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Reduzca el consumo de energía de su data center

[18/12/2009] Si bien los costos de adquisición de servidores están bajando, su costo total de mantenimiento (alojamiento, electricidad y refrigeración) se ha incrementado en 500% desde el año 2000. Sin embargo, un estudio del Uptime Institute revela que el 60% de la energía destinada a mantener la temperatura de una sala de cómputo se desperdicia debido a fugas de aire, también conocidas como "desvíos de flujo de aire".

En pocas palabras, hay grandes probabilidades de que esté gastando demasiado dinero en electricidad debido a una instalación sobredimensionada del aire acondicionado y a una mala gestión de sus funciones.
La buena noticia, sin embargo, es que la mejor forma de reducir costos operativos y posponer desembolsos de capital es, justamente, optimizar el flujo de aire. Además, de esa manera también se puede incrementar la densidad del servidor, sin necesidad de agregar infraestructura de refrigeración. 
A fin de corregir las ineficiencias de flujo de aire en la infraestructura de su centro de procesamiento de datos, tome en cuenta los siguientes pasos: 
Haga un control de eficiencia de refrigeración en su sala de cómputo 
Si su data center no cuenta con tecnología de monitoreo integral -que registra diferentes parámetros, tales como carga útil, temperaturas de los equipos, carga del UPS, capacidad de refrigeración redundante y eficiencia del uso de energía-, un control de eficiencia puede ser el primer paso para comenzar.
La mayoría de modelos de diagnóstico disponibles detectan las ineficiencias y ofrecen una propuesta específica de solución. Si aplicamos dicho plan, podríamos empezar a reducir costos operativos desde el primer momento y los resultados se traducirían en retorno simple de la inversión algunos meses después. Además, podríamos evaluar la opción de incrementar la sostenibilidad de la densidad del servidor. 
Por último, un buen chequeo de eficiencia de refrigeración debería tener en cuenta tres aspectos reveladores sobre la salud de centro de procesamiento de datos: puntos conflictivos de ingreso de aire en el equipo de TI; porcentaje de desvío de flujos de aire; y factor de capacidad de refrigeración (CCF, por sus siglas en inglés), que se refiere al margen de la capacidad instalada de refrigeración versus la carga. 
Para ello, el experto tendrá que seguir los siguientes procedimientos:
* Contar y medir las aberturas del pavimento técnico o piso elevado.
* Medir las temperaturas de las tomas de aire del lugar.  
* Medir la humedad relativa de cualquier punto conflictivo identificado.
* Calcular la capacidad del índice de refrigeración de la unidad 
* Calcular el índice de flujo de aire de la unidad.
* Calcular la potencia del equipo de cómputo en Kw.  
* Determinar la presencia de refrigeración latente y sus problemas asociados.
* Verificar los sensores de humedad relativa y retorno de temperatura del aire para su posterior calibración.
Estos procedimientos darán lugar a un plan de saneamiento que, entre otras cosas, incluirá probablemente el sellado de todas las aperturas del cableado y el gabinete para dirigir adecuadamente el flujo de aire.
Resumen de caso: Una compañía que tenía un data center de 6,996 pies cuadrados realizó un chequeo de eficiencia de refrigeración midiendo los desvíos de flujo de aire y los puntos conflictivos (temperaturas de aire que superan los estándares máximos) y recopilando datos para calcular el CCF y compararlo con la carga crítica.
Luego de implementar la estrategia de saneamiento, los puntos conflictivos fueron eliminados y se corrigieron hasta en 60% los desvíos de aire, lo cual significa que la rentabilidad del producto aumentó. Además, gracias a las mejoras en la gestión de flujo de aire, la compañía pudo pasar dos unidades de refrigeración a modo de standby inactivo, reduciendo así el consumo de electricidad hasta en 27.024 dólares al año (2.252 dólares mensuales por 0.08 dólares/kWhr). El retorno simple de inversión se registró entre el segundo y el tercer mes.
Sellar el entorno de la sala de cómputo y el pavimento técnico
Dependiendo de lo que arroje el chequeo del data center, puede ser necesario sellar las siguientes áreas:
* Aberturas de los muros perimétricos, especialmente las bandejas de cables y conductos que pasen a través de los muros. Asimismo, inspeccione el área que rodea las columnas para asegurarse de que el aire acondicionado no se escape hacia los pisos adyacentes. Buscar otras aberturas, incluyendo fisuras en puertas de acceso y ascensores; puertas de zonas de carga; ventanas; muros superiores que sean atravesados por los cables y agujeros en los muros perimétricos por encima del falso techo.
* Aberturas en el pavimento técnico que no emiten aire acondicionado directamente a los equipos de TI. La mayoría de fisuras que deben ser selladas son las aberturas para cables que se encuentran debajo o detrás de los gabinetes, así como los agujeros debajo de las unidades de distribución de potencia (Power Distribution Units) o los de tuberías.
Resumen de caso: En un estudio de impacto financiero realizado para un data center de 10 mil pies cuadrados que tenía 400 orificios especiales para preservar el aire frío, el retorno simple de gastos operativos (OpEx) se produjo en los primeros dos meses y se registró un ahorro de 50.896 dólares anuales por concepto de OpEx de energía. Gracias a las mejoras en términos de capacidad fue posible desactivar 18% de las unidades de aire acondicionado (CRAC) de la sala de cómputo, con un ahorro de aproximadamente cinco mil dólares anuales por unidad. Al recuperar la capacidad de refrigeración, los administradores de centros de procesamiento de datos pueden incrementar la densidad del servidor, sin necesidad de gastar en unidades extra de refrigeración. 
Mejorar la gestión del flujo de aire por encima del piso
Dependiendo de las particulares características de cada data center, el plan de saneamiento podría incluir la instalación de paneles internos de aislamiento; paneles verticales de hilera; tabiques horizontales para las hileras; retención en el ala fría y retención en el ala caliente. 
Al instalar paneles de aislamiento en las ranuras de los racks que no se usan evitamos que el aire caliente de los servidores circule de atrás para adelante. Conforme aumenta la densidad de carga del equipo, la circulación de aire caliente en los espacios abiertos de los gabinetes, así como alrededor de las hileras de racks y a través de la parte superior de los mismos, se vuelve más significativa. Los paneles de aislamiento ayudan a garantizar que la temperatura del aire que ingresa, especialmente en la parte superior de los racks, esté por debajo del máximo recomendado por la Sociedad americana de ingenieros de calefacción, refrigeración y aire acondicionado (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers), que es de 27°C.
Resumen de caso: Se realizaron dos estudios de impacto financiero, uno para una instalación de alta densidad y el otro para una sede de menor densidad, a fin de demostrar la manera en que los paneles aislantes facilitan la reducción de costos al permitir que los administradores de los data center eleven la temperatura de la sala de cómputo para aprovechar el incremento de capacidad de las unidades de refrigeración que se obtiene mediante un retorno más alto de las temperaturas de aire. De esta manera se reducen los gastos y se pueden retrasar los desembolsos por refrigeración. Más aun, los cálculos determinaron que el retorno simple puede producirse en solo algunos meses.
Para el local de alta densidad (400 gabinetes en una sala con 10 mil pies cuadrados de piso elevado), el ahorro anual por concepto de energía fue de 137.395 dólares y el retorno se produjo al segundo mes. Como el 29,5% de las unidades CRAC pasó a standby inactivo, los costos operativos y de mantenimiento bajaron 29%. Al recuperar la capacidad de refrigeración, los administradores pueden elevar la densidad del servidor y postergar gastos, reduciendo al mismo tiempo los costos operativos.
En la otra sede -12 unidades CRAC refrigeradas por  agua y motores de ventilador de 7.5 hp- el ahorro fue de 30.594 dólares, y el retorno se produjo al cuarto mes, lo cual representa una reducción de 15% en costos operativos y de mantenimiento de las unidades de refrigeración. 
Adapte la sala de cómputo 
Luego de instalar la tecnología de sellado, es crucial volver a examinar la carga de calor y las configuraciones de todas las unidades de refrigeración para estar seguros de que realmente se está aprovechando toda la eficiencia brindada por el sellado de todos los punto de fuga que alguna vez permitieron que el aire acondicionado se escape o que circule el aire caliente ya utilizado.
Asimismo, es importante evaluar el centro de cómputo para detectar otras maneras de incrementar la fiabilidad del equipo y, de esa forma, reducir costos operativos. Con ese fin, un ingeniero tendrá que hacer un estudio in situ para abrir literalmente el equipo y proceder a una serie de medidas detalladas sobre rendimiento. El trabajo del ingeniero consistirá en:
* Determinar la carga de calor sumando la potencia de todos los PDU o de los paneles de potencia remotos (RPP por sus siglas en inglés) o de los sistemas UPS.
* Evaluar la configuración de las unidades de refrigeración en el pavimento técnico verificando la temperatura y la humedad relativa así como la sensibilidad a las mismas. ¿Están en el nivel adecuado y son consistentes en toda la sala?
* Verificar la calibración de los sensores de retorno de aire. En este sentido, es importante asegurarse de que los instrumentos a utilizar estén adecuadamente calibrados.
* Chequear cada unidad de refrigeración para verificar si está funcionando al máximo de su capacidad. Tanto el volumen de flujo de aire como los descensos de temperatura se deben medir para calcular la capacidad de refrigeración alcanzada. 
* Determinar la cantidad requerida de unidades de refrigeración operativas a partir de la información proporcionada por la carga de calor y la capacidad de refrigeración. En cada área de la sala debe haber capacidad redundante de refrigeración. 
* Determinar el número y la ubicación adecuados de los mosaicos perforados. Su disposición se puede ajustar dentro del ala fría monitoreando cuidadosamente las temperaturas de ingreso de aire de los equipos de TI.
* Usar una cámara infrarroja para identificar los patrones de circulación de aire y los problemas de rendimiento del equipo, así como las posibilidades de corregirlos.
Controlar el consumo de energía es sinónimo de reducción de costos. Las estrategias de los especialistas para sanear el centro de procesamiento de datos no solo permiten comenzar a gastar menos desde el primer momento sino también incrementar la densidad del servidor sin necesidad de aumentar la infraestructura de refrigeración. Si bien las recomendaciones a seguir pueden incluir la adquisición de tecnología de sellado y de monitoreo de temperatura, tanto el dinero con el tiempo invertidos se traducirán en importantes reducciones del gasto de energía.
Lars Strong, Network World (US)
Strong es ingeniero profesional y consultor senior de Upsite Technologies. Ha formado parte de la compañía desde su creación en el 2001.