La apertura constante de las puertas, la cantidad de empleados que se encuentra al interior de una sala de servidores o incluso, el sol que entra por las ventanas son factores que pueden afectar a la temperatura ideal de un Data Center. Controlar estos elementos entonces no es algo menor, especialmente en los sistemas de alta disponibilidad.
"Alta disponibilidad" es un término bastante utilizado por las organizaciones actuales para definir el estándar de los servicios tecnológicos que se deben conseguir internamente y hacia los clientes. Para esto, tanto las compañías, como sus proveedores informáticos implementan una serie de tecnologías, políticas y configuraciones en los servidores para lograr al menos, la tan preciada cifra de 99,999% de disponibilidad.
Sin embargo, existe un factor que es externo a la configuración del servidor, sus UPS, ventiladores internos u otro tipo de elementos "altamente disponibles" que tiene relación con la temperatura ambiente donde se instalará el o los servidores. La gran mayoría de los departamentos tecnológicos de las empresas saben que los sistemas informáticos se deben mantener a bajas temperaturas, para lo cual se implementan sistemas de ventilación o refrigeración especiales. Pero en muchas ocasiones, se requiere una investigación más profunda del tema, que puede ir desde el tipo de piso que se está ocupando a la cantidad de veces que se abre la puerta del recinto.
Los equipos de IT siempre han requerido refrigeración, en un principio su tamaño y desarrollo primario exigían mayores niveles de enfriamiento para lograr una buena performance. Los desafíos actuales son muy distintos a los de los primeros centros de datos modernos hace más de 30 años.
Un enfoque sistemático de identificación y clasificación de los problemas del usuario permiten comprender la naturaleza y características de los sistemas de refrigeración en las instalaciones de misión crítica de próxima generación.
Ciertos niveles de temperatura ambiente y humedad relativa, ayudan a que el flujo de información y electricidad entre los distintos componentes de un sistema sea más rápido y eficiente, aumentando de esa manera las prestaciones de los aparatos tecnológicos. Por tal motivo, al momento de la instalación de nuevos computadores con funciones críticas, servidores y almacenamiento de datos de una empresa, es necesario ubicarlos en ambientes climatizados y que cuenten, además, con un monitoreo permanente de la temperatura y humedad que garantice la integridad de los aparatos.
Los grandes servidores ubicados en centros de datos, producen una alta disipación de calor y, al mismo tiempo, son sensibles ante cualquier cambio en las condiciones climáticas de su entorno. Fluctuaciones de temperatura o humedad pueden causar fallas en cualquier equipo electrónico delicado y crítico. Estas fallas pueden significar altos costos para las compañías, dependiendo de la información que está siendo procesada, pérdida de datos, tiempos muertos llegando incluso a una pérdida total de producción.
LA NECESIDAD DE ENFRIAR
Numerosas investigaciones han determinado que los equipos electrónicos que componen un Centro de Datos (Data Center) o una sala de servidores deben tener una temperatura ambiente de entre 68 y 72º Fahrenheit (20-22º Celsius) y una humedad relativa del aire que fluctúe entre el 45 y 50%. Manteniendo estos niveles se le puede sacar más vida útil a todos los equipos y sus respectivos componentes.
El primer paso para implementar un sistema de refrigeración entonces es calcular la necesidad de enfriamiento que se requiere en el lugar determinado. Es importante en esta etapa no sobredimensionar la necesidad de enfriamiento, ni tampoco quedarse corto en capacidad. Existen muchos elementos que generan calor dentro de un Data Center que muchas veces no se toman en cuenta. Tony Adams, gerente de ventas para Latinoamérica de la división Networkair de APC - una de las empresas más importantes relacionadas con la alta disponibilidad en los centros de datos-, considera que alguno de estos elementos son:
Equipamiento: Aunque parezca de perogrullo, es clave tener claro cuántos equipos se utilizarán en el Data Center, como por ejemplo: servidores, racks, monitores, UPS, etc; y qué cantidad de calor genera cada uno de ellos, independientemente de los sistemas de ventilación interno que contenga cada uno de ellos. Además se debe tratar de realizar una proyección de escalabilidad informática al menos dentro de un período de un año.
Iluminación: La cantidad de luz y watts de energía que existen en la sala de servidores también es un factor a considerar. Por lo general, lo ideal es utilizar sistemas de iluminación que liberen poca energía calórica, como por ejemplo los tubos fluorescentes u otras tecnologías de "luces frías".
Nº de personas trabajando: El ser humano también genera una importante cantidad de calor, lo que influye en el promedio de temperatura ambiente ideal. Esto se torna más importante aún cuando existe una gran cantidad de operarios. Idealmente deberían ser pocos los operarios "fijos" al interior de la sala central del Data Center", pero si por necesidades de la empresa esto no se puede, hay que calcular los sistemas de enfriamiento tomando en cuenta el número de personas. Además, es importante destacar que este índice toma en cuenta también el flujo aproximado de personas que entra y sale del recinto.
Ventanas opuestas al sol: Aunque exista un excelente sistema de enfriamiento interno, la luz solar que llega directamente de las ventanas puede afectar a la climatización total o bien, a un área específica de la sala de servidores o incluso, de un equipo en particular. Para reducir este problema es clave establecer un mapa de las ventanas existentes en el lugar y si el sol llega directamente a través de éstas en alguna hora del día. Una forma sencilla de aminorar los rayos lumínicos del astro rey es utilizar persianas o, simplemente, ubicar el Data Center en un lugar sin ventanas.
Cantidad de apertura de puertas: Aunque parezca ridículo, la cantidad de veces que se abre una puerta también es un factor a considerar a la hora de mantener la temperatura y humedad ideal. Actualmente, existen sistemas de climatización de precisión que registran mediante un software cuántas veces se abre la puerta de la sala diariamente, qué cantidad de tiempo estuvo abierta y quién fue el empleado que entró o salió.
Temperatura externa: Aunque los sistemas y evaluaciones de enfriamiento modernos son capaces de implementarse bajo prácticamente cualquier realidad climática, siempre es recomendable tener en cuenta el clima existente en la localidad donde se encuentra el Data Center, incluso la estación del año. No es lo mismo un servidor instalado en un país ecuatorial a uno que se encuentre en algún país escandinavo.
Tomando en cuenta estos factores se calcula cuántos BTU's /Hr.* por hora requiere el Data Center para funcionar en óptimas condiciones y bajo los estándares ideales de refrigeración. En la mayoría de las ocasiones, las empresas (especialmente las grandes corporaciones), contratan una empresa de ingeniería externa que realiza los cálculos respectivos para luego proponer cuál es la infraestructura necesaria y los proveedores más idóneos.
EN QUÉ FIJARSE
Según Adams, independientemente de los factores antes señalados lo más importante para mantener la temperatura y la humedad es transformar el Data Center en una cámara frigorífica 100% sellada. "Se debe procurar que la inmigración de temperatura sea la menor posible, para lo que existen una serie de sistemas de precisión que van monitoreando el área gracias a un microprocesador especializado", explica el ejecutivo.
Debido a esto, una de las claves a la hora de implementar sistemas de aire acondicionado, ventiladores de precisión, tecnología en base al enfriamiento de líquidos o cualquier otra alternativa, es establecer un sistema de monitoreo constante de la temperatura de la sala y del flujo de movimiento que en ella existe.
Para esto, existen varios software que están continuamente conectados tanto a los servidores como a la temperatura ambiente del recinto. Si se presentara algún problema mayor, como por ejemplo una recarga de energía o la inmigración de temperatura en algún lugar, la mayoría de estos programas envía una señal de alerta para que la problemática sea rápidamente solucionada.
Lo más tradicional es que el operario vaya a ver el problema y lo repare. Sin embargo, los adelantos tecnológicos actuales, permiten controlar todo el sistema de refrigeración de forma remota, mediante una dirección IP designada única y exclusivamente al sistema de climatización. De esta forma, ante una emergencia, en la gran mayoría de los casos se puede obtener una solución rápida mediante una operación en línea, aunque el operario esté a varios kilómetros de distancia del Data Center.
Otro factor, como ya lo indicamos anteriormente, es la escalabilidad. En otras palabras, que la solución de refrigeración sea totalmente "modular", tanto en los sistema de refrigeración que están directos a los rack de servidores, como a la red de aire acondicionado existente en el lugar.
De esta forma, se evita el sobrecalentamiento de los sistemas, si es que la empresa crece significativamente en número de servidores. En este caso, no sólo existen sistemas modulares fácilmente instalables; también hay software que controlan la consecución de horas de trabajo de los equipos, estableciendo con anterioridad si se necesita expandir las unidades de refrigeración y cuáles son los plazos límites para hacerlo, antes de que puedan existir problemas.
El concepto de redundancia tantas veces aplicado a la industria informática a la hora de hablar de sistemas críticos o de alta disponibilidad, también es aplicable a los sistemas de refrigeración de un Data Center. Cuando una empresa evalúa cómo refrigerará sus servidores, debe informarse si los sistemas de climatización tienen tecnologías redundantes ante cualquier falla.
Según expertos, el espacio y la ubicación es otro elemento importante en una solución de refrigeración óptima, el que muchas veces es dejado de lado. Los proveedores informáticos se enfrentan en muchas ocasiones con un cliente que requiere de un sistema de refrigeración, pero en espacio reducido. Por esto, es importante que los equipos climatizadores sean poco invasivos y ocupen la menor cantidad de espacio posible (obviamente, dentro de ciertos márgenes).
En el guiado del aire refrigerante, a menudo los "perdedores" son los aparatos situados en la parte superior, ya que en un caudal de aire frío de abajo hacia arriba, éstos "respiran" el aire ya caliente de los niveles situados debajo.
TECNOLOGÍAS DISPONIBLES
A continuación nombraremos algunas tecnologías que existen en el mercado para refrigerar las salas de servidores. Si bien existen productos que vienen - por decirlo de alguna forma - con aplicaciones estándar, la mayoría puede adaptarse a la necesidad de cada empresa. Lo importante entonces, es que cualquier elemento de la solución de refrigeración sea "a la medida" de la organización que la requiere.
Unidades extractoras de calor: Como su nombre lo dice, permiten la extracción de calor para gabinetes en salas informáticas y concentraciones de calor en centros de datos. Es una solución económica diseñada para refrigerar racks de alta densidad en centros de datos, salas de redes y gabinetes de cableado. Por lo general, en este tipo de equipos, se puede ajustar de forma automática la velocidad de ventilación, basándose en el consumo de energía o temperatura. Además, se puede establecer la temperatura deseada y los ventiladores modificarán su funcionamiento automáticamente a fin de lograr la máxima eficiencia en el uso de la energía.
En esta tecnología, el aire caliente es expulsado de la sala por medio de un sistema de extracción entubado, y la distribución de aire adecuada minimiza los gradientes de temperatura en el rack. Esta característica garantiza la uniformidad de temperaturas entre los equipos montados en la parte superior del rack y los que se encuentran en la parte inferior. En algunos casos, según sea el fabricante, este producto, se instala en la parte posterior del gabinete, ahorrando bastante espacio.
Distribuidor de aire: Generalmente utilizado para los gabinetes con alta densidad de potencia y áreas de baja presión. Funciona en conjunto con el sistema de aire acondicionado de precisión existente a fin de proporcionar aire frío a los equipos que se encuentran en un rack. La Unidad de distribución de aire para montaje en rack se conecta al piso elevado.
Sistemas de aire acondicionado "de precisión": Es un sistema de aire condicionado que generalmente se ubica en el techo de la sala de servidores. Según sea el fabricante, en algunos casos puede esconderse encima del cielorraso. Estos sistemas, que son infaltables en cualquier Data Center, controlan tanto la temperatura como la humedad relativa del aire durante las 24 horas del día y los 7 días de la semana. Presenta altos niveles de sensibilidad al calor, para así, satisfacer las cargas de temperatura de los equipos electrónicos.
Existen algunos adelantos en esta tecnología, como por ejemplo, sistemas para montaje en el piso para áreas con equipos sensibles al ambiente; o sistemas de aire acondicionado de precisión que utilizan agua refrigerada.
Adaptar la potencia de refrigeración a las necesidades reales actuales y posteriormente poder realizar su ampliación significa seguridad de inversión. Por el contrario, un exceso de potencia de refrigeración es sinónimo de algo caro, ya que una solución de clima adecuada para el momento o demasiado pequeña impide una ampliación posterior o la encarece.
Lo más importante a la hora de pensar en un sistema de refrigeración es ver en definitiva cuáles son mis necesidades y cuánto espero crecer, además de confiar en el proveedor informático que implementará la infraestructura.
* BTU (British Thermal Units) es la unidad que se utiliza para ver la necesidad de refrigeración de un recinto. 12.000 BTU´s equivalen a 1 tonelada de refrigeración.
