Debido al trabajo que realizan los centros de datos resulta crucial mantener estables sus niveles de temperatura. Para esto, existe un método que aprovecha los líquidos para enfriar los sistemas de aire que mantienen el calor bajo control
Sergio Ramírez
La economía moderna depende en gran medida de la infraestructura en telecomunicaciones, ya que ésta permite la conexión entre los proveedores de servicios y los usuarios finales para una amplia gama de actividades, desde operaciones bancarias, transmisión y descarga de videos, hasta el resguardo de información confidencial. Una parte central de esta arquitectura la constituyen los centros de datos, espacios 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 metros cuadrados de espacio construido para centros de datos, es decir, casi tres veces el tamaño del mercado brasileño. De acuerdo con la asociación de operadores móviles (GSMA), es el segundo país de la región con el mayor número de estos dispositivos, lo que ayuda a dimensionar la enorme cantidad de información que viaja a través de ellos. Aunado a esto, el avance de nuevas tecnologías y la evolución de la Inteligencia Artificial (IA) requerirán un aumento de capacidad de procesamiento en estas instalaciones, lo cual se traduce en equipos más poderosos y compactos que consumirán más electricidad y, en consecuencia, producirán una mayor cantidad de calor.
Sistemas de enfriamiento a base de líquidos
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 pueda generar descomposturas o fallas en los componentes de los servidores. Tradicionalmente, se han utilizado 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 exige consumos de entre 40 y 80 KW por rack y el aire no es suficiente para trasladar tales densidades de calor, por lo que obligará a emplear sistemas basados en la conducción de líquidos para desplazar el calor fuera de las instalaciones de manera eficiente.
Existen diversas aplicaciones para el enfriamiento a base de líquidos, la inmersión y el uso de circulación de agua como intercambiador de calor. La primera se basa en sumergir de manera total los equipos con Tecnología de la Información (TI) en líquidos, que, debido a sus propiedades de conducción eléctrica, hacen imposible el empleo de agua. En su lugar, se emplean líquidos no conductivos o dieléctricos que disminuyen la temperatura sin dañar a los equipos.
Por su parte, en el sistema de circulación de agua, el líquido nunca entra 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 fríos los componentes, mientras que otras secciones del servidor, como la fuente de poder o los discos de memoria mecánicos, pueden enfriarse a través del sistema tradicional de aire acondicionado. Si se utiliza esta configuración, estamos hablando de sistemas híbridos.
Si bien el agua fría se emplea para los sistemas 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 para enfriar los chips y otros componentes. Esto se puede lograr mediante el acomodo de tuberías y placas que pueden instalarse en la parte trasera de los racks o gabinetes.
El uso de la unión ranurada
Los requerimientos de IA avanzada obligan a los dueños de centros de datos a considerar la adopción de soluciones de enfriamiento más eficientes como el sistema híbrido. Con la planeación correcta, se puede diseñar un sistema de distribución de líquidos que estén listos para aplicaciones de misión crítica y que puedan reconfigurarse. Al considerar el montaje del sistema de tuberías es importante conocer qué tipo de unión puede garantizar mayor flexibilidad en el diseño. Las soluciones de unión bridada y soldada no son eficientes para usarse en los centros de datos, dado a su dificultad para adaptarse a la constante demanda de expansión y rediseño. En cambio, la unión mecánica ranurada ofrece una solución más confiable, durable 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 para su instalación. El método de unión ranurada permite usar coples que pueden instalarse de manera rápida, al tiempo que puedan ser reconfigurados si se requiere rediseñar el espacio. Atendiendo el creciente desarrollo de las nuevas tecnologías, los centros de datos deberán considerar que la expansión e instalación de diversos dispositivos que demandan mayor consumo energético y, por ende, producen mayor calor, los obligará a buscar soluciones de enfriamiento más eficientes, como ya lo son 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.
