El eslabón débil: el impacto de los huecos de tensión en los centros de datos, la climatización y la paradoja del sobrecalentamiento
En la gestión de infraestructuras críticas y Data Centers, la obsesión por el Uptime se ha centrado tradicionalmente en la arquitectura de alimentación de los racks. La lógica habitual dicta que, mientras los SAIs/UPS de Baja Tensión mantengan conmutada la carga de los servidores, el procesamiento de datos está a salvo.
Sin embargo, la realidad de la red eléctrica plantea una amenaza silenciosa que a menudo pasa desapercibida hasta que ocurre el fallo: los huecos de tensión en centros de datos tienen un impacto destructivo en el sistema de climatización (HVAC/Chillers) y en la propia vida útil de los equipos de potencia.
Los huecos de tensión en centros de datos. La paradoja del sobrecalentamiento
A diferencia de un corte de suministro completo, un hueco de tensión consiste en una caída repentina y profunda de la amplitud de voltaje en la red eléctrica (que puede llegar a caídas del 50% o 70% durante varios ciclos o segundos).
Mientras los servidores continúan operando gracias a los SAIs/UPS, la electrónica sensible de control, los variadores de frecuencia y las protecciones de los compresores de los chillers e intercambiadores de frío detectan la anomalía y se disparan por seguridad.
El resultado es un escenario crítico:
- Pérdida instantánea del flujo de refrigeración: El sistema frigorífico se detiene.
- Inercia térmica cero: La altísima densidad de potencia de las salas de servidores actuales provoca un incremento exponencial de la temperatura en cuestión de segundos.
- Parada de emergencia: Ante la imposibilidad de disipar el calor, el CPD se ve forzado a una parada térmica de seguridad para no destruir los procesadores.
De nada sirve tener una arquitectura de potencia redundante para el servidor si la instalación colapsa por sobrecalentamiento.
El estrés acumulativo sobre los SAIs/UPS y las baterías
Existe un segundo factor económico y técnico relevante cuando se producen huecos de tensión en centros de datos. Nos referimos a la degradación del equipamiento de Baja Tensión.
Cada vez que se produce una perturbación o un hueco en la red eléctrica, los SAIs/UPS de Baja Tensión se ven obligados a conmutar y absorber el evento. Aunque estén diseñadas para ello, la entrada continua del ciclo de descarga y recarga de los bancos de baterías, sumada al estrés térmico y eléctrico sobre los semiconductores de potencia, reduce de forma drástica la vida útil de los acumuladores.
«Instalar un DVR en la acometida evita que la climatización caiga y que las UPS conmuten continuamente, alargando la vida de sus baterías. Pero cuando manejamos potencias de varios megavatios, hacerlo directamente en Media Tensión es lo que marca la diferencia: evitamos gestionar corrientes de más de 5.000 Amperios en Baja Tensión, simplificando radicalmente la infraestructura eléctrica, los embarrados y reduciendo las pérdidas de la planta», señala Jon Ander Beistegui, Director de Desarrollo de Negocio de Industria en Zigor Corporación.
¿Baja Tensión o Media Tensión? La ventaja de actuar en M.T.
Técnicamente, instalar un DVR de gran potencia (como 3,6 MVA) en Baja Tensión a la entrada de la instalación resuelve el problema de la perturbación de forma global. Sin embargo, cuando manejamos estos volúmenes de potencia, actuar en Media Tensión ofrece ventajas operativas e infraestructurales decisivas:
-
Gestión de intensidades y embarrados:
A 400 V (Baja Tensión), una potencia de 3,6 MVA supone gestionar intensidades superiores a los 5.000 Amperios. Esto exige cuadros de corte de gran volumen, embarrados masivos y múltiples cables por fase. En Media Tensión, la corriente se reduce drásticamente, optimizando el espacio (footprint) y simplificando la instalación eléctrica.
-
Reducción de pérdidas energéticas:
Operar a niveles de tensión más altos reduce las pérdidas por efecto Joule en el transporte y distribución interna de la energía dentro del CPD, impactando positivamente en el PUE.
-
Protección integrada en la acometida:
Intervenir en la celda de Media Tensión permite aislar la planta completa (incluidos los transformadores de potencia y líneas internas) antes de cualquier conversión a Baja Tensión, simplificando la arquitectura y el mantenimiento general.
La solución: ZGR AVC DVR de Alta Potencia
El sistema ZGR AVC DVR de Alta Potencia actúa como un restaurador dinámico de tensión centralizado. Su principio de funcionamiento se basa en la inyección de la tensión faltante en serie con la red en un tiempo de respuesta ultra-rápido (< 3 ms), utilizando la propia energía de la red y sin necesidad de almacenar energía en baterías.
Ventajas clave de la compensación en Media Tensión con DVR
- Continuidad total del sistema HVAC: Inyección instantánea de tensión para evitar el disparo de variadores y compresores, asegurando la climatización ininterrumpida de las salas.
- Preservación del parque de SAIs/UPS: Al estabilizar la tensión en la acometida, los SAIs/UPS aguas abajo permanecen en modo normal (reposo de baterías), eliminando ciclos de estrés innecesarios.
- Eficiencia superior al 98% sin baterías: Al no requerir bancos de acumuladores químicos, se elimina el coste de reemplazo de baterías y no se penaliza el PUE (Power Usage Effectiveness) de la instalación.
- Capacidad de tratamiento masivo: Diseñado para potencias de 1 a 6 MVA (escalable en BT/MT) e integrable en salas eléctricas o formatos contenedorizados para exterior.
Asegurar el Uptime real
La resiliencia de un Centro de Datos se mide por la solidez de su eslabón más débil. Proteger los servidores mientras la climatización queda expuesta a las perturbaciones de la red eléctrica es un riesgo operacional inasumible.
Garantizar la estabilidad de tensión desde Media Tensión permite blindar la disponibilidad térmica de la planta, simplificar la infraestructura eléctrica de alta potencia y maximizar la rentabilidad operativa del CPD a largo plazo.
Preguntas frecuentes sobre huecos de tensión en centros de datos
¿Qué es un hueco de tensión?
Un hueco de tensión es una disminución temporal de la tensión eléctrica de suministro. Aunque su duración puede ser breve, puede afectar a equipos sensibles como variadores de frecuencia, sistemas de control, motores y otros elementos de la infraestructura de un centro de datos.
¿Cómo pueden afectar los huecos de tensión en centros de datos?
Los huecos de tensión en centros de datos pueden provocar el disparo de equipos eléctricos sensibles y comprometer sistemas auxiliares críticos. En particular, si afecta a la climatización, puede interrumpir la refrigeración necesaria para mantener las condiciones térmicas de las salas de servidores.
¿Los SAIs/UPS protegen frente a los huecos de tensión?
Los SAIs/UPS pueden proporcionar protección frente a determinadas perturbaciones eléctricas, dependiendo de su tecnología, configuración y características de la instalación. Sin embargo, no todas las cargas del centro de datos están necesariamente conectadas a las mismas UPS. Por ello, la protección de la infraestructura de climatización debe analizarse específicamente.
¿Qué es un DVR y para qué sirve en un Data Center?
Un DVR (Dynamic Voltage Restorer) es un sistema de electrónica de potencia que compensa dinámicamente las caídas de tensión mediante la inyección de la tensión necesaria para mantener el nivel adecuado en la red protegida. En un centro de datos puede utilizarse para proteger cargas sensibles frente a huecos de tensión y mejorar la continuidad operativa.
¿Por qué instalar un DVR en Media Tensión en un centro de datos?
En instalaciones de varios megavatios, actuar en Media Tensión permite gestionar corrientes mucho menores que en Baja Tensión. Esto puede simplificar la infraestructura eléctrica, reducir las dimensiones de embarrados y conductores y facilitar la protección centralizada de la instalación.
¿Qué ventajas ofrece un DVR sin baterías?
Un DVR que utiliza la propia red como fuente de energía para la compensación no necesita un banco de baterías dedicado para realizar esta función. Esto puede reducir las necesidades de mantenimiento y sustitución asociadas al almacenamiento electroquímico, además de facilitar una solución de alta potencia orientada a la calidad de red.
¿Cómo se puede evaluar si un CPD necesita un DVR?
El primer paso es analizar la calidad de red y registrar la frecuencia, profundidad y duración de los huecos de tensión, así como identificar qué cargas resultan afectadas. Con esta información puede determinarse el nivel de protección necesario y si resulta más adecuado actuar en Baja Tensión o Media Tensión.
Asegura la calidad de red de tu CPD
¿Quieres evaluar la calidad de red de tu instalación o analizar la integración de sistemas DVR en Media Tensión?
Ponte en contacto con nuestro equipo de ingeniería e industria en industria@zigor.com o visita nuestra web para conocer más sobre la gama ZGR AVC DVR.
Nuestro equipo de expertos podrá aportarte conocimiento y know how sobre cómo atacar los huecos de tensión en centros de datos, así como aportarte una solución integral teniendo encuenta la casuística y problemática específica de tu instalación.
Si quieres saber más sobre nosotros, puedes suscribirte a nuestro newsletter y sumarte a nuestra Comunidad de apasionados por la electrónica de potencia en LinkedIn.
Tu energía, nuestro reto.
