Infraestructura crítica en la empresa: cómo proteger los Data Centers frente a un incendio

El Data Center además del alto costo en sí de la infraestructura, es una parte del cerebro de las empresas, conteniendo toda la información de las mismas, y convirtiéndose, por tanto, en algo vital para su supervivencia. Además, hay que tener en cuenta que cada vez estamos en un mundo más digital conllevando que este sector tenga un crecimiento exponencial y convirtiendo a los Data Centers, cada vez más, en un servicio externalizado en pleno auge de desarrollo tecnológico. Esto supone tener que estar de continuo al corriente de las nuevas tecnologías para poder llevar a cabo los diseños más efectivos en su protección contra incendios.

En cuanto a su protección contra incendios, para que sea global y efectiva, lo más importante es estudiar muy bien los elementos a proteger (estudio de riesgos) en todos sus ámbitos. Conociendo las necesidades (el problema) podremos diseñar el sistema más apropiado (la solución).

Para la protección contra incendios de un Data Center se deben considerar todas las partes que lo componen y aunque se pueda dar el caso de que abarque varias salas, su diseño será en función de las características del mismo en relación a cada sala de manera independiente. Por otra parte, también debemos prestar especial atención al resto del edificio de cara a evitar el riesgo por propagación.

Desde el punto de vista de la protección activa contra incendios, se podría desglosar en 2 fases: fase I detección y alarma, y fase II extinción.

En lo que refiere a la fase I, dado el posible origen del incendio, riesgo generalmente de tipo eléctrico y electrónico con importantes densidades de cableado, equipos de climatización, placas electrónicas, etc. vamos a tener gran cantidad de humo y una velocidad de propagación a considerar. Por otra parte, hay que tener en cuenta que son salas limpias, pero con corrientes de aire que originan los equipos de climatización por la necesidad de mantener una baja temperatura en la sala para el óptimo rendimiento de los equipos.

En base a estos aspectos y condicionantes, se requiere una detección precoz y que pueda detectar el humo en una proximidad relativa a su origen, ya que las corrientes de aire desplazaran las partículas del humo dispersándolo y perjudicando su detección por sistemas tradicionales del tipo detector puntual en techo.

En base a los criterios establecidos, los sistemas con tecnología ASD (Aspirating Smoke Detection) por sus prestaciones son una buena elección en la mayoría de los casos.

Los sistemas ASD, son básicamente una red de tuberías que conducen el aire, desde los puntos de muestreo, repartidos por el riesgo hasta la unidad central de alta sensibilidad, que detecta cualquier pequeña cantidad de humo existente en el aire.

Este tipo de sistemas, pueden detectan el conato de incendio en una fase muy temprana, lo que posibilita iniciar rápidamente la secuencia de activación de los sistemas de extinción (pre-alarma, posible activación de maniobras asociadas (cierre de compuertas, posible parada de equipos de climatización, ...), verificación preferiblemente con una segunda detección (detección cruzada) y tiempo de retardo), siendo fundamental para minimizar daños/costes, sobre todo los relacionados con el tiempo de inoperatividad del Data Center.

Para su diseño se debe contemplar la protección de todo el volumen (ambiente, falso techo y falso suelo), pero también se deberán considerar los equipos y ubicar la tubería de aspiración de tal manera que podamos obtener continuos muestreos en lugares que puedan ser susceptibles de detección de humo debido a un origen próximo de incendio p. ej. en los racks, en las rejillas de los equipos de climatización, etc. siendo posible el uso de capilares (ramificaciones que permiten prolongar las tomas de muestreo aproximándolas a los elementos a supervisar).

En lo que refiere a la fase II, extinción, al margen de los sistemas de extinción automática del tipo húmedo que actúan por el efecto de la refrigeración del agua; rociadores o agua nebulizada, nos vamos a encontrar diversos tipos de agentes extintores válidos para esta protección, aunque se podrían clasificar en: químicos, formados principalmente por HFC 227ea y FK-5-1-12 y por otra parte los gases inertes; formados principalmente por IG01 (Ar), IG100 (N) o la mezcla de ambos, como el denominado IG541, compuesto por 52% N, 40% Ar y 8% CO₂ o el IG 55 compuesto por 50% N, 50% Ar. Por último, cabe mencionar el agente extintor CO₂, aunque no es recomendable debido a la potencial presencia de personas.

En base a las propiedades de extinción y las características de los agentes extintores comentados e independientemente de las ventajas e inconvenientes de cada uno, cualquiera de ellos es apto para la protección de un Data Center, aunque la elección del agente extintor FK-5-1-12 por sus particularidades es muy habitual para este tipo de riesgos.

El agente extintor FK-5-1-12 es un gran agente limpio con muchas virtudes, tales como; no deja residuo y permite su uso seguro en habitaciones ocupadas, no conductivo eléctricamente, es compacto, sencillo y rápido en su extinción, no destruye la capa de ozono (ODP=0) y su potencial de calentamiento global es mínimo (GWP=1) pero conviene tener claros unos detalles muy importantes de cara a su correcto diseño e instalación.

En cuanto a las normas internacionales más conocidas y utilizadas con más frecuencia para sistemas de extinción de incendios con agentes químicos (FK-5-1-12) son:

• NFPA 2001.
• ISO 14520. Parte 1 y 5.
• EN15004. Parte 1 y 2.
• CEA 4045.

En cuanto a su diseño se debe tener en cuenta entre otros los siguientes aspectos:

1. Longitudes máximas de tubería en la red de distribución y limitaciones en las Tés

A diferencia de los gases inertes, es importante incidir en que dicho agente extintor, se almacena en los cilindros en fase líquida pasando a cambiar de estado tras el disparo, teniendo en cuenta esto y dado que el rango típico de presiones disponibles es desde 25 hasta 50 bar y con un tiempo máximo de descarga de 10 segundos (Norma EN15004), (inertes presiones de 200 y 300 bar con tiempo de descarga máximo de 60/120 segundos dependiendo de la norma) en referencia a la red de distribución y las boquillas, deberán ser siempre diseños balanceados y se deberán tener en cuenta las limitaciones en las longitudes máximas de las redes de tubería, puesto que si excedemos dicha longitud, podemos tener problemas al no vaporizar correctamente el agente FK-5-1-12 tras el paso por la boquillas y superar los tiempos máximos de descarga establecidos en la norma. En cuanto a la longitud máxima de las redes de distribución, es importante la decisión de la ubicación de los cilindros con respecto al riesgo.

Por otra parte, debemos respetar el reparto del agente en las Tés y las longitudes mínimas detrás de las mismas, de cara a una correcta distribución uniforme entre la proporción de gas y la proporción de líquido.

2. Longitud de vaporización (Consideración Vds)

Cuando el agente extintor es disparado y pasa por las boquillas, en los primeros instantes una pequeña parte del agente aún no ha pasado a fase gaseosa, recorriendo una cierta distancia en fase líquida. Esa distancia, se denomina longitud de vaporización y siempre debe ser respetada frente a obstáculos para que pueda alcanzar de manera correcta la condición de estado gaseoso. p. ej.; cuando tenemos un pilar, bandejas de cables, paredes de armarios, etc. Dicha distancia deberá ser obtenida del cálculo de diseño.

3. Área de alivio de presión calculado

Se debe tener en cuenta el área de alivio de presión calculado en el recinto. Para ello, teniendo en cuenta el dato de máxima sobrepresión admisible por la estructura del recinto, se debe determinar en el cálculo el área mínima que se debe contemplar para las rejillas bidireccionales a instalar.

La descarga inmediata del agente FK-5-1-12, provoca en una primera instancia una depresión, que se debe a la absorción del calor por parte del FK-5-1-12 para pasar a estado gaseoso. Esta depresión (en ningún caso despreciable) se debe tener en cuenta, y para ello las rejillas deben funcionar en las dos direcciones (ver línea roja del gráfico, agente FK-5-1-12). Como se pude apreciar, una vez finalizada la depresión, comienza la sobrepresión.

Gráfico: Presiones ambientales en recinto para varios agentes limpios en descarga del sistema, donde podemos observar la diferencia entre agentes químicos; HFC-227ea, HFC-125 y FK-5-1-12, así como el gas inerte, IG-541.

Source: Article Preserving room integrity during clean agent discharges made by 3M Company.

Pruebas ‘Door Fan Test’

En la protección con el agente extintor FK-5-1-12, (así como cualquier sistema de extinción por gas que se diseñe como inundación total) es importante además destacar la importancia de la realización de las pruebas ‘Door Fan Test’. La prueba ‘Door Fan Test’ es una simulación que va a permitir saber, cómo se comportará el agente extintor en cuanto a la estanqueidad del recinto.

Dicha prueba, exigida por la norma, debería ser contemplada en la fase de estudio para poder comprobar que se cumplen las condiciones mínimas de estanqueidad permitiendo mantener la concentración de diseño, durante el tiempo determinado según norma de diseño para el agente extintor seleccionado, pudiéndose cuestionar la viabilidad de agente extintor elegido.

En conclusión, dado que en la mayoría de los casos el coste de una descarga real del agente es muy elevado en este tipo de instalaciones, nos deberemos asegurar de que nuestra instalación está correctamente instalada, inspeccionada y mantenida. No tiene sentido llevar a cabo una inversión tan elevada en un sistema de extinción automática, sin tener una mínima garantía de su correcto funcionamiento y eficacia.