Los equipos informáticos alojados en los centros de datos son el corazón de la sociedad y las empresas modernas. Aquí reside el software que opera el mundo, dando soporte a todo, desde la computación en la nube y los sistemas financieros hasta la atención médica, la logística y la inteligencia artificial.
Los centros de datos son cruciales porque respaldan la creciente demanda de almacenamiento de datos, servicios en la nube y conectividad digital. Garantizan la confiabilidad, la seguridad y el acceso rápido a la información para empresas y usuarios de todo el mundo. A medida que la computación en el borde, el IoT y la IA continúan expandiéndose, los centros de datos se vuelven aún más esenciales para construir una infraestructura digital escalable, eficiente y resiliente.
El rápido auge de la inteligencia artificial ha acelerado drásticamente tanto el tamaño como la densidad de los centros de datos, incrementando la demanda eléctrica general. Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), se prevé que el consumo de electricidad de los centros de datos y la infraestructura digital crezca significativamente en esta década, impulsado por la computación en la nube y las cargas de trabajo de IA.¹ Según el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), aproximadamente el 40 % de la energía consumida en un centro de datos se destina a refrigeración.2
Los chips informáticos de alto rendimiento son extremadamente sensibles al calor y deben funcionar en condiciones térmicas controladas para funcionar de manera confiable.³ A medida que los centros de datos se convierten en mayores consumidores de energía, La calidad de la energía se vuelve una misión críticaLa mala calidad de la energía reduce la eficiencia de los equipos, acelera el desgaste y aumenta el riesgo de tiempos de inactividad inesperados. El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) destaca que las interrupciones del suministro eléctrico presentan riesgos operativos significativos para las instalaciones críticas y enfatiza la importancia de una planificación sólida de la resiliencia para mantener las operaciones.⁴
A continuación se Cuatro áreas críticas donde mantener la calidad de la energía es esencial en los centros de datos modernos.
Sistemas de climatización de edificios
Los sistemas centrales de climatización (HVAC), como enfriadores, torres de refrigeración y bombas de gran tamaño, desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento de la temperatura y la humedad del centro de datos. Estos sistemas suelen utilizar variadores de frecuencia (VFD) y ventiladores conmutados electrónicamente (EC) para mejorar la eficiencia y permitir un control preciso.
Si bien los variadores de frecuencia (VFD) y los ventiladores EC reducen el consumo de energía, también introducen armónicos eléctricos en el sistema eléctrico. Si no se gestionan, los armónicos pueden causar sobrecalentamiento de transformadores y conductores, disparos indeseados de dispositivos de protección e interferencias con equipos electrónicos sensibles. En algunos casos, estas perturbaciones pueden extenderse más allá del propio centro de datos, afectando a instalaciones vecinas conectadas a la misma infraestructura eléctrica.
Mantener la calidad de la energía a nivel de HVAC del edificio es esencial para garantizar que los sistemas de refrigeración funcionen de manera confiable sin comprometer el rendimiento general de las instalaciones.
. Salas de servidores
Las salas de servidores, a menudo denominadas salas de servidores o salas de datos en instalaciones más grandes, albergan la infraestructura de TI principal, incluidos servidores, sistemas de almacenamiento, equipos de red y componentes de distribución de energía.
La refrigeración en estos espacios suele estar a cargo de aires acondicionados para salas de computadoras (CRAC) y manejadores de aire para salas de computadoras (CRAH). Estas unidades utilizan ventiladores, bombas, compresores y controles electrónicos, muchos de los cuales utilizan variadores de frecuencia (VFD), ventiladores EC u otras cargas no lineales que pueden generar armónicos y ruido eléctrico.
Sin una gestión adecuada de la calidad de la energía, estas perturbaciones pueden interrumpir el funcionamiento de equipos informáticos sensibles, reducir la confiabilidad del enfriamiento y aumentar la probabilidad de fallas en las áreas más críticas del centro de datos.
Filas de gabinetes de rack
En las salas de servidores, las filas de racks están diseñadas para gestionar eficientemente el flujo de aire separando los pasillos fríos y calientes. Se utilizan unidades de tratamiento de aire o sistemas de ventilación de pared para eliminar el aire caliente de escape y devolver el aire acondicionado a las entradas de los servidores.
Estos sistemas suelen operar de forma continua y dependen de múltiples ventiladores de alta velocidad y sistemas de control. El impacto eléctrico acumulativo de estos dispositivos puede contribuir a la distorsión armónica, la inestabilidad del voltaje y una mayor tensión en la infraestructura eléctrica aguas arriba.
Garantizar una energía limpia y estable a este nivel ayuda a mantener un flujo de aire constante, admite mayores densidades de rack y protege tanto los equipos de refrigeración como los eléctricos.
. Racks de servidores
A nivel de rack, los servidores tradicionales dependen de ventiladores internos para disipar el calor. Sin embargo, los servidores de nueva generación basados en IA y GPU generan mucho más calor que los sistemas convencionales, superando a menudo los límites prácticos de la refrigeración por aire.
Para afrontar este desafío, muchos centros de datos están adoptando soluciones de refrigeración líquida, como placas frías de conexión directa al chip o refrigeración por inmersión total. Estos diseños se basan en bombas dentro de Unidades de Distribución de Refrigeración (CDU), controladas por variadores de frecuencia (VFD), que circulan el refrigerante entre los racks de servidores y los sistemas externos de disipación de calor.
Si bien son muy eficaces, los variadores de frecuencia (VFD) necesarios en las CDU introducen cargas eléctricas adicionales y degradan la calidad de la energía. Cualquier interrupción en la calidad de la energía a este nivel puede afectar directamente el rendimiento de la refrigeración, la fiabilidad del servidor y el tiempo de actividad general. Sin una refrigeración adecuada, las GPU pueden dañarse rápidamente debido a niveles excesivos de calor.
La calidad de la energía es fundamental para la confiabilidad del centro de datos
A medida que los centros de datos evolucionan para admitir IA, mayores densidades de racks y tecnologías de refrigeración avanzadas, el entorno eléctrico se vuelve más complejo y vulnerable. Problemas de calidad de la energía, como armónicos, distorsión de tensión y ruido eléctrico, pueden propagarse a múltiples sistemas, socavando la eficiencia, la fiabilidad y la disponibilidad.
Abordar de forma proactiva la calidad de la energía en los sistemas HVAC, salas de servidores, filas de racks y racks de servidores individuales es esencial para mantener el tiempo de actividad, extender la vida útil del equipo y proteger la infraestructura digital crítica.
En una economía digital siempre activa, ¡La calidad de la energía no es opcional, es fundamental!
Conozca más sobre la solución de MTE para mitigar armónicos en centros de datos: SyntriX AHF™!
- Agencia Internacional de Energía. Electricidad 2024: Análisis y Pronóstico hasta 2026. AIE, 2024.
- Departamento de Energía de EE. UU. Eficiencia Energética en Centros de Datos. Departamento de Energía, 2022.
- Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Investigación en gestión térmica y energética de centros de datos. LBNL, Departamento de Energía de EE. UU.
- Instituto Nacional de Estándares y Tecnología. Resiliencia para instalaciones críticas (Informe de subvención/contratista del NIST GCR 23-037). NIST, 2023.