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INDICE: 1. Concepto 1.1. Reseña Histórica 1.2. Características 2. TIER 3. Clasificación Clasifica ción de TIERS 4. TIER I 5. TIER II 6. TIER III 7. TIER IV 8. Sistemas de Poso Tierra 8.1. Concepto 8.2. Características 8.3. Ejemplos de Empleo 9. Sistemas de Refrigeración 9.1. Objetivo 9.2. Importancia 10. Cableado Estructurado 10.1. Concepto 10.2. Características
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ALTA DISPONIBILIDAD DISPONIBILIDAD EN EN UN DATA CENTER CENTER
1. CONCEPTO: La alta Disponibilidad en Data Center es un espacio espacio dotado de importantes importantes características características tecnológicas, tecnológicas, y de gran tamaño, donde se ubica el equipamiento electrónico que guarda toda la información de una organización. Dentro de toda organización moderna, donde la tecnología tiene un papel preponderante para el desarrollo de la misma, debe existir un lugar perfectamente acondicionado para albergar servidores. Estos ámbitos reciben el nombre de Data Center o Centros de Proceso de Datos, los mismos deben contar con altísimos estándares de seguridad y restricciones de entrada, como así también con determinados niveles de humedad, temperatura y suministro de energía. Crear y mantener un Centro de Datos físico es muy costoso, ya que requiere de medidas especiales en cuanto a seguridad, alimentación eléctrica, refrigeración, etc. Por lo tanto, sólo las grandes empresas pueden hacer uso de él, pero hoy en día cualquier compañía puede disponer de su Data Center Virtual, para guardar la información de su negocio y operar a través de la nube, con las máximas garantías de seguridad, disponibilidad y flexibilidad. Cuando nos hablan de un Data center, la primera imagen que se me viene a la cabeza es una habitación gigantesca, llena de servidores, luces, cables y más cables lleno de letreros de advertencias por todos lados. No es muy alejado de la realidad, pero se debe entender que: "Un data center es principalmente un centro de gestión de almacenamiento de datos vital para el correcto funcionamiento de cualquier empresa". Por ello, no contar con el servicio hoy en día de un Data Center cobra mayor importancia sobretodo en tiempos en que el acceso y el resguardo de la información son vitales. No importa el tamaño de la habitación, lo que cuenta es que tu información esté a buen resguardo. Los Centros de Datos o Data Center, ya sea para mantener las necesidades de una sola empresa o alojar decenas de miles de sitios de Internet de clientes, son esenciales para el tráfico, procesamiento y almacenamiento de información. Por ello, es que deben ser extremadamente confiables y seguros al tiempo que deben ser capaces de adaptarse al crecimiento y la reconfiguración.
1.1. Reseña Reseña Histórica: Los centros de datos tienen sus raíces en las grandes salas de informática de los primeros tiempos de la industria de la computación. Los primeros sistemas informáticos son complejos de operar y mantener, y requiere un ambiente especial en el que operar. Muchos cables son necesarios para conectar todos los componentes y los métodos para acomodar y organizar estos fueron concebidos como estándar bastidores para montar equipos, suelos elevados y bandejas de cables (instalado por encima o debajo del piso elevado). Además, una única unidad central requiere una gran cantidad de energía, y tuvo que ser enfriado para evitar el sobrecalentamiento. La seguridad era importante pero las computadoras eran caras y se utilizan con frecuencia para fines militares. Por lo tanto, las directrices de diseño básicos para controlar el acceso a la sala de ordenadores han sido concebidos. Durante el auge de la industria del microordenador, y especialmente durante la década de 1980, las computadoras comenzaron a ser desplegados en todas partes, en muchos casos con poca o ninguna atención acerca de los requisitos de funcionamiento. Sin embargo, como la tecnología de la información (TI) para las operaciones comenzaron a crecer en complejidad, las empresas crecieron conscientes de la necesidad de controlar los recursos de TI. Con la llegada del cliente-servidor informático, durante la década de 1990, los microordenadores (que ahora se llama " servidores ") comenzaron a encontrar su lugar en las antiguas salas de ordenadores. La disponibilidad de bajo costo de redes equipo, junto con las nuevas normas para la red de cableado cableado estructurado, hizo posible el uso uso de un diseño jerárquico que puso a los servidores en una habitación específica dentro de la empresa. El uso del término "centro de datos", como se aplica a las salas de ordenadores diseñados especialmente, comenzó a ganar reconocimiento popular de este tiempo. El auge de los centros de datos se produjo durante la burbuja del punto com. Las empresas necesitan conectividad a Internet rápida y un funcionamiento ininterrumpido de implementar sistemas y establecer una presencia en Internet. Instalación de dicho equipo no era viable para muchas empresas más pequeñas. Muchas empresas comenzaron a construir grandes instalaciones, llamados centros de datos de Internet (IDC), que proporcionan a las empresas una amplia gama de soluciones para la implementación y operación de los sistemas. Las nuevas tecnologías y las prácticas fueron diseñadas para manejar la escala y las necesidades de funcionamiento de este tipo de operaciones a gran escala. Estas prácticas eventualmente emigraron hacia los centros de datos privados, y se adoptaron en gran parte debido a sus resultados prácticos. Con un aumento en la absorción de la computación en nube organizaciones, empresas y gobiernos están examinando los centros de datos en un grado mayor en áreas como la seguridad, la disponibilidad, el impacto ambiental y el cumplimiento de las normas. Documentos estándar de los grupos de profesionales acreditados, como la Asociación de la Industria de Telecomunicaciones, especifican los
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requisitos para el diseño del centro de datos. Métricas operativas conocidos de disponibilidad del centro de datos pueden ser utilizados para evaluar el impacto en el negocio de una interrupción. Todavía hay un montón de desarrollo que se realiza en la práctica la operación, y también en el medio ambiente de diseño del centro de datos. Los centros de datos suelen ser muy caros de construir y mantener.
1.2. Características:
La construcción donde se encuentra el Datacenter es sismo resistente. El Datacenter cuenta con un área para almacenamiento de equipos y medios libre de circulación de tuberías de gas natural o propano. El Piso falso de 60X60 del centro de datos garantiza la circulación del aire del sistema de precisión ambiental, permitiendo el flujo de aire en los racks desde su parte inferior, a través de sus láminas perforadas. El Datacenter cuenta con puerta blindada de seguridad y puertas construidas en material antinflamable y vidrios templados para evitar su caída en caso de rompimiento por movimiento sísmico o explosión ya sea por incendio o atentado. El datacenter no cuenta con puertas o ventanas de acceso directo al perímetro del predio. El piso falso del datacenter está instalado sobre gatos y cumple con las características de ser antiestático, aislante, no inflamable y no combustible; bajo él se aloja la escalerilla que permite el paso de cableado estructurado. Personal humano de seguridad altamente calificado. Se cuenta con un sistema de control de acceso por medio de biométrico con huella para el acceso al centro de datos. Se cuenta con Ingenieros especializados a su servicio las 24 horas el día, están permanentemente monitoreando. Servidores ubicados en el Centro de Datos.
Los Data Centers cuentan con una infraestructura específicamente diseñada y gestionada para la prestación del servicio de alojamiento de equipos. La infraestructura garantiza un elevado nivel de servicio dado que cuenta con tecnología punta y los servicios de mantenimiento preventivo pertinente.
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Armarios
Los bastidores usados por Infratech aseguran un diseño y unas prestaciones de alta calidad que se ajustan perfectamente a nuestras instalaciones y servicios. Los bastidores tienen las siguientes características:
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Puertas acristaladas o metálicas, sin ningún orificio (para mantener la presión interior del aire y su temperatura).
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Techo con entrada de cables (para permitir la entrada del cableado de voz y datos conducido por las bandejas elevadas).
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2. TIER: Los TIERS de un Datacenter es una clasificación ideada por el Uptime Institute (un consorcio dedicado a promover las mejores prácticas para la planificación y gestión de centros de datos) que se plasmó en el estándar ANSI/TIA-942 942 (Telecomunication Infrastructure Standard for Data Centers), incluye un Anexo informativo sobre los Grados de Disponibilidad (Tier) con los que pueden clasificarse los Datacenters.
3. CLASIFICACIÓN DE LOS TIERS: -
Tier I:
Típicamente sufren de dos distintos paros de 12 horas por año para mantenimiento o reparaciones. Además, sufren de 1.2 fallas promedio de equipos o distribución.
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Tier II:
Usualmente programan tres ventanas de mantenimiento cada dos años y sufren de un paro noplanificado por año.
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Tier III:
Por ser Mantenible de Manera Concurrente no requieren de paros para mantenimiento y permitan un programa de mantenimiento agresivo, mejorando el desempeño total de los equipos. Un paro promedio de 4 horas cada 2.5 años.
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Tier IV
Provienen una infraestructura robusta, Tolerante a Fallas cual reduce eventos a uno de 4 horas cada 5 años. Básicamente se establece el día de hoy 4 categorías de TIERS (TIER I, TIER II, TIER III y TIER IV), en función del nivel de redundancia de los componentes que soportan el Datacenter.
Tier
% disponibilidad
% de indisponibilidad
Tiempo de indisponibilidad al año.
Tier I Tier II Tier III Tier IV
99.671 %
0.329 %
28.82 horas
99.741 %
0.251 %
22.68 horas
99.982 %
0.018 %
1.57 horas
99.995 %
0.005 %
52.56 minutos
Para cada uno de los Tiers que existen se detallan las recomendaciones para la infraestructura de seguridad, eléctrica y mecánica y telecomunicaciones. Cuando mayor Tier disponemos, mayor grado de disponibilidad y por lo tanto mayores costes asociados en su construcción y más tiemp o para hacerlo.
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4. TIER I: Sitio de Infraestructura Básico El requisito fundamental: a) b)
Un Centro de Computo Tier I básico no tiene componentes de capacidad redundantes. Posee una sola ruta de distribución no redundante, sirviendo los equipos informáticos.
Las pruebas de confirmación de rendimiento: a) Tiene capacidad suficiente para satisfacer las necesidades del sitio. b) Una interrupción imprevista o falla de cualquier sistema de capacidad, de componente de capacidad, o distribución de elementos puede impactar el equipo de cómputo. c) Trabajo planeado requiere que la mayoría o la totalidad de la infraestructura de los sistemas del sitio sean apagadas, cual afecta a equipos, sistemas y usuarios finales.
Los impactos operativos: a) El sitio es susceptible a la perturbación de actividades planificadas así como no planificadas. Errores de operación (humanos) de los componentes de la infraestructura del sitio causarán una disrupción en el centro de datos. b) La infraestructura del sitio debe estar completamente apagada una vez al año para realizar con seguridad el mantenimiento preventivo y reparaciones necesarias. Situaciones de urgencia pueden requerir paros más frecuentes. La falta de realizar mantenimiento aumenta significativamente el riesgo de interrupción no planificada, así como la gravedad de la falla consecuente.
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El TIER I refleja la necesidad del Cliente para un sitio de infraestructura dedicado al soporte de sistemas de TI e incluye: • Espacio dedicado para sistemas de TI solo para procesos internos. • Un UPS para filtrar picos, bajos y apagones momentáneos. • Equipo de enfriamiento dedicado que no sea apagado al fin de día. • Una planta de emergencia para proteger funciones de TI de apagones extendidos.
5. TIER II: Sitio de Infraestructura con Componentes de Capacidad Redundantes El requisito fundamental: a) b)
Un Centro de Computo Tier II tiene componentes de capacidad redundantes. Una sola ruta de distribución, no redundante, sirviendo los equipos informáticos.
Las pruebas de confirmación de rendimiento: a) Los componentes de capacidad pueden ser retirados de servicio de forma planificada, sin causar que alguno de los equipos de computación sean apagados. b) Eliminación de rutas de distribución del servicio para mantenimiento u otra actividad requiere de apagado del equipo de computación.
Es decir que el TIER II Incluye componentes de capacidad redundantes para proporcionar un margen de seguridad contra interrupciones de procesos de TI debido a fallas de equipo de infraestructura: • Módulos adicionales de UPS. • Chillers, equipos de extracción de calor, bombas, unidades de enfriamiento. • Plantas de emergencia.
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6. TIER III: Sitio de Infraestructura Mantenible de Manera Concurrente El requisito fundamental: a)
Un Centro de Computo mantenible de manera concurrente tiene componentes de capacidad redundantes y múltiples, independientes rutas de distribución de servicio para los equipos informáticos. Sólo una ruta de distribución es necesaria para servir al equipo de computación en cualquier momento.
b) Todos los equipos de IT tienen fuentes de poder dobles instalados correctamente y que sean compatibles con la topología de la arquitectura del sitio. Dispositivos de transferencia, como switches, deben incorporarse a los e quipos informáticos que no cumplan con esta especificación.
Las pruebas de confirmación de rendimiento: a)
Cada componente de la capacidad y los elementos de las rutas de distribución puede ser retirado de servicio de manera planificada sin afectar a cualquier de los equipos informáticos.
b)
Existe la suficiente capacidad de instalación permanente para satisfacer las necesidades de lugar cuando los componentes redundantes son retirados de servicio por cualquier motivo.
Los impactos operativos: a) El sitio es susceptible a la interrupción de actividades no planificadas. Errores de operación de componentes de la infraestructura del sitio pueden causar una interrupción de equipo de computación. b) Una interrupción imprevista o falla de cualquier sistema de capacidad tendrá un impacto al Equipo informático. c) Una interrupción imprevista o falla de un componente o elemento de la distribución de capacidad podría influir el equipo de computación.
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d) Mantenimiento planeado de la infraestructura del sitio se puede realizar mediante el uso de los componentes de capacidad y rutas de distribución redundantes para trabajar con seguridad en el resto del equipo. e) Durante las actividades de mantenimiento, el riesgo de interrupción puede ser elevado. (Esta condición de mantenimiento no derrota a la calificación de Tier alcanzado en las operaciones normales).
7. TIER IV: Sitio de Infraestructura Tolerante a Fallas Llamado también Centro de datos Tolerante a fallos, esta es la clasificación más exigente ya que implica cumplir con los requisitos de TIER III además de soportar fallos en cualquier de sus componentes que inhabilite una línea (suministro, refrigeración).
El requisito fundamental: a)
Un centro de datos tolerante a fallas tiene sistemas múltiples, independientes y aislados físicamente, los cuales proveen componentes redundantes de capacidad y vías de distribución múltiples, independientes, diversas y activas, que sirven simultáneamente a los equipos de computación.
b)
Los componentes redundantes y la capacidad de distribución de diversas rutas se configuran tal que "N" es la capacidad para proporcionar energía y enfriamiento a los equipos informáticos después de cualquier falla de infraestructura.
c)
Todos los equipos de IT tienen fuentes de poder dobles tal como se define en Fault Tolerant Power Compliance Specification Version 2.0 del Instituto, instalado correctamente y que sea compatible con la topología de la arquitectura del sitio. Dispositivos de transferencia, como switches, deben incorporarse a los equipos informáticos que no cumplan con esta especificación.
d)
Los sistemas complementarios y rutas de distribución debe estar físicamente aisladas entre sí (Compartimientos) para evitar que cualquier evento único impactará ambos sistemas o rutas de distribución.
e)
Se requiere de enfriamiento continuo (obligatorio).
Las pruebas de confirmación de rendimiento: a)
Una sola falla de cualquier sistema de capacidad, o un elemento de distribución no afectará a los equipos informáticos.
b)
El sistema mismo responde automáticamente (“se auto repara”) ante una falla para prevenir mayores daños al sitio.
c)
Cada componente de la capacidad y los elementos de las rutas de distribución puede ser retirado de servicio de manera planificada sin afectar a cualquier de los equipos informáticos.
d)
Hay capacidad suficiente para satisfacer las necesidades del lugar cuando los componentes redundantes o rutas de d istribución son retirados del servicio por cualquier motivo.
Los impactos operativos: a)
El sitio no es susceptible a interrupción debido a un solo suceso no planificado.
b)
El sitio no es susceptible a la interrupción de cualquier actividad de trabajo previsto (Mantenimiento).
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c)
El mantenimiento de la infraestructura del sitio se puede realizar mediante el uso de los componentes redundantes y la capacidad de rutas de distribución para trabajar con seguridad con el resto del equipo.
d)
Durante la actividad de mantenimiento cuando los componentes de la capacidad redundante o una ruta de distribución esté apagado, el equipo de computación está expuesta a un mayor riesgo de interrupción en el caso de una falla en el resto de la ruta. Esta configuración de mantenimiento no invalida la evaluación Tier conseguida en operaciones normales.
e)
Operación de la alarma de incendios, extinción de incendios, o la energía eléctrica de emergencia (EPO) puede causar una interrupción en el Centro de Datos.
Características
Es decir, el TIER IV agrega el concepto de tolerante a fallas. Similar a mantener de manera concurrente, tolerante a fallas extiende a cada componente de capacidad o de distribución que soporta operaciones de TI. Tier IV considera que cualquier de estos sistemas o componentes puede fallar o tener un apagón imprevisto en cualquier momento. La definición de Tier IV es basado en una falla única de componente o de ruta. Sin embargo, el sitio debe ser diseñado y operado para tolerar el impacto cumulativo de cada componente, sistema o ruta interrumpido por la falla.
Puntos importantes de un Datacenter Tier IV: -
Escalabilidad
Un Data Center Tier IV tiene que ser modular; lo que permite la escalabilidad. Cada módulo con una o varias salas IT funciona de manera independiente. Se puede añadir módulos al Data Center sin interrupción de servicio y sin que afecten a los módulos existentes. Un Data Center Tier IV debe también tener la capacidad de aumentar la capacidad eléctrica de las salas IT en función del consumo.
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Enfriamiento
En un Datacenter Tier IV, es obligatorio llevar un enfriamiento continuo a las salas IT a través de la circulación de aire en el entre-suelo dónde se instala el cableado eléctrico. Ese enfriamiento se hace utilizando el poder calorífico del aire exterior mezclándolo con el aire del Data Center para conseguir ahorro de energía.
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Eficiencia
La eficiencia de un Data Center se mide con la relación que existe entre la energía que recibe el Data Center y la energía que se emplea realmente en la sala IT. Teóricamente esa relación debería igualarse a 1. En la realidad un Data Center Tier IV alcanza unos niveles próximos a 1,2 - 1,4
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Precio
La eficiencia de un Data Center en la utilización de la energía es una manera de contener el gasto de operación y mantenimiento que se puede transferir al usuario final en caso de explotación comercial.
Diferencias entre un Tier III y el Tier IV: Según Uptime Institute, un Data Center TIER IV debe estar construido a prueba de fallos (Fault Tolerant) y para ello se requiere sistemas múltiples, independientes, y físicamente aislados. Veamos que significan esos requerimientos para cada uno de los sistemas: -
Ingeniería Civil: Desde el punto de vista de ingeniería civil, la única diferencia entre un TIER III y un TIER IV es la separación física entre los componentes y rutas activas. Esto se puede conseguir mediante la “compartimentalización”, es decir, creando cuartos y muros para separar los componentes y/o una distribución de espacios que separe físicamente ambas rutas, por ejemplo en lados opuestos del edificio principal.
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Sistema Eléctrico: El sistema eléctrico de un TIER IV se diferencia de un TIER III en que ambas rutas deben ser activas, y que los tableros deben ser automáticos. La mayor diferencia de costo estaría en las UPS si no fuera porque la mayoría de los TIER III ya tienen UPS en ambas ramas, entonces realmente la única diferencia sería la respuesta autónoma del sistema eléctrico ante una eventual falla, punto que también gran parte de los TIER III ya poseen, debido a que con un buen diseño, esta automatización se puede limitar a algunos pocos tableros.
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Sistema Mecánico: Aquí la principal diferencia radica en el enfriamiento continuo, es decir el respaldo por UPS de los ventiladores de las manejadoras de aire acondicionado, de las válvulas y de las bombas de agua del sistema de agua helada (en caso de enfriamiento por agua helada, lo más común en grandes data centers), además de requerir de un almacenamiento térmico por el mismo tiempo de autonomía de las baterías de las UPS de la carga crítica. Sin embargo, en grandes Data Centers TIER III es recomendable y muy común encontrar que ya se ha incluido el enfriamiento continuo, luego en esos casos la diferencia radicaría en la capacidad de respuesta autónoma. Esta pueda ser una de las mayores diferencias en costos, y que represente entre un 7% a un 10% del Capex del Data Center. Un buen diseño TIER IV minimiza la cantidad de válvulas para reducir costos.
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Sistema de Monitoreo y Gestión: Aquí radica la principal diferencia en un TIER IV frente a un TIER III. El sistema de gestión debe asegurar la capacidad del sistema de identificar, aislar y reparar cualquier falla. Se requiere un BMS mucho más sofisticado y con un nivel mucho mayor de instrumentalización y control. Así y todo, un BMS muy sofisticado no debe representar más de un 5% del valor del proyecto.
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Otros Sistemas Especiales: Para el sistema de detección y extinción de incendio, el sistema de seguridad física, etc. no hay diferencias entre un TIER III y un TIER IV siempre y cuando los diseños sean independientes del sistema electromecánico.
Es importante señalar, que la certificación TIER (I, II, III y IV) de Facilidad Construida solamente hace referencia a la disponibilidad del sistema electromecánico desde un punto de vista de diseño y construcción. La certificación TIER solo nos garantiza que la instalación se ha diseñado y construido de acuerdo a un conjunto de recomendaciones, pero lo que nos va a asegurar la máxima disponibilidad durante la vida del Data Center es su operación y mantenimiento. Para eso razón Uptime Institute sacó la certificación TIER de Sustentabilidad Operacional (Bronze, Silver y Gold) y que si valida como se opera y mantiene el Data Center, además de evaluar el edificio y la ubicación del Data Center.
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Ventajas del Tier IV frente a los demás niveles de Tiers:
Ejemplos de empleo:
Compañías con presencia en el mercado internacional
Servicios 24x365 en un mercado altamente competitivo
Compañías basadas en el comercio electrónico
Acceso a procesos y transacciones Online
Entidades financieras
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Lista de los mejores Data Center del mundo: La entidad independiente Uptime Institute realiza la certificación de los Data Centers en el mundo. En enero del 2014 tenemos los siguientes Data Center Tier III y Tier IV en Europa:
Como Data Centers Tier IV (disponibles para servicios de alojamiento a terceros; no solo con uso propio) tenemos:
España: Telefónica y TISSAT
Inglaterra: Infinity
Luxemburgo: EBRC y LuxConnect
Para Suramérica tenemos los siguientes Data Centers Tier III y Tier IV:
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Como Data Center Tier IV (igualmente disponibles para terceros; no solo con uso propio) tenemos:
Curaçao: CTEX
México: KIO Networks
Ecuador (Quito) : Telconet
Costa Rica destaca como lugar de residencia para diferentes Data Centers (Fujitsu por ejemplo). Por ejemplo, la falla de un tablero afectará cada sub-panel y componente que deriva su energía de él. Una facilidad Tier IV tolera estos impactos cumulativos sin afectar las operaciones del cuarto de cómputo.
8. SISTEMA POSO TIERRA: La importancia de entender el comportamiento de la electricidad y cuáles son sus aplicaciones, hoy en día es un hecho que todas las personas se ven involucradas de cualquier modo con electricidad tanto en sus casas como en el trabajo. Un sistema de puesta a tierra consiste en la conexión de equipos eléctricos y electrónicos a tierra, para evitar que se dañen los equipos en caso de una corriente transitoria peligrosa, o también que por falta de aislamiento en uno de los conductores y al quedar en contacto con las placas de los contactos y ser tocados por alguna persona pudiera ocasionarle lesiones o incluso la muerte. Por estas razones, se recomienda que se realicen las instalaciones de puesta a tierra por que la corriente siempre busca el camino más fácil por donde poder pasar, y al llegar a tierra se disipa por esta esto si se tiene una resistividad muy baja en el terreno donde se realizó la instalación.
8.1. Conceptos:
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Tierra de Protección:
Los sistemas eléctricos se conectan a tierra con el fin de limitar la tensión que pudiera aparecer en ellos, por estar expuestos a descargas atmosféricas, por interconexión en casos de fallas con sistemas de conexiones superiores, o bien, para limitar el potencial máximo con respecta a tierra, producto por la tensión nominal del sistema. Este tipo de conexión se denominará Tierra de Servicio. -
Tierra de Servicio:
Los equipos eléctricos se conectan a tierra pata evitar que la carcasa o cubierta metálica de ellos represente un potencial respecto de tierra que pueda significar un peligro para el op erario u usuario el equipo. Este tipo de conexión a tierra se denominará Tierra de Protección. -
Tierra de Referencia:
Se entiende por tierra de referencia a la tierra qu e se le asigna potencial. -
Electrodo de Tierra:
Se entiende por electrodo de tierra a un conductor (cable, barra, tubo, placa, etc.) enterrado en contacto directo con la tierra o sumergido en agua que este en contacto con la tierra. -
Mallas de Tierra:
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Es un conjunto de electrodos unidos eléctricamente entre sí. -
Conexión a Tierra:
Es la conexión eléctrica entre una malla o electrodo en tierra y una parte exterior. Las partes de conexiones a tierra no aisladas y enterradas, se consideran como parte de la malla de electrodo. -
Poner a Tierra:
Cuando un equipo o instalación está conectado eléctricamente a una malla o electrodo a tierra. -
Resistividad de un Terreno:
Es la relación entre la tensión de la malla con respecto a tierra de referencia y la corriente que pasa a tierra a través de la malla. -
Gradiente Superficial:
Es la diferencia de potencial que existe entre dos puntos de la superficie del terreno o del agua, distante entre sí en 1 m.
8.2. Características: De acuerdo a su aplicación los sistemas de puesta a tierra son: -
Puesta a tierra para sistemas eléctricos:
El propósito de aterrar los sistemas eléctricos es limitar cualquier voltaje elevado que pueda resultar de ra yos, fenómenos de inducción o de contactos no intencionales con cables de voltajes más altos. Esto se realiza mediante un conductor apropiado a la corriente de falla a tierra total del sistema, como parte del sistema eléctrico conectado al planeta tierra.
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Puesta a tierra de los equipos eléctricos:
Su propósito es eliminar los potenciales de toque que pudieran poner en peligro la vida y las propiedades, de forma que operen las protecciones por sobrecorriente de los equipos. Utilizado para conectar a tierra todos los elementos de la instalación que en condiciones normales de operación no están sujetos a tensiones, pero que pueden tener diferencia de potencial con respecto a tierra a causa de fallas accidentales en los circuitos eléctricos, así como los puntos de la instalación eléctrica en los que es necesario establecer una conexión a tierra para dar mayor seguridad, mejor funcionamiento y regularidad en la operación y en fin, todos los elementos sujetos a corrientes eléctricas importantes de corto circuito y sobretensiones en condiciones de falla. Generalmente la resistencia a tierra en cualquier punto del sistema, no debe ser mayor a 10 Ohms. Para la conexión a tierra de los equipos, se instalan en los edificios, una barra de cobre electrolítico de dimensiones adecuadas, instaladas a unos 60 cm sobre el nivel de piso con una leyenda indicativa, que es de uso exclusivo para el sistema de fuerza en las concentraciones de tableros de cada piso.
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Puesta a tierra en señales electrónicas:
Para evitar la contaminación con señales en frecuencias diferentes a la deseada. Se logra mediante blindajes de todo tipo conectados a una referencia cero o a tierra.
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Puesta a tierra de protección electrónica:
Para evitar la destrucción de los elementos semiconductores por sobre voltajes, se colocan dispositivos de protección de forma de limitar los picos de sobré tensión conectados entre los conductores activos y tierra. La
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puesta a tierra de los equipos electrónicos y de control, consta de una serie de electrodos instalados remotamente al edificio. En el interior se instala una barra de cobre electrolítico de dimensiones adecuadas montada a 2.60 metros sobre nivel de piso terminado con una leyenda indicativa, que es de uso exclusivo para el sistema de electrónica. La resistencia a tierra máxima en este sistema debe ser de unos 2 Ohms, cuando no se alcanza la resistencia deseada, se instala algún elemento químico para reducir la resistividad del terreno y alcanzar así, la resistencia a tierra requerida.
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Puesta a tierra de protección atmosférica:
Como su nombre lo indica, se destina para drenar a tierra las corrientes producidas por descargas atmosféricas (RAYOS) sin mayores daños a personas y propiedades. Se logra con una malla metálica igualadora de potencial conectada al planeta tierra que cubre los equipos o edificios a proteger o se conforma con electrodos tipo copperweld y cable tipo pararrayos de cobre Clase 1 de 27 hilos. La distancia del edificio con respecto al sitio donde se entierre el electrodo, no debe ser inferior a 2,50 metros y debe quedar totalmente aislado de los sistemas de tierras para fuerza y para electrónica. La resistencia a tierra en cualquier punto del sistema, no debe ser mayor a 10 ohms, para lo cual en necesario, se implementarán arreglos de electrodos en Delta y/o un agregado de elementos químicos para reducir la resistividad del terreno, recomendados por él.
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Puesta a tierra de protección electrostática:
Sirve para neutralizar las cargas electroestáticas producidas en los materiales dieléctricos. Se logra uniendo todas las partes metálicas y dieléctricas, utilizando el planeta tierra como referencia de voltaje cero. Como pudo apreciar anteriormente cada sistema de tierras debe cerrar únicamente el circuito eléctrico que le corresponde.
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Puesta a tierra para sistemas eléctricos:
Los sistemas eléctricos se conectan a tierra con el fin de limitar la tensión que pudiera aparecer en ellos, por estar expuestos a descargas atmosféricas, por interconexión en casos de fallas con sistemas de conexiones superiores, o bien, para limitar el potencial máximo con respecta a tierra, producto por la tensión nominal del sistema.
De acuerdo a su estructura: -
Tomas de tierra:
Las tomas de tierra están formadas p or los siguientes elementos:
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Electrodos:
Los electrodos son elementos metálicos que permanecen en contacto directo con el terreno. Los electrodos estarán construidos con materiales inalterables a la humedad y a la acción química del terreno. Por ello, se suelen usan materiales tales como el cobre, el acero galvanizado y el hierro zincado. Según su estructura, los electrodos pueden ser:
Placas: Serán placas de cobre o hierro zincado, de al menos 4 mm de grosor, y una superficie útil nunca inferior a 0.5 m2. Se colocarán enterradas en posición vertical, de modo que su arista superior quede, como mínimo, a 50 cm bajo la superficie del terreno. En caso de ser necesarias varias placas, están se colocarán separadas una distancia de 3 m. Picas: Pueden estar formadas por tubos de acero zincado de 60 mm de diámetro mínimo, o de cobre de 14 mm de diámetro, y con unas longitudes nunca inferiores a los 2 m. En el caso de ser necesarias varias picas, la distancia entre ellas será, al menos, igual a la longitud. -
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Conductores enterrados: Se usarán cables de cobre desnudo de al menos 35 mm2 de sección, o
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cables de acero galvanizado de un mínimo de 2.5 mm de diámetro. Estos electrodos deberán enterrarse horizontalmente a una profundidad no inferior a los 50 cm. Mallas metálicas: Formadas por electrodos simples del mismo tipo unidos entre sí y situados bajo tierra. En todos los casos, la sección del electrodo debe ser tal que ofrezca menor resistencia que el conductor de las líneas principales de tierra. Puesto que la resistencia del electrodo depende de su forma, de sus dimensiones y de la resistividad del terreno. Como la tierra no tiene la misma resistividad en todos los puntos, pueden existir distintos potenciales entre dos placas de metal enterradas. Por eso en un sistema de protección formado por múltiples placas, conectadas entre sí mediante una malla, se pueden originar campos electromagnéticos generados por la corriente de descargas a través del pararrayos y los electrodos de la toma de tierra. Además, con la caída de un rayo en las inmediaciones de un edificio, y fluir la corriente de descarga por la tierra, esta diferencia de potencial entre las tomas de tierra hará que por la malla circule una corriente, que puede crear campos eléctricos y magnéticos que afectarán negativamente a los aparatos electrónicos que se encuentren en el edificio. Para intentar reducir estos efectos, será necesario hacer uso de protecciones secundarias.
Anillos de enlace con tierra:
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El anillo de enlace con tierra está formado por un conjunto de conductores que unen entre sí los electrodos, así como con los puntos de puesta a tierra. Suelen ser de cobre de al menos 35 mm2 de sección.
Punto de puesta a tierra:
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Un punto de puesta a tierra es un punto, generalmente situado dentro de una cámara, que sirve de unión entre el anillo de enlace y las líneas principales de tierra.
Líneas principales de tierra:
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Son los conductores que unen al pararrayos con los puntos de puesta a tierra. Por seguridad, deberá haber al menos dos trayectorias (conductores) a tierra por cada pararrayos para asegurarnos una buena conexión. Así mismo, se deben conectar a los puntos de toma de tierra todas las tuberías metálicas de agua y gas, así como canalones y cubiertas metálicas que pudieran ser alcanzadas por un rayo.
8.3. Ejemplos de Empleo: De acuerdo al lugar de uso van a permitir:
Brindar seguridad a las personas. Proteger las instalaciones, equipos y bienes en general, al facilitar y garantizar la correcta operación de los dispositivos de protección. Establecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabilizar la tensión eléctrica a tierra, bajo condiciones normales de operación. Mejorar la calidad del servicio eléctrico, disipar la corriente asociada a descargas atmosféricas y limitar las sobre tensiones generadas. Edificios o zonas abiertas con concurrencia de público. Edificaciones de gran altura y en general, construcciones elevadas (pilares, depósitos de agua, faros, antenas, torres).
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Construcciones y depósitos en los que se manipulen y/o contengan materiales peligrosos (explosivos, inflamables, tóxicos).
Edificio que contengan equipos o documentos especiales vulnerables o valiosos (Instalaciones de Telecomunicaciones, ordenadores, archivos, muses, monumentos históricos, patrimonios culturales) y en general estructuras utilizadas para fines comerciales, industriales, agrícolas, administrativos o residenciales.
9. SISTEMA DE REFRIGERACIÓN: Estos grandes centros de datos superan normalmente los 500 o 1000 m2 con una densidad promedia del local de 1500 W/m2 donde los sectores de comunicación están en 300 W/m2 aproximadamente y zonas de alta densidad que pueden llegar a 4000 W/m2. Además hay que añadir la refrigeración de salas eléctricas, oficinas, talleres, etc. En general se llega a capacidades de 3 a 5 MW de frío en un Centro de datos completo. Se suelen seleccionar sistemas con agua helada, no sólo por el consumo eléctrico sino más bien por la flexibilidad en la aplicación y por el bajo volumen de refrigerantes en uso. Para la producción de agua helada existen distintos tipos de chiller: - Chiller enfriados por aire con ventiladores axiales estandar o ventiladores de tipo EC-Fan de bajo consumo y compresor de tornillo. - Chiller enfriado por aire con ventiladores axiales estándar o ventiladores de tipo EC-Fan de bajo consumo con Free-cooling y compresor de tornillo. - Chiller refrigerados por agua con Torres de enfriamiento con screw o compresor centrífugo. - Chiller enfriados por agua con Dry Cooler en circuito cerrado con compresor tipo scroll, eventualmente de tornillo o centrífugo. Los chiller que integran free -cooling ofrecen un interesante ahorro energético, dependiendo principalmente de las condiciones climáticas de la zona donde se instalen y en la selección de temperatura de inyección de aire en los pasillos fríos del centro de datos.
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El free-cooling consta en hacer pasar el retorno de agua que proviene del centro de datos primero por un serpentín de intercambio de calor agua-aire montado en la succión de aire del condensador, logrando así un pre-enfriamiento en el retorno del agua.
9.1. El objetivo: la eficiencia energética
Existe en estos momentos una tendencia a la construcción de centros de datos cada vez más grandes, que demandan las mejores tecnologías para garantizar su funcionamiento y mejorar su eficiencia. El consumo de energía en estos centros, se incrementa por tanto, de manera exponencial. Un centro de datos no sólo es hardware y telecomunicaciones, cuenta con instalaciones eléctricas, de refrigeración, contra incendios, iluminación, entre otras. Una parte importante de la energía consumida en un data center corresponde a los sistemas de refrigeración que se convierten en un objetivo central para la reducción de costes energéticos.
9.2. La importancia de la refrigeración
La producción de calor de los equipos que conforman un centro de datos es uno de los problemas principales y que más preocupan a sus administradores. El exceso de calor en una sala de servidores afecta negativamente el rendimiento del equipo y acorta su vida útil, además de suponer un peligro en el caso de alcanzar niveles elevados. Por eso es de vital importancia el diseño de un buen sistema de refrigeración. En este diseño es fundamental el dimensionamiento del sistema, que exige comprender la cantidad de calor producida por los equipos TI junto con el que producen otras fuentes de calor que habitualmente están presentes como los SAI, la distribución de alimentación, unidades de aire acondicionado, iluminación y personas…Fijarse en todo ello es básico para calcular la carga térmica. En una instalación típica las cargas que más peso tienen son: el 70% que suele corresponder a la carga de los equipos TI, el 9% a la iluminación, el 6% a la distribución de la alimentación y el 2% a las personas.
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Además de eliminar el calor, un sistema de aire acondicionado para un centro de datos está diseñado para controlar la humedad. En la mayoría de sistemas de aire acondicionado la función de refrigeración por aire del sistema causa una importante condensación de vapor de agua y la consiguiente pérdida de humedad. Por tanto, es necesaria una humidificación suplementaria para mantener el nivel de humedad deseado. Esta humidificación suplementaria crea una carga de calor adicional en la unidad de aire acondicionado de la sala de ordenadores (CRAC), disminuyendo de forma clara la capacidad de refrigeración de la unidad y haciendo necesario un sobredimensionamiento. Es importante hablar también del diseño de la red de conductos del aire o el falso suelo, ya que tiene un efecto importante en el rendimiento global del sistema y, además, afecta en gran medida a la uniformidad de la temperatura dentro del centro de datos. La elección de un sistema de distribución de aire modular, unido a una correcta estimación de la carga térmica, puede reducir significativamente los requisitos de configuración del diseño del centro de datos.
9.3. Ejemplo de Empleo:
En esta entrada vamos a hablar del ahorro energético en refrigeración de CPDs, pero no en los CPDs de grandes empresas que se dedican a las TICs como el propio Google con algún centro de datos en Finlandia refrigerado por agua de mar, si no de compañías ajenas al mundo de las TICs que han ido creciendo poco a poco y con ellas sus da ta centers. Es muy común en este tipo de empresas, encontrarse con salas de CPDs que cuentan como único sistema de refrigeración con uno o varios equipos de aire acondicionado comercial o incluso doméstico (splits murales). Este sistema “hace su función”: los equipos informát icos toman aire por su parte anterior, lo utilizan para refrigerarse y lo expulsan por su parte posterior a mayor temperatura, este aire caliente se mezcla con el ambiente y el equipo de aire acondicionado intenta mantener el ambiente a una temperatura adecuada constantemente para que no haya problemas.
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Recientemente pudimos leer en la recomendable web SecurityArtWork unartículo muy interesante sobre la temperatura adecuada en los data center, en este post se apunta que una temperatura de entrada de aire de 25ºC suele ser más que suficiente para mantener el equipo en buenas condiciones de funcionamiento. Como ejemplo, en la gráfica se representan las temperaturas anuales hora a hora en la ciudad de Vigo. Hemos marcado con una línea roja los 25ºC para hacernos una idea de cuanta capacidad de refrigerar tenemos simplemente con el aire exterior.
Por encima de la marca de los 25ºC existen solamente 150 horas al año, lo que hace que la mayor parte del tiempo podamos utilizar el aire exterior para refrigerar nuestros equipos sin necesidad de sistemas de climatización basados en ciclos de compresión.
10. CABLEADO ESTRUCTURADO La tendencia del mercado informático y de las comunicaciones se orienta en un claro sentido: unificación de recursos. Cada vez, ambos campos, comunicaciones e informática, se encuentran más vinculados. Este aspecto es una de las principales variables que determinan la necesidad por parte de las empresas, de contar con proveedores especializados en instalaciones complejas, capaces de determinar el tipo de topología más conveniente para cada caso, y los vínculos más eficientes en cada situación particular. Todo ello implica mucho más que el tendido de cables.
10.1. Concepto: El concepto de cableado estructurado es tender cables de señal en un edificio de manera tal que cualquier servicio de voz, datos, vídeo, audio, tráfico de Internet, seguridad, control y monitoreo esté disponible desde y hacia cualquier roseta de conexión (Outlet) del edificio. Esto es posible distribuyendo cada servicio a través del edificio por medio de un cableado estructurado estándar con cables de cobre o fibra óptica. Esta infraestructura es diseñada, o estructurada para maximizar la velocidad, eficiencia y seguridad de la red. Ninguna inversión en tecnología dura más que el sistema de cableado, que es la base sobre la cual las demás tecnologías operarán. Diseñados para facilitar los frecuentes cambios y ampliaciones, los sistemas de cableado estructurado son los cimientos sobre los que se construyen las modernas redes de información. A pesar de los constantes cambios que su negocio debe afrontar día a día, el sistema de cableado estructurados puede aliviar las interrupciones en el trabajo y las caídas de la red debidas a la reestructuración de las oficinas. Ningún otro componente de la red tiene un ciclo de vida tan largo, por ello merece una atención tan especial.
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El sistema de cableado estructurado es la plataforma universal sobre la que construir la estrategia general de sistemas de información. Del mismo modo que el intercambio de información es vital para su empresa, el sistema de cableado es la vida de su red. Con una infraestructura de cableado flexible, el sistema de cableado estructurado soporta multitud de aplicaciones de voz, datos y vídeo independientemente del fabricante de las mismas. No importa cuánto llegará a crecer su red a lo largo de su ciclo de vida, un cableado fiable y flexible se adaptará a las crecientes necesidades futuras. Mediante una topología en estrella, con nodos centrales a los que se conectan todas las estaciones, se facilita la interconexión y a dministración del sistema.
10.2. Características: Entre las características generales de un sistema de cableado estructurado destacan las siguientes: La configuración de nuevos puestos se realiza hacia el exterior desde un nodo central, sin necesidad de variar el resto de los puestos. Sólo se configuran las conexiones del enlace particular. -
Con una plataforma de cableado, los ciclos de vida de los elementos que componen una oficina corporativa dejan de ser tan importantes. Las innovaciones de equipo siempre encontrarán una estructura de cableado que -sin grandes problemas- podrá recibirlos. Los ciclos de vida de un edificio corporativo se dividen así: -
Estructura del edificio: 40 años Automatización de oficina: 1-2-3 años Telecomunicaciones: 3-5 años Administración de edificio: 5-7 años
La localización y corrección de averías se simplifica ya que los problemas se pueden detectar en el ámbito centralizado. -
