Dado que los datos son cruciales para el funcionamiento de la mayoría de las organizaciones, se deben preservar, proteger y estar accesibles en todo momento. Las supervisiones periódicas de los centros de datos son
muy importantes para garantizar la fiabilidad, continuidad y sostenibilidad de los sistemas que albergan. De hecho, dichas supervisiones a menudo las ordenan las organizaciones basadas en usuarios, como el Uptime Institute o los operadores de seguros que no desean pagar indemnizaciones por la pérdida de datos a causa de fallos en el equipo.
Un instrumento importante para realizar supervisiones de centros de datos es la cámara termográfica, también conocida como cámara por infrarrojos (IR). La siguiente información paso a paso describe cómo utilizar la cámara termográfica para supervisar sistemas de centros de datos desde la fuente de alimentación eléctrica (transformador o subestación) hacia los bastidores del servidor y los elementos intermedios, incluyendo calentamiento crítico, ventilación y aire acondicionado (sistema de climatización).
¿Para qué sirve la termografía?
Una cámara termográfica muestra y puede almacenar imágenes bidimensionales de las temperaturas de la superficie de un objeto. Mediante el uso de una cámara, puede detectar fácilmente las anomalías en las temperaturas de los componentes eléctricos o mecánicos (artículos que están más calientes o más fríos que los objetos similares dentro del mismo ambiente). Los componentes sobrecalentados indican generalmente un problema potencial que requiere mantenimiento antes de que se produzca el fallo. En los centros de datos en los que el enfriamiento es importante para evitar que se sobrecalienten los servidores, las superficies inusitadamente frías también pueden indicar un problema, tal vez un desequilibrio en el sistema de climatización que se debe corregir.
Además, para detectar fácilmente temperaturas comparativas de las superficies del equipo, las cámaras térmicas también pueden registrar las temperaturas reales de la superficie. Esto permite detectar situaciones tales como el sobrecalentamiento de un transformador o motor, permitiendo su reparación o sustitución antes de que falle.
Cuando las imágenes térmicas revelan problemas potenciales, captúrelas en la cámara y cárguelas en un ordenador con un software de informes y análisis. Mediante la supervisión regular del equipo y el mantenimiento de un “historial” térmico en su ordenador para su comparación a largo plazo, puede detectar de una mejor manera las lecturas y los cambios anormales en la tendencia. Para garantizar la consistencia requerida para la comparación punto por punto, siga una ruta de muestreo preestablecida y analice cada vez los mismos objetos o áreas desde los mismos puntos de vista. Junto con los registros de reparaciones, la información de tendencias térmicas ofrece un rastreo de datos documentado para los proveedores de seguros, gestión y cualquier otra persona que requiera confirmar un funcionamiento fiable.
¿Qué escanear?
En un centro de datos, los componentes son como una serie de dominó. Si falla uno, hace que todo falle. Tiene sentido "comenzar desde el principio", en lo que el Código Nacional Eléctrico llama "la fuente": generalmente un transformador, tal vez una subestación. Para realizar una sesión de supervisión útil, el sistema debe estar en funcionamiento y debe estar absorbiendo una carga eléctrica tan grande como sea posible. Más corriente desplazándose a través de los cables genera más energía de calor y eso es lo que "ve" una cámara infrarroja.
- Los transformadores generalmente son propiedad de la compañía eléctrica, aunque en ocasiones son propiedad del propietario del centro de datos. En los transformadores, verifique los bobinados y las bobinas secundarias. Observe las terminaciones y las asas (conexiones con pernos) "dentro de la caja". Busque anomalías térmicas; por ejemplo, diferencias en la temperatura (∆Ts) o componentes similares. Asimismo, busque daños físicos y desechos que puedan interferir con el funcionamiento del transformador y busque desequilibrios en las cargas. Estas últimas se señalan mediante un ∆T entre las fases del circuito.
- Muchos centros de datos tienen una fuente alternativa de energía para redundancia. Esta segunda fuente puede ser otro transformador de la compañía dentro de una red eléctrica distinta o un generador Standby. Las fuentes de energía alternativas deben analizarse e inspeccionarse también cuando se estén usando y tengan carga.
- Los generadores Standby deben inspeccionarse mientras están encendidos con toda la corriente fluyendo hacia afuera. Revise aquí también las asas y terminales para descartar daños y la presencia de desechos. Para detectar problemas con los sistemas de enfriamiento y de escape, necesitará registrar las temperaturas reales en lugar de observar ∆Ts.
- Cuando un interruptor de transferencia funciona correctamente, detecta de dónde viene la energía (principal o de standby) y cambia a esa fuente. No pase por alto ese interruptor durante la inspección, dado que si falla, no importa lo buenos sean los procedimientos finales. Mientras la corriente fluye por el interruptor de transferencia, escanéelo y busque calor que pueda indicar la presencia de conexiones flojas (p. ej. toque o compresión insuficientes en un asa o terminal).
- El panel de interruptores principal es una caja grande con muchos interruptores. La caja alberga varios componentes incluyendo barras de contacto, conexiones con pernos y clips de fusible. Busque anomalías térmicas en conexiones (incluyendo conexiones de bus), conexiones, fusibles y clips de fusibles. Busque también desequilibrios, daños y desechos.
- Un suministro de alimentación ininterrumpida (UPS) generalmente se encuentra inmediatamente al final del conmutador. Durante la inspección de un UPS, escanee las conexiones de entrada, los terminales y la sección del inversor donde hay fusibles pequeños y condensadores. Utilice su cámara termográfica para revisar la sección de batería mientras se encuentre bajo carga. Verifique los postes terminales, las carcasas y los alimentadores. Una celda en mal estado se calienta demasiado rápido cuando se encuentra bajo carga. Tras el escaneo de carga, escanee inmediatamente las baterías no cargadas. Las celdas en mal estado se enfrían muy rápidamente cuando se elimina la carga. Por último, verifique el transformador de a bordo (si se encuentra presente).
- Las Unidades de Distribución de Energía (PDU) se encuentran después de las UPS y se ubican generalmente cerca de los servidores a los que distribuyen la energía. Normalmente, una PDU tendrá un panel de interruptor de circuito y a veces un transformador. Al escanear las Unidades de Distribución de Energía (PDU), verifique las asas y terminales, incluyendo las terminales del interruptor de circuito. Realice una verificación visual para encontrar algún daño y desecho, y si una PDU no es un modelo de tensión directa, escanee el transformador integrado.
- Los Bastidores del servidor se están volviendo cada vez más compactos, liberando espacio para más servidores dentro de centros de datos existentes. Sin embargo, también están aumentando los requerimientos de capacidad de energía y enfriamiento de los centros. De hecho, el calor generado por los servidores blade ha hecho que algunos termógrafos experimentados informen de que ya no emplean demasiado tiempo escaneando los bastidores del servidor. El calor elevado dificulta las temperaturas comparativas. Además, la cámara termográfica es útil para supervisar líneas eléctricas y suministros de energía construidos dentro de estanterías así como en las conexiones de cableado, enchufes y líneas de enchufes. Busque sobrecalentamientos debidos a conexiones flojas o clavijas flojas o dobladas. Un escaneo térmico también puede detectar cables o conductores rotos. Para detectar esta última condición, busque lo que se llama "efecto del poste del barbero", en el cual puede observar las diferencias térmicas de los hilos trenzados.
También debe supervisar las áreas en las que entra el aire y el calor de los bastidores del servidor se expulsa mediante ventiladores integrados. Tanto la cámara termográfica como el medidor de temperatura/flujo de aire son útiles para supervisar la efectividad del enfriamiento por aire. En términos generales, puede 1) mapear los patrones de enfriamiento dentro, fuera y alrededor de los bastidores del servidor y 2) confirmar si el enfriamiento es adecuado o no. Dicha supervisión identifica dónde instalar paneles perforados para mejorar la circulación o placas ciegas para evitar que el aire caliente acceda a las ranuras o los bastidores vacíos. Estas estrategias ayudan a que muchos usuarios de los centros de datos mantengan los servidores suficientemente fríos para mantener las garantías del servidor.
- Los sistemas de climatización son esenciales en los centros de datos debido a la cantidad de calor que generan los servidores, especialmente los de última generación o los servidores blade. El aire acondicionado (AC) de un centro de datos generalmente lo proporciona un sistema dividido o un sistema enfriado por agua, el cual idealmente mantendrá la temperatura del centro entre 65 ºF (18,3 ºC) y 72 ºF (22,2 ºC). Muchos servidores están diseñados para apagarse de manera automática y autónoma cuando la temperatura supera los 75 o 76 grados.
Escanee los fusibles de su sistema de CA, conexiones, asas y las conexiones de presión o de perno. Revise también los componentes mecánicos para encontrar algún sobrecalentamiento que señale un desajuste (en los variadores), desequilibrio (en ventiladores) o degradación (en motores y rodamientos). Una imagen infrarroja también revelará una filtración de refrigerante si está orientada hacia la caja.
Los sistemas divisores y de enfriamiento por agua con torres de enfriamiento tienen componentes tanto externos como internos. Por ejemplo, una bobina de evaporador de un sistema divisor generalmente se encuentra dentro de los edificios, mientras que la unidad de condensación se encuentra fuera. Revise cualquier congelación en la bobina del evaporador pero tenga en cuenta que no tiene sentido revisar el sistema de CA en la parte interna si no se va a revisar la externa. Generalmente hay fusibles y conexiones (asas) fuera y si hay una torre de enfriamiento, hay motores. Utilice su cámara termográfica para verificar el flujo y detecte filtraciones en las torres.
Conceptos básicos
En cuanto a la formación, Fluke recomienda dos a tres días de entrenamiento para los usuarios de cámaras de nivel superior. Utilizar el hardware no es la parte difícil. Lo más difícil de la realización de imágenes térmicas es hacer buenos diagnósticos. Las claves para un trabajo exitoso consisten en recolectar datos buenos, fiables y repetibles, así como la revisión posterior por parte de alguien que conozca los sistemas eléctricos. Esta estrategia permitirá determinar lo que está mal y cómo corregirlo, si es el caso. Para realizar buenos juicios acerca de los escaneos térmicos del centro de datos se requiere una buena formación, conocimientos técnicos y experiencia práctica en campo.
¹La mayoría de la información de esta nota sobre la aplicación está basada en una entrevista con Paul Twite, termógrafo con 24-7 Power, ubicado en Edina, Minnesota. Teléfono: 952-944-8900; fax: 952-746-1958; teléfono gratuito: 1-866-269-1767.
²Para obtener información sobre una discusión detallada sobre la emisividad, lea "Emisividad: comprensión de la diferencia entre las temperaturas infrarrojas aparentes y reales," de L. Terry Clausing, P.E., certificado por la ASNT (Sociedad Americana de Ensayos no Destructivos) NDT (Ensayo no Destructivo) nivel III T/IR. La nota sobre la aplicación está disponible para descargarse en el Centro de distribución de la biblioteca digital de Fluke, al que puede acceder desde la página www.fluke.com.