidad es catalogar el grado de redundancia y disponibilidad del data center. Por un lado está la Asociación de la industria de telecomunicaciones, que emite el estándar TIA-924 en el que establece 4 niveles de disponibilidad, TIER 1, 2 3 y 4; además del concepto TIER, que es el grado de redundancia que se tiene en un sistema. Por otra parte tenemos la Asociación Nacional de Expertos en Centro de Cómputo, el cual establece ICREA nivel 1, 2, 3, 4 y 5. En ambos casos a mayor numero, mayor nivel de redundancia y por ende mayor disponibilidad de servicio y mayor costo; ya que para obtener mayor nivel en necesario elevar la instalación de equipos, de tal manera que el sistema se vuelve más complejo. Se plantea como eje primordial una sala de comunicaciones, la cual es alimentada a través de un sistema eléctrico propuesto, así como sus componentes más importantes, aire acondicionado, alumbrado, servicios etc. Se muestra el cálculo de conductores y dimensionamiento de componentes eléctricos necesarios para la instalación, sus protecciones y su sistema de tierras. El proyecto de un data center deberá ser consistente con lo que respecta a los requerimientos, debe contar con un espacio y un ambiente controlado, trayectorias de instalaciones y servicios, flujo de aire necesario para abatir la carga térmica, y contar con las especificaciones del equipamiento electrónico y de telecomunicaciones; ello con el fin de determinar su impacto en el diseño de la instalación eléctrica. Es necesario que la ubicación del data center esté libre de restricciones, aquellas que puedan limitar la operación, mantenimiento o expansión, tales como elevadores, muros externos, etc., así como contemplar una adecuada accesibilidad para equipos con sobredimensiones. Se debe de tener especial cuidado en la instalación eléctrica, ya que el diseño deberá contemplar la capacidad, crecimiento, mantenimiento y redundancia de la instalación. Se propone que existan dos alimentaciones de energía, las cuales a través del sistema propuesto se dividirán en dos secciones: el ramal A y el ramal B. La filosofía de operación del sistema recordando que el diseño del mismo está pensado para que en ningún momento la carga crítica quede sin alimentación, siendo desde este punto de vista el objetivo principal. De acuerdo al DU, en el modo normal la carga total es repartida entre los dos ramales al 50% y la planta de emergencia en modo de espera considerando equipos de comunicaciones, iluminación y acondicionamiento. Es importante mencionar que una parte medular que se debe contemplar son transferencias inteligentes o un control maestro que revise los estados de cada componente del sistema y realice las operaciones correspondientes. En caso de falla de ambas acometidas el control maestro manda a abrir los interruptores de enlace y alimentación normal y cierra los de emergencia poniendo en marcha la planta de emergencia, después del tiempo de arranque (tiempo en el cual actuarán los UPS) y que el grupo electrógeno alcance sus parámetros de operación, el control cerrará los interruptores de emergencia alimentando a ambos ramales. Al momento de que se reestablezca una o ambas acometidas se tendría que hacer el procedimiento inverso regresando al modo normal. La carga total considerada son 240 KW, que considerando los respectivos ajustes y crecimientos se considerará una carga final de 300 KVA. La descripción de componente de nuestro sistema se encuentra en el presente trabajo más a detalle. El cálculo de circuitos se muestra a detalle en el trabajo y se lleva a cabo conforma a la norma NOM-001-sede 2012 tomando en cuenta aquellos factores como la temperatura, agrupación, caída de tensión, capacidad de conducción, etc. El sistema de tierras planteado consta de 2 mallas, una destina especialmente para la sala de comunicaciones y la otra apara al sala de fuerza; cabe señalar que además de las dos mallas propuestas, debe existir un sistema de tierras principal y un sistema para el pararrayos. Ambas mallas de tierras se apegan a la normatividad vigente además de contar con las recomendaciones de estándares, como el ICREA, donde señala los valores permisibles de resistencia a tierra.
Este trabajo plantea un procedimiento para el dimensionamiento de un sistema eléctrico en un Data Center; dimensionamiento de áreas, equipos, e instalación, desde el punto de vista normativo, el diseño fue apegado a la normativa vigente local, en nuestro caso la NOM-001-SEDE 2012, contemplando diversos requerimientos adicionales indicados por las certificaciones para los Data Center. Tanto ICREA como Uptime certifican los centros de datos dentro de las tres etapas de un centro de datos; proyecto, construcción y operación por lo que es importante mencionar que además de contar con un proyecto y una obra certificada se debe contar con una importante infraestructura de control, gestión, monitoreo y administración de cada uno de los sistemas que componen el centro de datos. En el caso específico del sistema eléctrico es importante contar con el personal altamente capacitado, con un stock de refacciones, programas de mantenimiento, protocolos de actuación y todo lo necesario para asegurar que la confiabilidad se mantenga. Cabe señalar que el factor humano puede ser el causante de la mayoría de las fallas dentro de un sistema eléctrico, mecánico o comunicaciones, por tal razón es de suma importancia que solo personal altamente calificado sea el responsable del manejo de equipos, contando con una planeación para cada actividad. En general, la filosofía que predomina en las certificaciones de los Data Center es la redundancia tanto en instalación como en equipamiento sin importar los costos que esto impliquen. Los costos que implican la implantación de un sistema redundante iniciando por la acometida y pasando por grupos electrógenos, transformadores, UPS, bancos de baterías, sistema de aire, etc, se incrementan en función al nivel de certificación que se desea obtener debido a que, la redundancia que exige cada nivel, está relacionado con la cantidad de equipos necesarios para la operación del Data Center más los equipos de respaldo; ello implica incrementar los costos por compra de equipamiento así como su instalación a todos los niveles. El presente trabajo es multidisciplinario, ya que no solo el área eléctrica debe involucrase para construir este tipo de proyectos, además de que las certificaciones exigen que haya personal especializado para la proyección, construcción y ejecución de trabajos.
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