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Protección contra el rayo en los centros de datos
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Protección contra el rayo en los centros de datos
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Los centros de procesamiento de datos (CPD) están sometidos a una amenaza constante, no sólo por ataques informáticos, sino también por fenómenos meteorológicos como las tormentas eléctricas. Se trata de infraestructuras esenciales que requieren protección contra rayos y sobretensiones para evitar posibles pérdidas de datos y la degradación de los equipos eléctricos y electrónicos, así como para evitar tiempos de inactividad, cortes e interrupciones del servicio que implican un alto impacto económico.
Las estructuras críticas son instalaciones o sistemas necesarios para garantizar el funcionamiento económico o social. Aunque existen diferentes clasificaciones de los centros de datos, que van desde las salas de servidores hasta los centros de alto nivel de seguridad, en general podría decirse que los centros de datos son los nodos de procesamiento de información crítica tanto para las empresas como para los particulares.
Los peligros asociados a la caída de rayos son una fuente de preocupación para la industria de los centros de datos. Los rayos pueden provocar incendios, destruir elementos estructurales o dejar fuera de servicio sistemas críticos como la refrigeración, la energía y la seguridad, llegando incluso a apagar toda una granja de servidores. Y lo que es más grave, pueden provocar accidentes laborales.
Las caídas de rayos pueden parecer un fenómeno aislado e improbable, sin embargo, han causado graves interrupciones de servicio a empresas como Amazon (2009), Navisite (2010), Google y Fujitsu (2015), AT&T y Microsoft (2018). Las consecuencias fueron cortes de servicio a largo plazo, incendios, destrucción de equipos costosos y pérdida de datos de los clientes. Por el contrario, la adecuada protección contra rayos permitió a Fibernet en 2011 evitar cualquier inconveniente a sus clientes, ya que solo sufrieron daños mínimos en el hardware y pequeños cortes de energía.
Aunque la seguridad de los centros de datos es mucho mejor que hace unos años, según el informe 2021 del Uptime Institute, cuatro de cada diez incidentes de interrupción de los centros de datos provocan pérdidas de entre 100.000 y 1 millón de dólares. Y uno de cada seis costaría más de 1 millón de dólares. Además, la gravedad de las interrupciones no se ha reducido de 2019 a 2021.
Los datos recogidos por el Uptime institute indican que es probable que el número de interrupciones graves se sitúe entre 20 y 50 al año en cualquier parte del mundo, lo que provoca la interrupción del negocio y de los clientes. A esto se suma la pérdida de reputación que suponen estas interrupciones. Las cifras de frecuencia y duración de las interrupciones sugieren que el rendimiento real de los centros de datos actuales estaría por debajo de sus acuerdos de servicio.
El coste de las interrupciones está aumentando debido a varios factores, como la creciente dependencia de las TI en las empresas, pero también en la sociedad; el tamaño cada vez mayor de los centros de datos; y la dificultad de resolver rápidamente las interrupciones complejas.
Tanto los clientes como los reguladores de los centros de datos exigen una mayor supervisión y garantías de buenas prácticas. Evitar los cortes de energía es un reto constante para los centros de datos, que requiere atención, inversión financiera y análisis. La protección contra los rayos es crucial y representa un coste relativamente pequeño en comparación con la cantidad de daños y fallos que un solo rayo podría causar al personal, los servidores y los edificios. Al igual que las copias de seguridad y la redundancia, los sistemas de protección contra rayos y la protección coordinada contra sobretensiones son esenciales para la ciberseguridad y la continuidad del servicio.
En este artículo repasaremos algunos aspectos de la normativa del CPD que se aplican a la protección contra el rayo y cómo las soluciones avanzadas de Aplicaciones Tecnológicas S.A. se adaptan a las necesidades del sector.
TIA 942 y BICSI 002 (Estados Unidos): Protección contra el rayo en los centros de datos
La norma Building Industry Consulting Service International (BICSI 0021) para el diseño y la aplicación de las mejores prácticas en los centros de datos clasifica los centros según su disponibilidad en las clases F0-F4, donde F0 es el nivel más bajo y F4 es el nivel más alto de seguridad.
Las diferentes clases implican unos requisitos de seguridad contra el rayo. Por ejemplo, la necesidad de un sistema de protección contra el rayo se determina en todas las clases según el análisis de riesgo realizado con la norma NFPA 7802, que incluye un cálculo de riesgo como el de la norma IEC 62305-2 para un análisis más profundo. Por otro lado, la protección preventiva mediante un sistema de detección de tormentas es opcional para las clases F0-F3, mientras que se recomienda para las F3 y F4, que se encuentran en zonas con una alta incidencia de tormentas.
Por otro lado, la Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones (TIA), acreditada por el Instituto Nacional de Normalización estadounidense (ANSI), clasifica los centros de datos en su norma TIA 9424 en cuatro niveles. El nivel 1 se refiere a la infraestructura básica, sin redundancia, que ofrece una protección limitada contra eventos físicos. El nivel 4 se refiere al nivel más alto de seguridad y protección contra casi todos los incidentes físicos.
La TIA 942 indica que los sistemas de protección contra rayos son necesarios para los niveles 3 y 4, mientras que los niveles 1 y 2 están sujetos al análisis de riesgos según la NFPA 780.
Además de BICSI 002 y TIA 942, otras normas para centros de datos son la SS 507 del Consejo de Normas de Singapur, la SSAE 16 del AICPA y la europea EN 50600.
En cualquier caso, conviene tener en cuenta que puede ser necesario ir más allá de los requisitos mencionados en las normas para lograr el máximo nivel de protección de los centros de datos.
A continuación, presentaremos las soluciones avanzadas de Aplicaciones Tecnológicas S.A. para proteger estructuras sensibles como los centros de datos de los efectos de las tormentas eléctricas.
Protección preventiva en CPD
La detección local de tormentas eléctricas previene los accidentes causados por los rayos, que podrían provocar accidentes laborales. Los sistemas de alerta para la prevención de riesgos derivados de las tormentas eléctricas, además de prevenir los riesgos laborales, permiten adoptar procedimientos para desconectar los sistemas de la red eléctrica, activando en su lugar los generadores.
El sistema de detección de tormentas locales ATSTORM® es el más completo del mercado, con tecnología de doble sensor (campo electrostático y campo electromagnético). Los expertos de Aplicaciones Tecnológicas S.A. operan ATSTORM® a distancia. En el sistema de cálculo centralizado se procesa la señal, se supervisa el funcionamiento y se envían alertas a los usuarios.
Centros de procesamiento de datos CPD protección contra el rayo y las sobretensiones protección contra sobretensionesProtección externa en infraestructuras de centros de datos
Además de la protección preventiva, otras medidas de protección del personal incluyen el correcto aislamiento de las tomas de tierra y de los conductores de bajada del pararrayos, para evitar la generación de chispas entre las partes metálicas de la estructura.
En caso de que un rayo caiga sobre la infraestructura del centro de datos, la corriente del rayo fluiría a tierra a través de las distintas partes conductoras, como las armaduras de hormigón y otras estructuras metálicas. La probabilidad de que la corriente de rayo penetre en el edificio se reduce considerablemente mediante un sistema externo de protección contra el rayo5 adecuado, que puede estar compuesto por picos de protección contra el rayo y mallas de protección contra el rayo, o por pararrayos con dispositivos de detención (PDC).
Los CPD suelen protegerse con picos y mallas de protección convencionales para crear una jaula de Faraday que rodea los edificios con una pantalla continua, perfectamente conductora y conectada a tierra, y con una conexión equipotencial de las líneas eléctricas que entran en la estructura. Esto impide la penetración de la corriente del rayo y su campo electromagnético en los edificios, evitando los efectos térmicos y electrodinámicos6. En Aplicaciones Tecnológicas S.A. tenemos una amplia experiencia en la realización de proyectos de protección contra el rayo con picos y mallas convencionales, aunque este efecto de jaula de Faraday puede ser muy complicado si el proyecto de protección contra el rayo se realiza una vez construido el edificio.
Los pararrayos con dispositivos de descarga se caracterizan por proteger un radio mayor que la protección contra el rayo convencional. Como se explica en la página web de la Asociación Internacional de Protección contra el Rayo, los edificios de los centros de datos pueden estar repartidos en grandes áreas. En este sentido, los CDP son eficaces para proteger grandes áreas con sólo unos pocos terminales y permiten cubrir los edificios y otras áreas sensibles del centro de datos, como los generadores de energía y los sistemas de refrigeración. Además, en el caso de los edificios existentes, la instalación conforme a su normativa es más factible que la protección con mallas.
Para la protección de infraestructuras críticas como los centros de datos, Aplicaciones Tecnológicas S.A. ha desarrollado el sistema completo SMART DAT CONTROLER® SUPERVISOR, perteneciente a la gama de Soluciones Inteligentes de Puesta a Tierra y Rayos. SMART DAT CONTROLER® SUPERVISOR no sólo incluye pararrayos con dispositivo de cebado DAT CONTROLER® REMOTE con autocomprobación diaria de la cabeza del pararrayos, sino que también monitoriza la continuidad del conductor de bajada y la resistencia de tierra, y proporciona información sobre el golpe interceptado.
Protección interna: seguridad de los datos y continuidad del servicio
Cualquier fallo en la protección de equipos vitales, como la electrónica de control, los sistemas de refrigeración, los generadores y los transformadores, podría provocar la pérdida de valiosos datos de los clientes. El objetivo de la protección interna contra el rayo es evitar que la corriente del rayo entre en las líneas de energía y telecomunicaciones, reduciendo así los fallos permanentes de los sistemas eléctricos y electrónicos.
Sin embargo, no sólo debe preocupar la pérdida de información crítica, sino también la continuidad del servicio del centro de datos, asegurando que el suministro eléctrico se mantenga siempre para evitar el tiempo de inactividad y el fallo del servicio. Los centros de datos requieren una gran potencia eléctrica para sus distintos sistemas (sala de ordenadores, refrigeración, etc.). Por ello, los centros de datos pueden estar diseñados para conectarse a varias estaciones de distribución, generadores de energía y SAI (sistemas de alimentación ininterrumpida). En todos los casos, también es necesario proteger las líneas de este suministro eléctrico alternativo para que el centro de datos siga en servicio aunque le caiga un rayo.
Las medidas de protección interna contra el rayo reconocidas en la norma IEC 62305-47 son la conexión equipotencial, los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) y los descargadores de chispas7. En Aplicaciones Tecnológicas S.A. disponemos del material adecuado para realizar la conexión equipotencial de los centros de datos, los dispositivos de protección contra sobretensiones y las vías de chispas.
Además, para realizar las conexiones entre conductores, especialmente en el punto de toma de tierra, se recomienda utilizar la soldadura aluminotérmica, también conocida como soldadura exotérmica, ya que las uniones moleculares garantizan la eficacia y la durabilidad. APLIWELD® Secure + es la soldadura aluminotérmica más eficaz y segura del mercado, con el innovador formato de pastilla, iniciadores electrónicos y encendido a distancia.
En la mayoría de los CPD, disponer de dispositivos de protección contra sobretensiones es tan importante o más que los sistemas de protección externa contra el rayo. Las sobretensiones transitorias entran en los valiosos equipos eléctricos y electrónicos de los centros de datos a través de las líneas de suministro eléctrico, telefónico y de televisión. Aunque la comunicación de datos se realiza principalmente a través de cables de fibra óptica, lo que elimina el riesgo de daños por sobretensiones, sigue habiendo conexiones vulnerables a ellos que requieren protección.
Los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) se activan instantáneamente ante los picos de sobretensión transitorios, conduciendo la corriente del rayo a tierra. De este modo, protegen los equipos, mantienen la continuidad del servicio y reducen a un nivel aceptable la probabilidad de incidentes de seguridad que afecten a personas y bienes.
Los protectores contra sobretensiones transitorias de Aplicaciones Tecnológicas S.A. están ensayados en laboratorios oficiales e independientes, superando todas las pruebas con los valores contenidos en las fichas técnicas y etiquetas de los equipos.
Desde Aplicaciones Tecnológicas S.A. recomendamos específicamente para CPD la serie de protectores de tipo 1 ATSHIELD (protección de los efectos del rayo directo) y la serie de protectores de tipo 2 ATSUB y ATCOVER (protección de los efectos secundarios del rayo). Además, el ATSHOCK 25, homologado por Iberdrola, puede utilizarse como sustituto del ATSHIELD.
Para la protección de las líneas de datos que no son de fibra óptica, la serie de protectores ATLAN de tipo 3 cuenta con diferentes variantes que se adaptan a todas las necesidades: individual, rack, CAT6, POE.
En el caso de que los centros de datos dispongan de paneles fotovoltaicos en sus tejados, la serie ATPV ofrece una protección eficaz para ellos y los elementos integrados en su instalación.
La protección contra el rayo para los CPDs es crítica para preservar múltiples aspectos de los mismos (personal, infraestructura, equipos eléctricos y electrónicos, procesamiento y almacenamiento de datos, continuidad del servicio). Aplicaciones Tecnológicas S.A., experta en protección de alta calidad contra el rayo, ofrece productos y servicios para proteger los centros de datos. En este enlace puede contactar con nuestros expertos que le ayudarán con las soluciones tecnológicas recomendadas para la protección contra el rayo CPD.
Referencias:
ANSI/BICSI 002-2019 Mejores prácticas de diseño e implementación de centros de datos. (2019).
Asociación Nacional de Protección contra el Fuego (NFPA). NFPA 780 Norma de seguridad para la instalación de sistemas de protección contra el rayo. (2020).
Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). IEC 62305-2 Protección contra el rayo - Parte 2: Gestión del riesgo. (2010).
Norma TIA ANSI/TIA-942-2005. 148 (2005).
Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). IEC 62305-3 Protección contra el rayo - Parte 3: Daños físicos a las estructuras y riesgo para la vida. (2010).
Comisión Electrotécnica Internacional (CEI). IEC 62305-1 Protección contra el rayo - Parte 1: Principios generales. (2010).
Comisión Electrotécnica Internacional (CEI). IEC 62305-4 Protección contra el rayo - Parte 4: Sistemas eléctricos y electrónicos en estructuras. (2010).