Data Centers y sistemas de evacuación de gases: por qué una fuga en el sistema de escape puede poner en riesgo el servicio

Los Centros de Datos son hoy una de las infraestructuras más críticas para mantener en activo un mundo totalmente dependiente de la tecnología.

Para comprender su alcance, solo nos hace falta pensar en algunas actividades tan importantes y cotidianas como los servicios financieros, las redes de telecomunicaciones, el comercio electrónico, las plataformas sociales, los sistemas sanitarios, las administraciones públicas, las infraestructuras de suministros o, por supuesto, todas las aplicaciones basadas en el boom de la Inteligencia Artificial. Todas ellas pasan por los Data Centers, por lo que el funcionamiento de estos exige una disponibilidad muy elevada y, por tanto, una estrategia energética capaz de responder ante interrupciones de suministro eléctrico, incidencias en la red o maniobras de mantenimiento programado.

Dentro de esa exigencia, los grupos electrógenos de emergencia cumplen una función esencial: garantizar la continuidad del suministro eléctrico cuando falla la alimentación principal. Sin embargo, su correcta integración no depende únicamente de la potencia instalada, el motor de combustión o el generador eléctrico. También requiere que los sistemas auxiliares asociados al motor térmico estén diseñados con el mismo nivel de exigencia.

La fiabilidad en Data Centers para por:

Conductos de evacuación para Data Centers

Entre ellos, el sistema de evacuación de gases de combustión es uno de los elementos más críticos y, a menudo, menos visibles del proyecto. Su misión parece sencilla, conducir los gases al exterior, pero en un Data Center eso significa resolver simultáneamente los más altos niveles de estanqueidad, de resistencia térmica, de seguridad contra incendios, de aislamiento, de respuesta ante dilataciones y vibraciones, de mantenimiento y de compatibilidad con la arquitectura del edificio. No es poco.

Un grupo electrógeno puede estar correctamente dimensionado desde el punto de vista eléctrico y, aun así, ver comprometido su rendimiento si el sistema de escape introduce una contrapresión excesiva, presenta fugas, no absorbe adecuadamente las dilataciones térmicas o atraviesa sectores de incendio sin las prestaciones necesarias. Y cuando la continuidad del servicio es prioritaria, estos aspectos no son secundarios: forman parte de la eficacia real de un Centro de Datos.

El grupo electrógeno como parte del sistema crítico del Data Center

El diseño energético de un Data Center suele apoyarse en una combinación de suministro de red, sistemas de alimentación ininterrumpida, baterías, cuadros de transferencia, grupos electrógenos y, en muchos casos, configuraciones redundantes tipo N+1, 2N u otras arquitecturas equivalentes. El objetivo es que una incidencia en un elemento no derive en una interrupción del servicio.

Con esta lógica, el grupo electrógeno debe entenderse dentro de un conjunto de sistemas interdependientes. Para que pueda arrancar, tomar carga y mantenerse operativo durante el tiempo previsto, necesita una correcta entrada de aire, evacuación de calor, suministro de combustible, ventilación del local, control acústico, y una salida adecuada de los gases de combustión.

En Centros de Datos de gran potencia, además, los generadores auxiliares pueden trabajar de forma simultánea o escalonada durante pruebas de carga, cortes de red, mantenimientos o maniobras de transferencia. Esto obliga a estudiar el comportamiento del sistema de escape no solo en condiciones nominales, sino también en arranques en frío, funcionamiento parcial, operación prolongada, condiciones exteriores desfavorables y escenarios de fallo técnico.

¿Qué debe resolver un sistema de evacuación de gases en los grupos electrógenos?

El sistema de evacuación de un grupo electrógeno que da servicio a un Data Center tiene como objetivo conducir los gases de combustión desde la salida del motor hasta un punto seguro de descarga en el exterior. Para ello debe responder, como mínimo, a seis grandes exigencias:

1. Conducir los gases sin fugas.
2. Resistir temperaturas elevadas, tanto en régimen estable como en picos asociados al arranque, la carga o determinadas condiciones de operación.
3. Mantener la contrapresión dentro de los límites admisibles definidos por el fabricante del motor.
4. Absorber dilataciones y vibraciones sin transmitir esfuerzos indebidos al grupo electrógeno ni al edificio, y sin que le propia chimenea se vea deteriorada o dañada por estas dilataciones y vibraciones.
5. Garantizar la sectorización frente al fuego cuando el conducto atraviesa elementos compartimentadores.
6. Permitir la inspección, el mantenimiento y la sustitución de piezas sin comprometer la seguridad ni la continuidad operativa del sistema.

Todos ellos son requisitos que, por su relevancia, deben contemplarse desde las primeras fases del proyecto, ya que corregir un sistema de evacuación mal planteado cuando el Data Center está construido puede ser complejo, costoso y, en algunos casos, incompatible con la arquitectura o la disposición de espacios existente.

Estanqueidad: un requisito de seguridad y no solo de confort

La estanqueidad es uno de los requisitos más importantes en la evacuación de gases de los grupos electrógenos. A diferencia de otros entornos de aplicación de chimeneas, aquí no se trata únicamente de evitar olores o posibles manchas de humo. La existencia de fugas en un sistema de escape puede introducir gases tóxicos en zonas técnicas, galerías, salas de instalaciones o espacios ocupados, con sus correspondientes riesgos para las personas que atienden el Data Center y para el correcto funcionamiento de todos los demás equipos.

Los gases procedentes de motores de combustión pueden contener monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, micropartículas, hidrocarburos no quemados y otros compuestos. Por este motivo, el diseño debe impedir que cualquier punto del recorrido se convierta en una potencial vía de pérdidas.

En la práctica, la estanqueidad depende de varios factores:

• La clase de presión prevista para los gases dentro del conducto.
• El tipo de junta o sellante y abrazadera que conforman el sistema de unión.
• El montaje de la chimenea, de acuerdo a las instrucciones del fabricante.
• La compatibilidad de las juntas o sellante con las temperaturas de los gases de escape.
• La correcta absorción de las posibles dilataciones y vibraciones.
• La resistencia a las vibraciones del sistema.
• La ejecución de pasos por forjados, muros, cubiertas y patinillos.
• La existencia de registros, drenajes o accesorios correctamente sellados.

En los grupos electrógenos, además, el sistema puede trabajar con pulsaciones, sobrepresiones locales o variaciones de régimen que exigen un análisis más específico. No basta con seleccionar un diámetro y un material; es necesario definir una solución completa con prestaciones y garantías suficientes, compatible con las condiciones reales de funcionamiento.

Por otra parte, la estanqueidad cobra especial importancia en trazados interiores largos, recorridos por patinillos, instalaciones en sótano, salas técnicas integradas en edificios complejos o cubiertas con múltiples equipos de climatización. En estos casos una fuga no siempre es evidente de inmediato, pero puede generar problemas de seguridad, acumulación de tóxicos, corrosión, falsas alarmas o contaminación de las tomas de aire.

Resistencia térmica: temperaturas elevadas, dilataciones y seguridad del entorno

La evacuación de gases de un motor térmico implica trabajar con temperaturas muy superiores a las habituales en otros sistemas de ventilación o extracción. En grupos electrógenos, la temperatura de los gases de escape puede alcanzar rangos muy elevados, entre 500 °C y 600 °C normalmente.

Por ello, el sistema de evacuación de gases debe diseñarse atendiendo a las franjas reales de temperatura, la resistencia del material, la estabilidad de las juntas y la seguridad de los elementos cercanos. Este punto es especialmente importante en Data Centers, porque el trazado de extracción puede convivir con instalaciones eléctricas, bandejas de cables, equipos de climatización, cerramientos, soportes metálicos, elementos estructurales y pasos por zonas técnicas con alta densidad de servicios.

La temperatura afecta al sistema de evacuación de varias maneras:

• Provoca dilataciones longitudinales que deben ser absorbidas mediante un diseño adecuado de soportes, compensadores o el propio diseño de la chimenea.
• La temperatura de la superficie exterior del conducto puede ser muy elevada si la chimenea no está debidamente aislada.
• Condiciona el tipo de junta o sellante.
• Influye en la seguridad de elementos combustibles próximos.

Contrapresión: el riesgo invisible para el rendimiento del grupo electrógeno

Otro de los aspectos críticos en la evacuación de gases de grupos electrógenos es la contrapresión. Todo motor tiene un límite máximo admisible de restricción en el escape. Y si el sistema supera ese límite, el generador puede perder rendimiento, multiplicar los consumos, incrementar la temperatura de operación, generar alarmas o no alcanzar correctamente la carga prevista.

La contrapresión depende de un buen número de variables:

• Longitud total del conducto.
• Diámetro interior.
• Número y radio de codos.
• Silenciadores.
• Tramos verticales y horizontales.
• Sombreretes o terminales.
• Rugosidad interior.
• Temperatura y caudal de gases.

En los Data Centers, donde los equipos de respaldo deben responder de forma fiable ante una emergencia energética, la contrapresión no puede resolverse mediante reglas generales. Debe calcularse a partir de los datos del fabricante del grupo electrógeno y del trazado real del sistema.

También conviene evitar soluciones que parezcan eficientes en plano pero que penalicen la operación en la práctica: recorridos excesivamente largos, codos cerrados, salidas mal orientadas, terminales que introducen pérdidas de carga innecesarias, o colectores compartidos sin un estudio específico.

Ubicación de la descarga para evitar recirculaciones de gases

El punto de descarga al exterior de los gases producidos por el grupo electrógeno debe definirse con el mismo rigor que el trazado interior. No basta con llevar los gases “fuera del edificio”. En un Data Center, la cubierta o el entorno inmediato pueden incluir tomas de aire de climatización, enfriadoras, dry-coolers, ventiladores, fachadas técnicas, zonas de mantenimiento, edificios próximos residenciales o áreas peatonales.

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Conductos de evacuación para Data Centers

Como resultado, una descarga mal ubicada puede derivar en una recirculación de los gases hacia tomas de aire, molestias por olores, afección a equipos próximos o la exposición del personal de mantenimiento. También puede generar problemas de condensación, ensuciamiento de fachadas o incompatibilidad con los flujos de aire de otros sistemas.

Por este motivo, el proyecto debe estudiar:

• La altura y orientación de la salida de humos.
• La distancia a las tomas de aire y huecos del edificio.
• La dirección dominante del viento.
• La proximidad a equipos de climatización.
• La accesibilidad segura para los trabajos en cubierta.
• Los posibles efectos en los edificios colindantes.
• La protección frente a entradas de lluvia o cuerpos extraños, sin que ello penalice la eficacia de la evacuación.

En los Centros de Datos, que son espacios técnicos para los que una climatización adecuada tiene un peso operativo muy elevado, evitar la recirculación de gases hacia los sistemas de admisión o refrigeración es especialmente importante. El escape del grupo electrógeno debe funcionar, por tanto, de forma compatible con el resto de flujos de aire del edificio.

Materiales, diseño y trazabilidad técnica

La selección del sistema de evacuación para Data Centers debe basarse en prestaciones verificadas y normalizadas. En chimeneas metálicas y conductos para productos de combustión, la designación del producto permite identificar aspectos como temperatura, presión, resistencia a la condensación, corrosión y distancia a posibles materiales combustibles.

En proyectos de alta exigencia, esta trazabilidad es fundamental. El sistema instalado debe corresponderse con lo calculado y especificado en las fases de proyecto. La documentación debe incluir todas las prestaciones declaradas, instrucciones de montaje, detalles de los soportes, compatibilidad de las juntas, soluciones de dilatación y criterios de mantenimiento.

Además, los materiales deben ser compatibles con las condiciones de trabajo del motor y con el entorno operativo. También con el contexto arquitectónico. No es lo mismo un trazado corto exterior que un recorrido interior largo por diferentes áreas, ni una instalación de uso esporádico que un sistema sometido a pruebas periódicas exigentes. La corrosión, la condensación, la temperatura, la vibración y la exposición ambiental deben considerarse de forma conjunta en estos casos.

Dilataciones, vibraciones y esfuerzos sobre el motor

Es importante evitar que el sistema de escape transmita esfuerzos indebidos al grupo electrógeno. Los motores generan vibraciones, pulsaciones y movimientos relativos respecto a la estructura del edificio. Además, los conductos metálicos se dilatan con la temperatura. Si el sistema no está correctamente soportado, guiado y compensado, pueden aparecer fisuras, fugas, deformaciones o cargas excesivas en la salida del motor.

Para evitarlo, el diseño debe contener:

• Elementos flexibles o compensadores adecuados.
• Puntos fijos y guías correctamente ubicados.
• Soportes acordes al peso, temperatura y vibración del sistema.
• Absorción de dilataciones en tramos largos.

En un Data Center, la fiabilidad del suministro eléctrico exige que los componentes mecánicos asociados al sistema de respaldo puedan soportar ciclos repetidos de arranque, prueba y operación, sin degradarse prematuramente.

Puesta en marcha y mantenimiento: comprobar para asegurar

Como hemos visto, la continuidad operativa de los Data Centers es uno de los aspectos esenciales de su utilidad. Cualquier parada imprevista puede poner en riesgo la gestión de millones de datos de empresas, administraciones y particulares. Por tanto, el sistema de evacuación de los grupos electrógenos que dan respaldo energético al Centro de Datos debe verificarse antes de que la instalación entre en servicio. La puesta en marcha no debería limitarse a comprobar que los gases salen al exterior, sino incluir una revisión completa del comportamiento de todo el sistema.

Entre las comprobaciones recomendables se encuentran:

• La correspondencia entre el proyecto inicial y el sistema instalado.
• La revisión de uniones, juntas y soportes.
• La comprobación de las distancias a elementos combustibles.
• La validación de la contrapresión.
• La revisión de posibles dilataciones durante las pruebas de carga.
• La comprobación de ausencia de fugas.
• La confirmación de que el sistema es accesible para su mantenimiento.
• La inspección de los terminales exteriores.
• El registro técnico documental de la instalación final.

Tras la puesta en marcha, el mantenimiento periódico también es crítico. Las pruebas del funcionamiento correcto del grupo electrógeno, los ensayos periódicos con banco de carga y las revisiones preventivas, son la garantía de que el sistema no pierda su eficiencia en el tiempo por una junta deteriorada, un soporte desplazado, un pequeño punto de fuga o una dilatación mal absorbida. De este modo, el generador estará listo para su entrada en acción en el momento en el que sea necesario.

Criterios prácticos para el diseño

Aunque cada proyecto debe resolverse de forma específica, existen algunos criterios generales que ayudan a reducir riesgos en sistemas de evacuación para grupos electrógenos de emergencia en Data Centers:

• Diseñar el sistema desde fases tempranas, y nunca como una instalación residual.
• Partir siempre de los datos del fabricante del grupo: caudal, temperatura, contrapresión máxima admisible, condiciones de operación...
• Evitar recorridos innecesariamente largos o con pérdidas de carga excesivas.
• Seleccionar conductos y accesorios con las prestaciones adecuadas de temperatura, presión, estanqueidad y resistencia.
• Resolver la dilatación térmica con puntos fijos, compensadores y un producto específicamente diseñado para esta situación.
• Ubicar la descarga exterior evitando recirculaciones hacia tomas de aire o equipos de climatización.
• Prever registros, accesos y criterios para la inspección y el mantenimiento.
• Documentar el sistema instalado, sus garantías y sus prestaciones.
• Incluir las pruebas de escape correcto en los protocolos de puesta en marcha y de mantenimiento.

Conclusión

En resumen, la fiabilidad de un Centro de Datos se mide en los detalles. Y, entre esos detalles, la evacuación de gases de combustión ocupa un lugar decisivo: solo se hace visible cuando falla, pero debe estar preparada para responder desde el primer segundo y nunca fallar.

En un Data Center, el sistema de evacuación de gases de los grupos electrógenos de emergencia debe diseñarse con el mismo rigor que el resto de infraestructuras críticas. Su función no es únicamente conducir humos al exterior, sino garantizar que el grupo pueda arrancar, tomar carga y operar de forma segura cuando la continuidad eléctrica depende de él.

Es la única manera de garantizar que este tipo de infraestructuras críticas, tan necesarias en nuestro día a día, puedan proteger no solo la información y los datos que pasan por ellas, sino también a los profesionales que trabajan allí y a las comunidades que conviven a su alrededor.

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