Interface

Qual técnica é mais eficiente em sistemas de climatização de data centers: confinamento de corredor quente ou corredor frio? Como essas contenções podem ser implementadas na prática?

Nesta edição de Interface, começo uma discussão sobre essas técnicas e suas principais características.

Conforme tratado na edição anterior da seção (RTI fevereiro), a conformação de corredores frios e quentes é comum em data centers. Quando implementadas as técnicas de contenção de corredores, seja de corredores frios ou quentes, essa arquitetura permanece como base. Os métodos de implementação (com ou sem o uso de piso elevado), entretanto, podem diferir dependendo das características do ambiente.

Estudos apresentados por fabricantes de sistemas de climatização e instituições diversas, incluindo acadêmicas, mostram que ambas as técnicas entregam resultados satisfatórios em termos de rendimento e, portanto, eficiência energética em comparação com a topologia tradicional de conformação de corredores frios e quentes na sala de computadores.

Tomando como base uma topologia de climatização tradicional em data centers, ou seja, com o uso de unidades CRAC – Computer Room Air Conditioner na sala de computadores e conformação de corredores frios e quentes, ambas as técnicas podem aumentar a previsibilidade do sistema de climatização e sua eficiência energética. Entretanto, um estudo conduzido entre colaboradores de diversos centros de pesquisa nos Estados Unidos e China mostra que, comparada à contenção de corredores frios, a contenção de corredores quentes pode contribuir para uma economia de energia cerca de 43% maior, reduzindo a PUE –Power Usage Effectiveness do site em 15%, em média. A diferença entre os volumes de ar frio e quente no espaço, nessa configuração, seria o motivo de tal desempenho [1].

Outra pesquisa, conduzida por meio de simulação empregando CFD - Computational Fluid Dynamics, mostrou que a contenção de corredores frios não apenas reduz a mistura de ar entre os corredores frio e quente, mas melhora a eficiência térmica do sistema. Além disso, a massa de ar quente de retorno pode ser removida mais facilmente, aumentando o desempenho do sistema de climatização e contribuindo para a redução do ar quente de retorno entre 0,5°C e 5°C. Como consequência, leva à redução do consumo de energia das unidades CRAC [2].

Resultados apresentados por um fabricante de componentes e equipamentos para sistemas de climatização de data centers

Esta seção se propõe a analisar tópicos de cabeamento estruturado, incluindo normas, produtos, aspectos de projeto e execução. Os leitores podem enviar suas dúvidas para Redação de RTI, e-mail: inforti@arandanet.com.br. Fig. 1 – Exemplo de corredor frio. Fonte: Data Centers – Engenharia: Infraestrutura Física, ISBN 985-85-69397-01-4

Fig. 2 – Exemplos de contenção de corredores frios com filas duplas (esq.) e única. Fonte: Subzero Engineering

Fig. 3 – Exemplo de esquema de contenção de corredor quente. Fonte: Data Centers – Engenharia: Infraestrutura Física, ISBN 985-85-69397-01-4

Fig. 4 – Exemplo de solução de contenção de corredor quente em data centers. Fonte: TMP – Topwelltech

mostram que os resultados de PUE para ambas as técnicas de contenção de corredores, em relação àquela obtida para a configuração de corredores frios e quentes convencional, são basicamente os mesmos [3].

Contenção de corredores frios

A figura 1 mostra um exemplo de esquema de contenção de corredor frio. Considerando-se uma infraestrutura existente de climatização em operação, a contenção do corredor frio é, em geral, mais fácil de ser implementada. Nesse caso, o confinamento pode ser obtido pela instalação de portas nas extremidades do corredor e um fechamento de sua parte superior (teto do espaço confinado). Já o espaço remanescente da sala de computadores se torna um grande “duto” para o ar quente de retorno, o que pode ser um problema caso a temperatura do ar de retorno seja muito elevada, comprometendo a eficiência energética da solução. Esse tipo de contenção costuma oferecer um custo inferior em relação a outras técnicas e é mais fácil de ser implementado em ambientes que possuem piso elevado para a insuflação de ar frio no espaço, embora isso não seja necessário. As aberturas no piso elevado utilizadas para a passagem de cabos elétricos, cabos de telecomunicações e outros sistemas aos equipamentos ativos instalados nos gabinetes devem ser seladas para minimizar a mistura de ar quente e frio, o que leva à redução da eficiência energética do sistema de climatização e da infraestrutura do data center de forma geral. Alguns fabricantes oferecem painéis de teto e portas que podem ser montadas nos gabinetes para ajudar a isolar os corredores frios do fluxo de ar quente que circula na sala de computadores (figura 2).

Conforme mostrado em ambos os exemplos da figura 2, a contenção do corredor frio pode ser implementada de forma simples e relativo baixo custo utilizando a infraestrutura de climatização existente. É importante enfatizar que, embora não recomendado como solução definitiva, não é pouco comum o uso de soluções “caseiras” feitas com cortinas plásticas para o confinamento dos corredores frios.

Contenção do corredor quente

A técnica de contenção do corredor quente é análoga à anterior, porém com o corredor quente confinado de alguma forma. Nesse caso, a sala de computadores fica com a temperatura baixa, operando como um grande “duto” de ar frio e o ar quente de retorno, exaustado pelos equipamentos ativos de TI, é tubulado e direcionado à máquina de ar condicionado (unidade CRAC).

A figura 3 mostra um exemplo de esquema de contenção do corredor quente por meio do fechamento superior e das extremidades desse corredor. Nesse tipo de sistema, o ar quente é direcionado para fora do corredor por meio de dutos que fazem a extração do ar, que pode ser natural ou forçada, sendo esta a mais comum e, portanto, obtida por meio de exaustores ativos. O ar frio é insuflado sob o piso elevado e direcionado às partes frontais dos gabinetes que contêm os equipamentos ativos para a remoção do calor gerado por sua eletrônica. Para ter um ótimo desempenho, a mistura de ar entre os corredores frio e quente deve ser minimizada por meio de técnicas de projeto e instalação adequadas. É importante acrescentar que isso é

importante para qualquer técnica e/ou configuração de climatização de data centers, mesmo quando utilizada a conformação de corredores frios e quentes sem qualquer esquema de contenção de corredores.

A figura 4 mostra um exemplo de solução para a contenção de corredor quente. Para finalizar a discussão sobre as configurações de contenção de corredores, a figura 5 traz outro exemplo de uma técnica utilizada para a contenção do corredor quente em data centers por meio de coletores de ar do tipo chaminé.

No exemplo mostrado na figura 5, o ar quente que sai pela parte posterior dos gabinetes de equipamentos de TI segue pelas chaminés e é direcionado ao duto coletor de ar quente de retorno, montado no teto da sala de computadores ou mesmo utilizando o espaço de teto falso em instalações plenum e então, retirado do ambiente. As chaminés podem ser instaladas em gabinetes individuais ou como um sistema que conecta diversos gabinetes. Exaustores podem ser montados dentro das chaminés para forçar o fluxo de ar e minimizar a pressão na parte posterior dos gabinetes de altas densidades de equipamentos de TI.

Embora mostrada na figura 5, a insuflação de ar por meio do piso elevado (com placas perfuradas ou grelhas), o ar frio pode ser insuflado na

Fig. 5 – Exemplo de contenção do corredor quente com o uso de gabinetes com dutos do tipo chaminé. Fonte: Data Centers – Engenharia: Infraestrutura Física, ISBN 985-85-69397-01-4 sala de computadores por qualquer método escolhido pelo projetista, ou seja, sob o piso elevado (novamente, conforme mostrado na figura 5) ou em configuração overhead ou direta (figura 6). Os detalhes de montagem desse tipo de solução variam entre fabricantes.

O leitor pode estar se perguntando se essa configuração pode ser considerada uma solução de contenção de corredor quente, pois não há de fato um corredor nesse esquema. Independentemente de sua denominação, o objetivo é remover o ar quente do espaço e garantir a eficiência do sistema de climatização da sala de computadores. Siciamos uma discussão sobre as técnicas de contenção de corredores (quente e frio), métodos de implementação e nível de desempenho em termos de eficiência energética. Revisamos aqui as configurações de contenção dos corredores. Nas próximas edições, continuaremos essa discussão, abordando aspectos como a distribuição do fluxo de ar nos corredores, determinação de parâmetros para a avaliação de desempenho, comparação entre as respostas de diferentes configurações e conclusões gerais. Fig. 6 – Exemplo de remoção de ar quente por chaminés nos gabinetes e insuflação de ar frio diretamente na sala de computadores sem o uso de piso elevado. Fonte: HPAC Engineering

REFERÊNCIAS [1] Ni, Jing; Jin, Bowmen; Ning, Shanglei e Wang, Xiaowei. The numerical simulation of airflow distribution and energy efficiency in data centers with three types of aisle layout. Sustainability, 2019. [2] Zhang, M; An, Q; Long, Z; Pan, W; Zhang, H; Cheng, X. Optimization of airflow organization for a small-scale data center based on cold aisle closure. Procedia Eng., 2017. [3] Niemann, John; Brown, K. e Avelar, Victor. Hot-aisle vs cold-aisle containment for data centers. APC, 2010.

Rhian Duarte, gerente de relacionamento institucional, regulatório e comunicação da Abrint

O inestimável impacto das associações

Quem vive a rotina de uma associação setorial conhece bem o desafio contínuo de demonstrar aos seus membros, e principalmente os associados em potencial, quais são os benefícios de sua participação. Para além das vantagens mais tangíveis, como a plataforma de cursos ou assessorias contábil e jurídica, as associações têm uma missão institucional e regulatória de grande relevância, mas cujo impacto muitas vezes é de difícil mensuração. Quanto vale, na prática, a representação setorial junto aos órgãos reguladores?

É difícil contabilizar o impacto de um ambiente competitivo saudável. Contudo, se olharmos com atenção, veremos que o diálogo legítimo e responsável das associações junto aos órgãos reguladores é uma atividade cada vez mais essencial. Em especial no setor de telecomunicações, onde pequenos e grandes se misturam em um ecossistema dinâmico e heterogêneo.

De fato, a promoção da competição justa tem sido uma das principais preocupações da regulação econômica no setor de telecomunicações após a desestatização. Na última década, temos visto a crescente atenção da Anatel em ir além do pensamento tradicional e buscar novas abordagens para equilibrar o campo de jogo (level playing field). Com isso, a agência vem construindo paulatinamente um arcabouço regulatório que leva em consideração as peculiaridades regionais no tocante à heterogeneidade de infraestrutura disponível e o grau de competição.

Essa abordagem vem constituindo importantes avanços regulatórios, que tem papel de destaque na efetiva aceleração da competição no Brasil. Eles fazem parte de um processo amplo de amadurecimento e organização do setor como um todo. É, também, fruto do trabalho de associações setoriais, como a Abrint, que paulatinamente vem conquistando espaço de diálogo com os órgãos reguladores.

Trata-se de um trabalho sério e responsável de levar, até os tomadores de decisão, a expertise técnica e prática de quem vive o dia a dia da atividade econômica. É a partir desse diálogo que a Anatel consegue, por exemplo, conhecer a situação real de cada região e trazer a necessária modularidade e assimetria à atividade regulatória. Isso significa que o órgão regulador consegue calibrar melhor o peso das regras sobre a atividade econômica, abrindo maior espaço para o empreendedorismo e inovação.

Tem havido, por exemplo, um grande esforço para simplificar regras, sem prejuízo aos princípios constitucionais, às normas gerais de proteção à ordem econômica e aos direitos do consumidor de PPPs- Prestadores de Pequeno Porte. Esse esforço também se consolida no âmbito do CPPP Comitê de Prestadoras de Serviços de Telecomunicações de Pequeno Porte junto à Anatel, onde as associações podem manter um diálogo institucionalizado e franco com a agência.

Na prática, isso se traduz no surgimento de milhares de PPPs em todo o Brasil. O número de provedores autorizados ou dispensados de autorização para fornecer banda larga mais que dobrou nos últimos cinco anos. Isso teve impacto direto no crescimento da quantidade de acessos à Internet e, ainda mais importante, no avanço da democratização do acesso.

Os provedores regionais, que hoje somam mais de 19 mil empresas são os verdadeiros protagonistas da ampla inclusão digital do país. Eles nasceram atendendo o interior, periferias, comunidades afastadas e carentes de infraestrutura. Hoje estão presentes por todo o país e encaram as grandes operadoras. Aliás, os PPPs lideram diversos rankings de satisfação e qualidade percebida pelo consumidor.

O maior beneficiado com a infusão de pequenas e médias empresas no mercado de telecomunicações é o consumidor. Primeiro, pela expansão das áreas conectadas. Segundo, pelo grande impacto sobre os preços. De acordo com a própria Anatel, entre 2010 e 2018, o preço médio mensal de 1 Mbit/s caiu 83%, com efeitos mais significativos nas regiões com maior competição.

Por fim, é importante lembrar que o diálogo nunca pode terminar. Para cada assunto resolvido, existem tantos outros que carecem de atenção, ainda mais em um setor tão dinâmico, no qual as tecnologias e modelos de negócios estão em constante evolução. Por isso, não deixe de apoiar e participar de sua associação. É caminhando juntos que podemos garantir o progresso. .

Rhian Duarte é cientista político com especialização em políticas públicas e gestão, com foco em inovação e digitalização. Na Abrint, atua como gerente de relacionamento institucional, regulatório e comunicação.