DATA CENTER

DATA CENTER

PRESENTAN: 

T.S.U. JOACHIN HERNANDEZ ALVARO

T.S.U. BARCENAS HERNANDEZ JHOAN CRISTIAN

T.S.U.GUTIERREZ GONZALEZ ANGEL

T.S.U. MARQUINA ACEVEDO CARLOS MAURILIO

T.S.U. OCHOA LOPEZ JOEL

T.S.U. SANCHEZ VICTORIANO JUAN MANUEL

INTRODUCCIÓN

Este documento redacta la cotización de un Data Center desde los servidores, routers, tubería, canaleta, iluminación, sistema de protección, generadores de emergencia, sistema de cableado (luz), sistema de cableado (datos), sistema de aire acondicionado, tipo de sistema puesta a tierra para proteger el equipo así como para rayos. Las instalaciones de cableado estructurado deben ser puestas a tierra con el objeto de conseguir las tres siguientes ventajas:

•Protección de las personas que manipulan los diferentes equipos electrónicos y armarios de cableado, ante averías fortuitas que pueden provocar que las masas metálicas de los elementos anteriores queden bajo tensión.

•Protección de los equipos electrónicos activos ante descargas eléctricas provocadas por fenómenos atmosféricos

•Protección de los equipos electrónicos y del propio cableado estructurado ante interferencias electromagnéticas.

El sistema estará diseñado para un Data Center el cual ofrecerá servicios de:

•Storage 

Estos servicios son los principales que ofrecerá el Data center.

Espacio

El espacio a utilizar será un edificación para la realización del DataCenter es de 32m de largo por 20m de ancho el cual ya está establecido.

Tipo de centro de datos

El tipo de centro de datos que se eligió es el de Tier III: mantenimiento concurrente además de que las capacidades de un datacenter de este tipo le permiten realizar cualquier actividad planeada sobre cualquier componente de la infraestructura sin interrupciones en la operación. Actividades planeadas incluyen mantenimiento preventivo y programado, reparaciones o reemplazo de componentes, agregar o eliminar elementos y realizar pruebas de componentes o sistemas, entre otros. Para infraestructuras que utilizan sistemas de enfriamiento por agua significa doble conjunto de tuberías. Además tiene una tasa de disponibilidad del 99.982% y el tipo de parada a año es de 1.57 hrs. 

Y cuenta con las siguientes caracteristicas:

• Componentes redundantes.

• Vias de distribución redundantes (activa-pasiva).

• Los componentes puedese ser removidos durante un evento planeado sin generar interrupciones en el sistema (concurrente mantenible).

Equipos a instalar

• Servidores

Gabinete de comunicaciones 

Los gabinetes de datos que se instalarán tendrán las siguientes características: 1. Puerta frontal con acrílico transparente color humo. 2. Construidos en lámina Cold Rolled calibre 16 3. Estructura principal en tubo cuadrado. 4. Un (1) tomacorriente con varias salidas de tres polos, fase neutro y tierra. 5. Ventilador en la tapa superior y rejillas de ventilación en las tapas laterales. 6. Pintura electrostática al horno, previo tratamiento anticorrosivo. 7. Puertas laterales desmontables. 8. Soportes para elementos estándar de 19”. 9. Bolsillo Portaplanos. 10. Rodachines 11. Chapa americana con llave. 12. Excelentes acabados: externamente no se observan puntos de soldadura.

Patch panels

Los patch panel de terminación soportarán las aplicaciones apropiadas de categoría 6, facilitarán la conexión cruzada y la interconexión empleando cordones de conexión modulares. Los patch panel se dimensionarán para ajustarse a la norma EIA en el bastidor de 19 pulgadas. • Será de aluminio en una configuración de 24 y 48 puertos UTP. 

• Tendrán puertos Categoría 6 disponibles en esquemas de cableado T568A y T568B, con terminación estilo 110. 

• Permitirá un mínimo de 200 re-terminaciones sin degradación de la señal por debajo del límite de cumplimiento de la norma. 

• Permitirá el empleo de una herramienta de terminación estilo 110 de 4 o 5 pares. 

• Tendrá una barra posterior de apoyo del cable para evitar deformación.

Patch cord 

Cordones de conexión (Patch Cord) Los cordones de conexión en los closet de comunicaciones, categoría 6, cumplirán los siguientes criterios: 

• Serán redondos, flexibles y estarán conformados por ocho conductores aislados trenzados de cobre 24 AWG, dispuestos en cuatro pares trenzados, con codificación de colores, dentro de una chaqueta retardante a la flama.

• Estarán equipados con enchufes modulares de 8 posiciones (RJ45) en ambos extremos, cableando en línea recta para asegurar la continuidad eléctrica. 

• Serán resistentes a la corrosión causada por la humedad, temperaturas extremas y contaminantes contenidos en el aire. 

• Conexión de pines B 

• Probados al 100% en cuanto a transmisión con analizadores de red calidad de laboratorio para rendimiento adecuado hasta 100 Mhz. El vendedor garantizará que los cordones son compatibles con categoría 6. 

• Deben ser ensamblados de fabrica

Salidas para datos RJ45 

Serán RJ45 categoría 6 extendida, instaladas sobre cada Face Plate. Las salidas se instalarán en cada uno de los puestos de trabajo donde se requiera, según la distribución mostrada en planos, se debe tener en cuenta los siguientes aspectos:
• Cada puesto de trabajo marcado en los planos, estará servido por una salida de
• telecomunicaciones doble (acorde con el estándar TIA/EIA 568B.2-1 o superior).  Las tapas plásticas - FacePlate - para instalar las salidas de telecomunicaciones deben tener la capacidad para alojar las salidas requeridas en el puesto de trabajo
• Las salidas de telecomunicaciones (Jack RJ-45) deberán tener un canal individual para el ingreso de cada uno de los pares del cable UTP - cada par por separado. Las salidas de telecomunicaciones deberán poderse montar en la tapa plástica - Faceplate - de forma perpendicular a la tapa (90°) o inclinada (45°) sin necesidad de desmontar la salida del faceplate.
• Las salidas de información deberán ser conectores hembra (jacks) de 8 pines RJ-45, que cumpla con los requerimientos de transmisión y desempeño del canal de comunicación establecidos en el estándar TIA/EIA 568B.2- 1 o superior para categoría 6.
• Las salidas de Telecomunicaciones deberán permitir la conectorización de los pares del cable UTP sin necesidad de una herramienta de impacto.
• Las salidas de Telecomunicaciones deberán soportar por lo menos 200 ciclos de terminación (ponchado) y tener un ciclo de vida mayor o igual a 750 inserciones del Plug Tipo RJ-45.
• Se deberá tener una identificación de cada tipo de salida, de acuerdo con la recomendación EIA/TIA 606A o superior.
Las salidas incluirán la identificación de cada uno de los puertos, de manera que se facilite su reconocimiento por medio de stickers autoadhesivos y de iconos que se pondrán sobre el face plate.

Cable UTP 

El sistema de Cableado estructurado de Voz y Datos, estará constituido por un cableado UTP de categoría 6, para todas las componentes del canal, de acuerdo a las recomendaciones efectuadas por los estándares vigentes y reconocidos por la industria de las telecomunicaciones. Se empleara todo el canal en la misma marca. 

Todos los cables UTP deberán cumplir con los requerimientos de la Norma de Cableado de Telecomunicaciones para edificios comerciales ANSI/TIA/EIA-568-B (última enmienda e inclusive todos los adendum aplicables). 

Se entregará instalado y conectado en ambos extremos. Desde el centro de cableado llegará un cable UTP hasta cada una de las salidas RJ45 requeridas. (Las cantidades fueron estimadas con una reserva de 1 mt. en la toma y de 2m. en el gabinete). 

El cable UTP se dejará marcado en ambos extremos con anillos plásticos, indicando el gabinete, el pánel y el puerto al que llega. 

La distancia máxima permitida no debe sobrepasar los 90 mts. 

El módulo de conexión del usuario final debe ser RJ45 cat 6. La conexión de sus pines debe ser del tipo B, 

En la instalación del cableado se deben considerar las siguientes reglas:

• Tensión de tracción 

Las tensiones máximas de tracción del cable no sobrepasarán las especificadas por el fabricante. 

Según estándares serán 11.34 Kg. (25 libras) 

• Radio de curvatura 

Los radios máximos de curvatura del cable no sobrepasarán los especificados por el fabricante. 

En espacios con terminaciones de cable UTP, el radio máximo de curvatura para el cable de 4 pares no sobrepasara 4 veces el diámetro exterior del cable y diez veces para cable multipar. Esto se observará a menos que se infrinja las especificaciones del fabricante

Aire acondicionado, ventilación

Chillers

¿Qué es un Chiller?  Se le conoce como Chiller a un sistema de aire acondicionado refrigerado por agua que enfría el aire del interior de un espacio. Este equipo puede enfriar el agua hasta 6°C y es más eficiente que la torre de enfriamiento. Pero su costo es mayor.

Las unidades enfriadoras de líquido o generadoras de agua helada chiller son la solución ideal para cubrir las necesidades de Aire Acondicionado en edificios comerciales, hospitales, universidades, hoteles, instalaciones gubernamentales, etc., ya que el costo de la energía para generar refrigeración usando otros sistemas de aire acondicionado en los mismos serian bastante altos. Estos equipos tienen la ventaja de llevar el agua refrigerada a las manejadoras a cualquier distancia mediante el bombeo adecuado.

Con esta distribución y sistema de ventilación lograremos una excelente circulación de aire para así evitar el sobrecalentamiento de los equipos, la circulación se puede ver en la siguiente imagen:

Refrigeración: El equipo de refrigeración no es su única preocupación en esta área. Las estrategias de corriente de aire también tienen un papel importante. Utilizando el vacío del techo como un espacio de aire de retorno

Cableado

Tipo de cableado: Cableado horizontal: 

Se emplea el término horizontal pues esta parte del sistema de cableado corre de manera horizontal entre los pisos y techos de un edificio.

La norma EIA/TIA 568-A define el cableado horizontal de la siguiente forma:

El sistema de cableado horizontal es la porción del sistema de cableado de telecomunicaciones que se extiende del área de trabajo al cuarto de telecomunicaciones. El cableado horizontal incluye los cables horizontales, las tomas/conectores de telecomunicaciones en el área de trabajo, la terminación mecánica y las interconexiones horizontales localizadas en el cuarto de telecomunicaciones.  

El cableado horizontal consiste en 2 elementos básicos: 

Cable horizontal y Hardware de Conexión (también llamado “Cable horizontal”) proporcionan los medios para transportar señales de telecomunicaciones entre el área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones. Estos componentes son los “contenidos” de las rutas y espacios horizontales.

Rutas y Espacios Horizontales. (También llamado "sistemas de distribución horizontal") Las rutas y espacios horizontales son utilizados para distribuir y soportar cable horizontal y conectar hardware entre la salida del área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones. Estas rutas y espacios son los "contenedores" del cableado Horizontal.

1.− Si existiera cielo raso suspendido se recomienda la utilización de canaletas

2.− Una tubería de ¾ in por cada dos cables UTP

3.− Una tubería de 1in por cada cable de dos fibras ópticas

4.− Los radios mínimos de curvatura deben ser bien implementados

El cableado horizontal incluye:

• Las salidas (cajas/placas/conectores) de telecomunicaciones en el área de trabajo. En inglés: Work Area Outlets (WAO).

• Cables y conectores de transición instalados entre las salidas del área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones.

• Páneles de empate (patch) y cables de empate utilizados para configurar las conexiones de cableado horizontal en el cuarto de telecomunicaciones.

Consideraciones de diseño

Los costos en materiales, mano de obra e interrupción de labores al hacer cambios en el cableado horizontal pueden ser muy altos. Para evitar estos costos, el cableado horizontal debe ser capaz de manejar una amplia gama de aplicaciones de usuario. La distribución horizontal debe ser diseñada para facilitar el mantenimiento y la relocalización de áreas de trabajo.

El diseñador también debe considerar incorporar otros sistemas de información del edificio por ej. Otros sistemas tales como televisión por cable, control ambiental, seguridad, audio, alarmas y sonido) al seleccionar y diseñar el cableado horizontal.

Topología

La norma EIA/TIA 568-A hace las siguientes recomendaciones en cuanto a la topología del cableado horizontal:

• El cableado horizontal debe seguir una topología estrella. 

• Cada toma/conector de telecomunicaciones del área de trabajo debe conectarse a una interconexión en el cuarto de telecomunicaciones.

• El cableado horizontal en una oficina debe terminar en un cuarto de telecomunicaciones ubicado en el mismo piso que el área de trabajo servida.

• Los componentes eléctricos específicos de la aplicación (como dispositivos acopladores de impedancia) no se instalarán como parte del cableado horizontal; cuando se necesiten, estos componentes se deben poner fuera de la toma/conector de telecomunicaciones.

• El cableado horizontal no debe contener más de un punto de transición entre cable horizontal y cable 5

Por lo cual utilizaremos las Canaletas tipo escaleras:

Estas bandejas son muy flexibles, de fácil instalación y fabricadas en diferentes dimensiones. Son de uso exclusivo para zonas techadas, fabricadas en planchas de acero galvanizado de 1.5 Mm. y 2.0 Mm. de espesor. Con esto conseguiremos que el cable pase por la canaleta y baje en cada rack de servidores.

Cable:

El total de cable utp que utilizaremos es de 6045 m. 

La escalerilla para utp y energía es de  100 m.

Tubo conduit (falta por ver en cálculos)

El total de cable de energía que utilizaremos es de 5000 m.

Calculo de energía.

Potencia por Rack/Gabinete – 4 KW de consumo por gabinete de Servidores – Esto implica 5-8 KW de potencia para enfriamiento.

Para esto vamos a utilizar varias formulas 

Puesta a tierra:

Composición de una instalación puesta a tierra:

• El terreno. 

• Tomas de tierra. 

• Conductor de tierra o línea de enlace con el electrodo de puesta a tierra. 

• Borne principal de tierra. Conductor de protección. 

• Conductor de unión equipotencial principal. 

• Conductor de equipotencialidad suplementaria. 

• Masa. 

• Elemento conductor. 

• Canalización metálica principal de agua.

Como lo representamos en el siguiente diagrama:

La elección e instalación de los materiales que aseguren la puesta a tierra deben ser tales que: 

• El valor de la resistencia de puesta a tierra esté conforme con las normas de protección y de funcionamiento de la instalación y se mantenga de esta manera a lo largo del tiempo, teniendo en cuenta los requisitos generales indicados en el REBT (ITC-BT-24) y los requisitos particulares de las Instrucciones Técnicas aplicables a cada instalación. 

• Las corrientes de defecto a tierra y las corrientes de fuga puedan circular sin peligros, particularmente desde el punto de vista de solicitaciones térmicas, mecánicas y eléctricas.

• La solidez o la protección mecánica quede asegurada con independencia de las condiciones estimadas de influencias externas. 

• Contemplen los posibles riesgos debidos a electrólisis que pudieran afectar a otras partes metálicas.

Terreno:

En este punto el terreno es muy importante para nuestro sistema puesta a tierra ya que es el encargado de disparar las corrientes de fugar o de defecto y las origen atmosférico.

Tomas de tierra:

Las tomas de tierra para nuestro Data Center ya que es la parte de la instalación encargada de canalizar, absorber y disipar las corrientes de efecto o de origen atmosférico que serán conducidas a través de las líneas principales de tierra y los materiales conductores que se utilizan deben ser electrodos variados, los más frecuentes están formados por:

• Barras y tubos.

• Pletinas y conductores desnudos 

• Placas

• Anillos o mallas metálicas constituidas por los elementos anteriores o sus combinaciones.

• Armaduras de hormigón enterradas; con excepción de las armaduras pretensadas.

• Otras estructuras enterradas que se demuestre que son apropiadas.

Conductores de tierra:
Para este proyecto utilizaremos conductores protegidos contra la corrosión el cual es de cobre: 16 mm2 y de Acero galvanizado de16 mm2
Electrodos de tierra

Los materiales y dimensiones de los electrodos de tierra que integran una toma de tierra, son aquellos que soportan la corrosión y tienen una adecuada resistencia mecánica.
Los materiales y tipos de electrodos de tierra de uso común, son:
Tipos de electrodos de tierra:

• Cintas (pletinas) o conductor desnudo multifilar,
• caños o barras (picas o jabalinas),
• placas.

Materiales:

• cobre
• acero galvanizado en caliente,
• acero inoxidable
• acero con recubrimiento de cobre

Sección de cobre de cable o pletina

Al conductor de cobre se le adjudica una capacidad de transmitir una densidad de corriente del orden de 150 A/mm2; por lo cual la sección mínima necesaria se calcula como:
Y en este caso da:

EPEC establece que la sección mínima de conductor de la malla es de 50 mm2.

Largo “teórico” aproximado de los conductores de la malla, asumiendo que toda la Icc es dispersada por ella.

La cantidad de metros de cobre de la malla está relacionada con la resistividad eléctrica del terreno y la corriente It a evacuar así como a la verificación posterior del resultado de máxima tensión de contacto Uc especificada en el proyecto, como se verá más adelante.

El diseño de la malla y sus dimensiones debe resolver el problema de evacuar la It hacia un terreno de una resistividad ( δt ) que EPEC asume igual a 200 Ohm.m.

El largo necesario en metros de los conductores de la malla resulta de calcular.

δm Resistividad eléctrica del terreno a la profundidad de implantación de la malla (terrenos arcillosos, sin piedras, valor máximo: 200 Ohm.m).

Uc (V): Dato de tensión máxima a lograr (del orden de 125 V).

En la Obra se instalarán aproximadamente 200 m de cable de malla, más un conjunto de jabalinas de tipo químicas que, en definitiva, dispersarán la mayor parte de Icc.

La característica de más relevancia de la malla es dar un conjunto equipotencial en contacto con la tierra, al vincular los equipos y tableros mediante conductores de cobre.

Resistencia de la malla (Rm). Sólo con cables de cobre

Este item consiste en calcular el valor resultante de la resistencia hacia tierra lograda por la presencia de la malla enterrada.

Siendo:

Lc: Longitud de conductores de la malla propuesta en metros.

D: Diámetro equivalente del círculo de igual superficie que la superficie de la malla propuesta, en metros, tomando sólo la malla propia de la estación:

10m x 6m = 60m2. Con lo cual:

Resistencia de la jabalina (Rj )

La sección circular y el material químico de la jabalina aseguran que la misma tendrá una buena duración frente a la acción corrosiva del terreno sobre ella, así como un valor de puesta a tierra por jabalina de 5 Ohm.

Corriente dispersada por la malla propuesta: Im

Esta corriente se calcula luego de aplicar los diversos datos de proyecto y establecer la malla que cubrirá el terreno y de proponer lo exigido en cuanto a “cuadrículas” (cuadrados que se forman por cruce de cables de la malla).

La especificación de AyEE indica que en mallas de diseño “cuadrado” (o muy próximo a cuadrado) no resulta práctico ni aporta una disminución final del valor de puesta a tierra prever más de 16 divisiones por lado de la malla.

En Obra se establece una cuadrícula de 1 x 1 m para mallas de estaciones transforma­doras de tipo interior, de tensión máxima 13,2 kV. ?

Además se deben adicionar las conexiones entre mallas que, por proyecto, se necesitan, tanto para el conjunto de la malla como para otras mallas donde se exigen puestas a tierra asociadas a una determinada instalación conectada a la malla general.

Del conjunto resultará una determinada malla en la cual se debe verificar su capacidad de corriente de dispersión (Im), en Ampere:

Siendo:

Im :la capacidad de corriente de la malla diseñada

k :Relación porcentual de It que puede dispersar la malla propuesta.

Reemplazando resulta:

Número de jabalinas necesarias (n)

Esta diferencia entre las jabalinas teóricas y las cinco instaladas se cubrirá vinculando a tierra las tierras naturales encontradas en la zona que son las riostras de fundación que se vincularán también al sistema de puesta a tierra.

Se adopta un número mínimo de jabalinas igual a 5 (cinco), a partir de considerar una corriente límite de 6100 A.

En este ejemplo se adopta el mínimo de 5 jabalinas.

Distribución de la corriente evacuada en conjunto (parte por malla y parte por jabalinas)

Primero se determina el valor de la resistencia del conjunto Rt del “paralelo” malla y jabalina:

Rj t :Resistencia total del conjunto de jabalinas, valor que se obtiene de:

En este caso el número de jabalinas n=5 y Rj =5. Reemplazando:

Con este valor y el de Rm calculado en 2.5 tenemos:

ð

Finalmente se puede discriminar la corriente en Ampere que, malla y jabalinas, dispersan de la corriente total a dispersar por el conjunto:

Verificación de la tensión de contacto máxima exigida en proyecto

(del orden de 125V)

La circulación de corriente de frecuencia industrial por todo el circuito de puesta a tierra originará tensiones de paso y de contacto en el interior y el exterior de la malla.

La Norma VDE 0121 aconseja verificar las tensiones de paso y de contacto en el interior de la estación con un tiempo referencial de 1 segundo, como tiempo de actuación de las protecciones asociadas al sistema de puesta a tierra, estableciendo el valor de seguridad ya mencionado de 250 V (aunque las protecciones instaladas de tipo limitador establecen, a lo sumo, un tiempo de falla de 0,02 s).

Profundidad de instalación. Haciendo h = 1m tenemos:
Para tiempos de actuación de 0,02 s.

Verificación de la tensión de paso (Up) máxima exigida en proyecto

(del orden de 125 Volt/metro)
En este punto se procura resolver una hipotética situación de descarga a tierra y donde una persona ubicada sobre el terreno de la malla o en el exterior de la estación y sus pies separados 1 metro (paso), no se originen en ella tensiones mayores a las exigidas en este caso, es decir los 125 V.

Calculo de Luz

Cotización