Articulo Técnico

 

Data Centers modulares prefabricados y en contenedor: pros y contras

 

En los últimos años y cada vez con mayor frecuencia, el término de “Data center modular prefabricado y en contenedor” se ha vuelto más común en los proyectos de Centros de Cómputo en ejecución y en los planes de los proyectos a corto y mediano plazos. Sin embargo, el término aún continúa usándose de manera indiscriminada, sin entender realmente las diferencias entre uno u otro, ni las ventajas y desventajas entre ellos, y a su vez, de estos en cuanto a los proyectos de construcción tradicional (brick&mortar). Este es precisamente el tema por tratar en este artículo.

En primer lugar, un data center modular prefabricado no es lo mismo que un data center en contenedor, y por el contrario, existen marcadas y claras diferencias entre ellos.

Un data center en contenedor, como su nombre sugiere, es una solución empaquetada de centro de cómputo con preingeniería en fábrica, que se ha integrado en un contenedor ISO (de 20´x 8´o de 40´x 8´) de envío marítimo, reforzado estructuralmente para soportar el peso de los equipos en su interior, que puede tener características personalizadas adicionales, como el blindaje de la estructura, o contar con accesos específicos hacia los racks (entre otras). Típicamente, es usado en ubicaciones que cuentan con un difícil acceso (por ejemplo, en una zona selvática), o como una solución temporal, de contingencia o que requiera una rápida implementación o movilidad.

Debido a su área limitada por las dimensiones estándar ISO, tiene una capacidad también limitada en el número de racks y la potencia total de la carga de TI, alrededor de los 150KW para soluciones “All in One” (que integran los racks de TI con los equipos de potencia y enfriamiento en un único contenedor), o de los 250KW para contenedores dedicados a gabinetes de TI, que precisan contenedores adicionales con los equipos de potencia y de enfriamiento.

Por su parte, un data center modular prefabricado, es una solución personalizada para la cantidad precisa de gabinetes de TI y para la capacidad de potencia y de enfriamiento, que conforma el centro de cómputo, a partir de componentes o bloques modulares, preensamblados y probados en fábrica, que proveen una solución escalable y un tiempo de entrega menor a la construcción tradicional de cemento y ladrillo. Su gran diferencia con la solución en contenedor es que no tienen una capacidad limitada en el número de racks ni de la potencia total de la carga TI, pero se pueden ensamblar y despachar en módulos que cuentan con las dimensiones adecuadas para facilitar su envío y transporte.

Los tres tipos más comunes que se encuentran en el mercado son:

a) Micro data center: solución completa prefabricada en una sola pieza, tipo “All-in-One”, por lo general con una carga máxima de TI de 150KW, en un contenedor ISO. Útil cuando no se espera mayor crecimiento, ya que para una cantidad mayor a 2 o 3 módulos, podría resultar más costoso que una solución de construcción tradicional. Normalmente se usan como soluciones temporales (eventos), para locaciones remotas, en ambientes externos muy agresivos (petróleo o aplicaciones industriales), que requieran movilidad, o como pequeño data center de recuperación de desastres.
b) Semiprefabricado: cuando se cuenta con una construcción tradicional que tiene espacio de TI para crecer, pero no dispone de la capacidad eléctrica o de enfriamiento restante suficiente, o viceversa. También suelen ser usados como solución temporal o de corto plazo para atender una demanda concreta, mientras se define el plan a largo plazo con la solución definitiva.
c) Prefabricado completo: toda la solución en bloques o módulos que puede ser usada como sitio de “Disaster Recovery” o contingencia, o cuando se espera que el data center crezca “homogéneamente” en etapas o fases, de manera repetida.

Además, algunas soluciones prefabricadas dedicadas a módulos de potencia (Switchgear, Transformador, UPS, Panel eléctrico) para atender demandas concretas de capacidad eléctrica, se despachan en pallets metálicos, frames abiertos o en rieles de fácil transporte, para uso al interior de locaciones.

El principal factor que está impulsando el empleo de las soluciones modulares prefabricadas es el tiempo de implementación, ya que el uso de componentes estándar, preensamblados y probados en fábrica, entregados y comisionados en sitio, provee soluciones confiables, eficientes y con un muy buen “time to market”, y los bloques modulares pueden ofrecer mayor escalabilidad, consistencia, facilidad de reemplazo o upgrade en campo.

Tanto las soluciones en contenedor como las modulares prefabricadas, podrían ofrecer las siguientes ventajas respecto de la implementación de data center en construcciones tradicionales de cemento y ladrillo, sin embargo, lo expresado a continuación no se puede dar siempre por sentado y, por lo tanto, se recomienda su validación caso a caso:

a) Menor tiempo de implementación o “Time To Market”, debido a menores obras civiles que implementar y su eventual menor tiempo en la obtención de la licencia de construcción. Las obras civiles están principalmente relacionadas con la preparación del sitio y la losa donde se apoyará la estructura prefabricada, la adecuación de tuberías y drenajes, rejas o muros de seguridad, área para tanques de combustible y áreas en mampostería para baños, subestación eléctrica y oficinas, aunque dependiendo del fabricante, estas zonas podrían ser incluidas como parte de la solución modular. Además, la fabricación y preensamble y prueba en fábrica de la solución, se puede ir realizando en simultáneo a las adecuaciones civiles. Las ofertas del mercado indican tiempos de implementación completo del data center, entre 5 y 6 meses.

Es preciso que se verifique que la obtención de menores tiempos de diseño y planeación no provenga del uso de diseños de referencia existentes, ya que estos no necesariamente atienden todos los requerimientos del proyecto del cliente.

b) Gastos de capital menores, al facilitar una mayor escalabilidad o crecimiento por fases, con soluciones que pueden alojar mayor densidad en espacios más optimizados, con una capacidad más ajustada a las diferentes fases del proyecto, sin sobredimensionamientos que causan costos anticipados o mayores. Adicionalmente, los espacios más optimizados pueden derivar en mayor eficiencia energética, al acercar las cargas térmicas a las unidades de enfriamiento.
c) Costos de fases posteriores y de operación más predecibles, permitiendo un plan de contratación de expansión por módulos con precios fijos, además de costos de depreciación reducidos por módulo, resultantes de ciclos de vida similares al de los servidores de TI o de 10 años máximo (en lugar de 15 o 20 años).
d) Facilidad de contar con diferentes requisitos de disponibilidad por bloques, etapas o fases del proyecto, ya que cada bloque puede ser construido específicamente y con infraestructura separada.
e) Se facilita el proceso de inspección y, por ende, se puede acortar el tiempo para el Commissioning, ya que durante el preensamble y prueba en fábrica, se asume que se han verificado las tuberías y el cableado eléctrico interno hacia y desde los equipos de infraestructura física, acotando el trabajo en campo a las conexiones eléctricas, mecánicas y de telecomunicaciones externas de los módulos. Por supuesto, este aspecto va de la mano con la primera ventaja indicada.

Conviene aclarar que los proyectos de centro de cómputo de construcción tradicional también pueden permitir escalabilidad y expansión por fases, pero requieren planearse con más años de anticipación que las soluciones prefabricadas, lo cual puede resultar en unos supuestos no válidos algunos años después, debido al rápido cambio tecnológico, las innovaciones y las mejores ofertas o los nuevos competidores en el mercado. Sin embargo, aún en esquemas prefabricados, la expansibilidad y crecimiento dependen en la mayoría de los casos, de la indicación de una capacidad máxima futura, lo cual no resulta diferente en el esquema tradicional.

Por otra parte, para Data Centers que proveen servicios de colocación a terceros, resulta mucho más práctica y flexible la construcción tradicional al atender las necesidades tan variadas por espacio de los clientes, permitiendo también que las “jaulas” (e incluso áreas de contención térmica) puedan ser fácilmente instaladas y reconfiguradas, para acomodar el cambio y crecimiento requerido. Además, el crecimiento por unidades más discretas (un rack) se puede realizar con facilidad, mientras que las soluciones modulares prefabricadas o en contenedor, crecen por bloques o unidades mayores, y requerirían contar con amplios espacios para adicionar otro(s) gabinete(s) y, eventualmente, hasta maquinaría o herramientas pesadas.

Entendiendo que podría ser un paradigma, tampoco se debe dejar a un lado la percepción generalizada que existe en el mercado, por parte de los clientes que pagan por servicios tercerizados, de que sus equipos de TI o servicios (colocation / hosting / managed services) están más seguros si se encuentran dentro de una construcción tradicional que en un contenedor o en una solución modular prefabricada.

También es necesario considerar que en casi todas las soluciones prefabricadas del mercado, será preciso contar con alguna construcción tradicional que sirva de dirección física reconocida para el negocio y que, dependiendo del proyecto, requiera incluir áreas como la subestación eléctrica (media tensión), baños, cuartos de seguridad, bodega, e incluso oficinas.

Finalmente, conviene tener en cuenta que la seguridad no debe ser el factor decisivo entre la construcción tradicional y la solución prefabricada, ya que depende de la necesidad del cliente, su negocio y las políticas internas de la organización, y no de si el data center es una solución prefabricada o tradicional. En ambos casos, el nivel de seguridad requerido por el cliente puede ser implementado.

Por otra parte, las principales diferencias entre las soluciones en contenedor y modulares prefabricadas son:

a) Flexibilidad mayor en las soluciones prefabricadas para el número de gabinetes, tamaño y densidad de potencia, y para el crecimiento futuro, ajustes o modificaciones en campo.
b) La aplicación en contenedor está orientada principalmente como solución temporal, transportable, de emergencia o para sitios remotos, mientras que la solución prefabricada se usa más como solución permanente, como complemento de capacidad adicional a una instalación existente y como Disaster Recovery o sitio alterno de contingencia
c) La apariencia estética resulta mucho más agradable y personalizable en la solución prefabricada, haciéndola más adecuada para Data Centers Enterprise, ya que una vez ensamblada en sitio (e incluso pintada), puede lucir similar a un centro de cómputo tradicional. Por el contrario, las soluciones en contenedor sin adecuaciones estéticas, pueden dar un aire de “obra” a la locación, haciéndolas poco atractivas para Data Center Enterprise o que presten servicios a terceros.
d) Debido a que pueden ser construidos sin las limitaciones de espacio del contenedor, los prefabricados proveen mayor facilidad para ejecutar mantenimiento y respetar los espacios de servicio por normatividades locales. El servicio en contenedor suele realizarse a través de los paneles exteriores usados como puertas, que afectan la hermeticidad del sistema de aire acondicionado.
e) A diferencia del contenedor, se sugiere especial atención para que la solución prefabricada por elegir, pueda transportarse desensamblada en tamaños estándares similares al contenedor ISO, ya que en caso contrario, el transporte por carreteras puede requerir equipos y permisos especiales, que no solo serían
muy complicados de obtener en los países de la región, sino también muy costosos.
f) Normalmente, las soluciones en contenedor son un de solo nivel, ya que es común que en el techo se coloquen las condensadoras del sistema de aire acondicionado. Por el contrario, en algunas soluciones prefabricadas se pueden tener dos y hasta tres niveles o pisos, para mejor aprovechamiento del suelo.

Es pertinente considerar las diferencias y ventajas que una solución modular prefabricada puede ofrecer sobre una solución en contenedor, y aunque ambos tipos de soluciones tienen escenarios más favorables para cada una de ellas, prácticamente en todos los escenarios será necesario contar con alguna construcción tradicional que complemente las áreas que un proyecto completo de data center requiere.

Se debe entonces analizar las necesidades específicas del negocio, de los requerimientos del proyecto y del cliente, conforme a los posibles escenarios de construcción tradicional, contenedor y modular prefabricado, sus pros y contras, para definir cuál de estas es la que mejor se ajusta y satisface más adecuadamente tales requerimientos y necesidades. Cada proyecto de data center es único, de allí que no exista una regla por aplicar al elegir el posible escenario de implementación.

Por: Juan Carlos Londoño Z. – Ingeniero Consultor Senior – INGENIUM
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