Tuberías flexibles en centros de datos

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Debido a los avances en las tecnologías de la información, los data centers se han multiplicado cuantiosamente, demandando una instalación acorde con sus necesidades. Las tuberías flexibles, por sus propiedades antimicrobianas y de excelente conductividad, son apropiadas para mantener las instalaciones en las mejores condiciones.

Por Christopher M. García.

Al prescindir de uniones o empalmes, colocar la tubería es sumamente sencillo.

Podría pensarse que la proliferación de hongos, bacterias y moho en este tipo de edificaciones no constituye un problema; pero sería un error, pues, aunque el número de trabajadores que laboran en ellos es menor que en un edificio corporativo o un hospital, los equipos de cómputo que se emplean en estos sitios se pueden ver expuestos a los microorganismos que proliferan en las tuberías utilizadas para transportar agua, aire o refrigerantes, así como a las posibles fugas por el deterioro de los materiales.

Esta preocupación ha incrementado la urgencia por mejorar las condiciones higiénicas de dichas instalaciones, de modo que la seguridad de los equipos sea mayor, y el personal de mantenimiento tenga que acudir con menor frecuencia.

Por otro lado, el agua helada sigue constituyendo un método de enfriamiento muy utilizado, y los sistemas de tuberías convencionales suelen sufrir daños que provocan filtraciones y fugas, así como pérdida de líquido que desemboca en disminución de la eficiencia de los sistemas. Además, la tecnología de IT precisa que se haga circular el líquido con gran cercanía a los equipos de cómputo, lo que requiere un sistema confiable y de larga durabilidad.

Hasta fechas recientes, el cobre se consideraba una alternativa inmejorable para este tipo de instalaciones gracias a sus cualidades antimicrobianas y excelente conductividad térmica. No es erróneo considerarlas cuando se emplean para sistemas de refrigeración o climatización convencional. Pero en los centros de datos, los daños por fugas son críticos, pues cualquier equipo que llegue a entrar en contacto con el agua desencadenaría un cortocircuito y la desconexión de los sistemas operativos. Son averías incuantificables.

Por estas razones, se ha desarrollado una nueva clase de tubos flexibles, fabricados a base de aluminio y polietileno reticulado. Sus ventajas en comparación con las tuberías de cobre son muchas, además de que permiten una instalación de mayor adaptabilidad a los requerimientos de un espacio.

En condiciones normales, un sistema de tubería de cobre puede colocarse de dos maneras distintas: bajo piso y en la altura. En el primer caso, la instalación del sistema depende del número de manejadoras de aire y del tamaño de la sala (ver figura 1). Con base en ello, se utilizará un conducto único de gran tamaño para el suministro y el retorno, o una serie de conductos pequeños que funcionen de forma similar. Al ser las fugas de agua un caso frecuente, suelen colocarse canaletas con drenajes para evitar la acumulación de líquido en lugares indeseables. En el caso de tuberías en lo alto, se utiliza el mismo proceso, pero al encontrarse justo encima de los equipos de cómputo, el sistema de canaletas que suprima el problema de las fugas es indispensable, ya que el agua puede verterse sobre los equipos, sin menospreciar el alto grado de condensación que presentan (ver figura 2).

Figura 1. Sistema de tubería de cobre bajo piso Figura 2. Sistema de tubería de cobre en la altura

 

Las fugas en este tipo de tuberías se suscitan, principalmente, en las uniones o dobleces, las cuales deben soldarse, pues no son fácilmente maleables y requieren de este tipo de conexiones. Si la soldadura no ha sido realizada de forma adecuada, las fugas serán inevitables. Una de las causas más comunes de fuga es el procedimiento de roscado, el cual desgasta por encima del 50 por ciento la pared del tubo y debilita el empalme.

Otra causa es el desgaste galvánico, reacción que se genera cuando entran en contacto dos metales dispares y el agua. Este fenómeno suele atacar las conexiones de acero en distinta medida, dependiendo del nivel de corrosión. Para evitar el riesgo de desgaste, en las uniones de metales distintos suelen emplearse conexiones de aislamiento eléctrico (dieléctricas), aunque no siempre se hace.

Por otro lado, el agua helada contiene minerales que se depositan de forma habitual en la pared interna de los tubos. Con  el paso del tiempo, el sedimento causa desescamado y microperforaciones en la tubería que dan paso a las fugas. La sedimentación también causa pérdida de presión en los conductos, lo que implica un funcionamiento deficiente. Para evitar esta problemática, se debe revisar constantemente el pH del agua para mantenerlo en niveles adecuados.

Todos estos inconvenientes, que son altamente riesgosos para un centro de datos, se suprimen con la utilización de las tuberías flexibles. Además, su manejabilidad permite colocarlas en el sitio preciso sin restar espacio o funcionalidad a los equipos. Al reducir de forma drástica las posibles fugas, su confiabilidad es mayor. Este tipo de tecnología se ha empleado desde hace tres décadas en las naciones europeas. Su composición es en capas: una de aluminio, recubierta en el interior y exterior por polietileno reticulado, lo que le brinda la rigidez y flexibilidad necesarias para instalarlas donde se necesite y que se mantengan en su sitio.

Las características del polietileno aportan una gran protección contra la corrosión, debido a que sus paredes lisas y su composición química evitan la sedimentación mineral con aguas duras o blandas, suprimiendo el riesgo de microperforaciones.

De la misma forma, su flexibilidad física desecha la utilización de codos o empalmes intermedios para alcanzar todos  los puntos del sistema. De dicho modo, es posible emplear diferentes conductos de suministro y retorno, provenientes del sistema de distribución centralizado, ya sea que esté ubicado en el perímetro o fuera de la sala acondicionada.

Si se compara el número de empalmes utilizados en una instalación de cobre y en una de tubo flexible, las diferencias saltan a la vista. Mientras que en la primera se emplean entre 10 y 20 empalmes, en la segunda se utilizan únicamente dos, lo que reduce el riesgo de fugas a un promedio de 15 por ciento, en comparación con el peligro que presentan las tuberías de cobre.

Además, si se utiliza un sistema de distribución centralizado, las inquietudes por tener que situar las tuberías con gran cercanía a los equipos de cómputo se reducen de forma significativa. Al instalar un sistema centralizado, se pueden colocar todas las válvulas de aislamiento y regulación en un mismo punto, lo que acorta el tiempo requerido para regular todo el sistema.

Cuando se realiza una instalación en las alturas, las tuberías flexibles se extienden a lo largo de los pasillos desde el colector de distribución, hasta los equipos de aire acondicionado, con sólo un depósito de exudado cuando la tubería se cruza con un equipo de cómputo.

Figura 3. Instalación en centro de datos con tubería flexible

Las propiedades de la cubierta de polietileno disminuyen enfáticamente la condensación en las tuberías, lo que permite la instalación de un sistema en las alturas, junto con el cableado para el suministro de electricidad, sin temer que se susciten problemas por fugas o acumulación de agua en el exterior. Esto hace que la instalación de tubería en piso falso sea innecesaria en lo referente a funcionalidad, y sólo se emplee cuando el usuario lo demande (ver figura 3).

No obstante, colocar las tuberías bajo el piso también arroja ciertas ventajas, sobre todo en lo que respecta a la cantidad de material, pues, con ese acomodo, es posible vincular el colector de distribución directamente con las manejadoras de aire, disminuyendo el tramo que recorren las tuberías. Además, bajo el piso sólo se cruzarían con el cableado de IT y de suministro eléctrico, lo que suprime la necesidad de contar con depósitos de drenaje en línea recta hasta los acondicionadores de aire. Esto reduce los costos y el tiempo de la instalación, a diferencia de los sistemas tradicionales con tubería de cobre.

En lo que respecta a la ampliación del sistema de enfriamiento o el recolocado de las unidades manejadoras, la tubería flexible hace más sencillas estas labores gracias a su maleabilidad. Al prescindir de uniones o empalmes con soldadura desde la unidad de distribución hasta las de manejo de aire, su recolocación es sumamente fácil.

Cuando se llega a suscitar algún tipo de falla o desperfecto en la tubería, no es necesario detener todo el sistema de enfriamiento, como ocurriría en una instalación con tubos de cobre; sólo se precisa aislar el conducto que presenta averías y repararlo, o reemplazarlo en el peor de los casos. Esto elimina las pérdidas por paro total del sistema y por la necesidad de sustituir el equipo completo, lo que suele ser la regla con los sistemas de tubería rígida.

Si bien con un enfoque tradicional los sistemas de agua helada implican el uso de tubería rígida, un colector de distribución centralizada con conductos de tubo flexible hacia cada equipo de aire acondicionado es altamente viable, dados los beneficios descritos, sobre todo la disminución del riesgo de fugas. La tubería flexible es una tecnología que puede utilizarse en centros de datos en diversas formas: con piso convencional y sistemas de enfriamiento por hilera, o por rack para cargas de alta densidad. Las tendencias hacia instalaciones más densas resultan en aumento en el uso de este tipo de tuberías para las instalaciones de centros de datos.

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Fuente: Semarnat