Uso de captura de imágenes termográficas en centros de datos

Mediante la toma y el almacenamiento sistemáticos de imágenes térmicas del equipo del centro de datos, puede garantizar la seguridad y la accesibilidad del almacenamiento de datos.

Dado que los datos son cruciales para el funcionamiento de la mayoría de las organizaciones, debe preservarlos, protegerlos y acceder a ellos en todo momento. Las inspecciones periódicas de los centros de datos son muy importantes para garantizar la confiabilidad, la continuidad y la sustentabilidad de los sistemas que albergan. De hecho, dichas inspecciones son exigidas con frecuencia por organizaciones basadas fundadas por usuarios tales como el Uptime Institute o los operadores de seguros que no desean pagar indemnizaciones por la pérdida de datos a causa de fallas en el equipo.

Una herramienta importante para realizar inspecciones de centros de datos es la cámara termográfica, también conocida como cámara infrarroja (IR). La siguiente información paso a paso describe cómo usar la cámara termográfica para inspeccionar 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 sistema de climatización (HVAC).

¿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 fríos que los objetos similares dentro del mismo ambiente. Los componentes sobrecalentados indican generalmente un problema potencial que requiere mantenimiento antes de que ocurra la falla. 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 una disparidad 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 distintas situaciones, como el sobrecalentamiento de un transformador o motor, lo que permite su reparación o reemplazo antes de que fallen.

Cuando las imágenes térmicas revelan problemas potenciales, captúrelas en la cámara y cárguelas en una computadora que ejecute el software para reportes y análisis. Mediante la supervisión regular del equipo y el mantenimiento de un “historial” térmico en su computadora para 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 tendencia térmica ofrece un rastreo de datos documentado para los proveedores de seguros, de gestión y cualquier otra persona que requiera la confirmación de un funcionamiento confiable.

¿Qué escanear?

En un centro de datos, los componentes son como una serie de dominós. Si falla uno, fallará todo lo que sigue. Tiene sentido "comenzar desde el principio", en lo que el Código Eléctrico Nacional llama "la fuente": generalmente un transformador, tal vez una subestación. Para realizar una sesión de inspección útil, el sistema debe estar en funcionamiento y absorber una carga eléctrica tan grande como sea posible. Más corriente desplazándose a través de los alambres produce 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 embobinados y las bobinas secundarias. Vea las terminaciones y las lengüetas (conexiones con pernos) "dentro de la caja". Busque anomalías térmicas; por ejemplo, diferencias en la temperatura –∆T– de componentes similares. Asimismo, busque daños físicos y desechos que puedan interferir con el funcionamiento del transformador y verifique que no haya desequilibrios de carga. Esta última se señala mediante un ∆T entre las fases del circuito.
  • Muchos centros de datos tienen una fuente alterna de energía para redundancia. Esta segunda fuente puede ser otro transformador de la compañía dentro de una red eléctrica distinta o un generador de reserva. Las fuentes de energía alternativas deben analizarse e inspeccionarse también cuando estén en uso y bajo carga.
  • Los generadores de reserva deben inspeccionarse mientras están cargados con todos los equipos conectados a su salida en funcionamiento. Aquí también revise las lengüetas y terminales para descartar daños y desechos. Para detectar problemas con los sistemas de enfriamiento y de escape, deberá registrar las temperaturas reales más que observar ∆T.
  • Cuando un interruptor de transferencia funciona correctamente, detecta de dónde viene la energía (principal o de reserva) y cambia a esa fuente. No pase por alto ese interruptor durante la inspección, dado que, si falla, no importa cuán buenos sean los procedimientos de mantenimiento de los equipos ubicados a la salida del mismo. Mientras la corriente fluye por el interruptor de transferencia, escanéela y busque calor que pueda indicar conexiones flojas (p. ej., par de apriete o compresión insuficientes en una lengüeta o terminal).
  • El panel de interruptores principal es un gabinete grande con muchos interruptores. El gabinete alberga varios componentes, incluso barras de contacto, conexiones con pernos y clips de fusible. Busque anomalías térmicas en las conexiones (entre ellas, las conexiones de bus), las terminaciones , los fusibles y sus clips. Busque también desequilibrios, daños y desechos.
  • Un sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) generalmente se encuentra inmediatamente a la salida del conmutador. Al inspeccionar un UPS, escanee las conexiones de entrada, las terminales y la sección inversora donde haya fusibles pequeños y capacitores. Utilice su cámara termográfica para revisar la sección de batería mientras se encuentre bajo carga. Verifique los bornes terminales, las carcasas y los alimentadores. Una celda en mal estado se calienta demasiado rápido cuando se encuentra bajo carga. Tras el escaneo de la carga, escanee inmediatamente las baterías sin carga. Las celdas en mal estado se enfrían muy rápidamente cuando se elimina la carga. Por último, verifique el transformador incorporado (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 disyuntores y, a veces, un transformador. Cuando escanee las unidades de distribución de energía (PDU), verifique las lengüetas y terminales, incluso de los disyuntores. Verifique visualmente que no exista daño ni desecho o, si la PDU no es un modelo de tensión directa, escanee el transformador integrado.
  • Los bastidores del servidor son cada vez más compactos, lo que libera espacio para más servidores dentro de centros de datos existentes. Sin embargo, también aumentan los requerimientos de capacidad de energía y de enfriamiento de los centros. De hecho, el calor generado por los servidores blade ha hecho que algunos termógrafos experimentados reporten que ya no emplean demasiado tiempo en el escaneo de los bastidores del servidor. El calor elevado dificulta las temperaturas comparativas. Además, la cámara termográfica es útil para monitorear líneas eléctricas y suministros de energía incorporados dentro de las estanterías, así como en las conexiones de cableado, enchufes y tiras de enchufes. Verifique que no haya sobrecalentamiento por conexiones flojas o enchufes flojos o doblados. Un escaneo térmico también puede detectar cordones rotos o conductores rotos en los cables. Para detectar esta última condición, busque lo que se llama "efecto poste de barbero", en el cual puede observar las diferencias térmicas de los hilos trenzados.

    También debe monitorear 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 monitorear la efectividad del enfriamiento por aire. En términos generales, usted 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. Dicho monitoreo identifica dónde instalar paneles perforados para mejorar la circulación o placas ciegas para evitar que el aire caliente ingrese a las ranuras o los bastidores vacíos. Estas estrategias ayudan a que muchos usuarios de los centros de datos mantengan los servidores con el frío suficiente 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 mantiene la temperatura del centro entre (18.3 °C [65 °F] y 22.2 °C [72 °F]). Muchos servidores están diseñados para apagarse de manera automática y autónoma cuando la temperatura excede los 75 o 76 grados.

    Escanee los fusibles de su sistema de AC, las conexiones, las lengüetas y las conexiones engarzadas o de perno. También revise los componentes mecánicos en busca de sobrecalentamiento que señale desajuste (en los variadores), desequilibrio (en los ventiladores) o degradación (en los motores y rodamientos). Una imagen infrarroja también revelará filtración de refrigerante si sopla contra el gabinete.

    Los sistemas divisores y de enfriamiento por agua con torres de enfriamiento tienen distintos componentes, tanto externos como internos. Por ejemplo, un serpentín de evaporador de un sistema divisor generalmente se encuentra dentro de la construcción, mientras que la unidad de condensación se encuentra fuera. Revise si hay congelamiento en el serpentín del evaporador, pero tenga en cuenta que no tiene caso revisar el sistema de AC en la parte interna si no revisará la externa. Generalmente hay fusibles y terminaciones (lengüetas) afuera y, si hay una torre de enfriamiento, hay motores. Utilice su cámara termográfica para verificar el flujo y detecte filtraciones en las torres.

Cómo empezar

Respecto a la capacitación, Fluke recomienda dos a tres días de adiestramiento para los usuarios de cámaras de nivel superior. Operar el hardware no es la parte difícil. El aspecto desafiante de la realización de imágenes térmicas es hacer buenos diagnósticos. Las claves para un trabajo exitoso consisten en recolectar datos correctos, confiables y repetibles, así como revisar posteriormente los datos a través de los ojos de alguien que conozca los sistemas eléctricos. Esta estrategia producirá juicios acertados acerca de lo que está mal y cómo corregirlo, si es el caso. Los juicios acertados acerca de los escaneos térmicos del centro de datos requieren una buena capacitación, conocimientos técnicos y experiencia práctica en campo.

¹La mayoría de la información en esta nota de aplicación está basada en una entrevista con Paul Twite, termógrafo con Energía 24-7, ubicado en Edina, Minnesota. Teléfono: 952-944-8900; fax: 952-746-1958; llamada sin costo: 1-866-269-1767.

²Para obtener una explicación detallada sobre la emisividad, lea "Emissivity: Understanding the difference between apparent and actual infrared temperatures" (Emisividad: entendiendo la diferencia entre las temperaturas infrarrojas aparentes y reales), de L. Terry Clausing, P.E., certificado por la ASNT (Sociedad Americana para Ensayos no Destructivos) NDT (Ensayo no Destructivo) nivel III T/IR. La nota de aplicación está disponible para descargarla en el Centro de distribución de la biblioteca digital de Fluke accesible desde www.fluke.com.

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