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Seguridad contra incendios en los centros de datos: sistemas automáticos de extinción de incendios por gas (AEES)

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¿Qué es el gemelo digital de un centro de datos?

Ingeniería de seguridad contra incendios

Seguridad contra incendios en los centros de datos: sistemas automáticos de extinción de incendios por gas (AEES)

Expediente: aplicación IT263 – extracción de humo de los atrios

Soluciones de protección contra incendios para centros de datos

Definición de incendio

Un incendio en un centro de datos es un suceso potencialmente catastrófico que se produce cuando el fuego se propaga en el entorno de estos centros de datos críticos, muy concentrado en equipos y conexiones informáticas.

Los incendios en centros de datos pueden desencadenarse por diversas causas externas e internas, como cortocircuitos eléctricos, sobrecargas, fallos de conexión, altas temperaturas, fugas de líquidos, errores humanos, almacenamiento descuidado de materiales combustibles o errores en el diseño de los sistemas de seguridad contra incendios.

Diagrama esquemático del funcionamiento de un enfriador de aire adiabático

El tipo de protección del centro de datos

En el contexto de los centros de datos, la protección puede definirse en tres categorías:

  • Protección del edificio: La protección del edificio consiste en medidas integrales para prevenir incendios y minimizar su impacto en la estructura y el equipamiento del centro de datos. Esto incluye estrategias de diseño y construcción como el uso de materiales resistentes al fuego en la estructura del edificio, la instalación de sistemas de detección y extinción de incendios y la disposición de dispositivos de contención como muros cortafuegos, puertas cortafuegos y sistemas de ventilación específicos para limitar la propagación del humo y las llamas.
  • Protección de los locales: la protección de los locales se centra en zonas específicas del centro de datos donde suelen concentrarse valores elevados, como salas de servidores, salas de almacenamiento de datos y centros de comunicaciones. Estos locales pueden equiparse con sistemas específicos de detección de incendios, como detectores de humo o calor, así como con sistemas de extinción de incendios adaptados para extinguir rápida y eficazmente cualquier conato de incendio en estas zonas sensibles.
  • Protección de objetos : La protección de objetos se refiere a la protección individual de los equipos y dispositivos electrónicos presentes en el centro de datos. Se trata de un enfoque más específico para proteger cada objeto de valor por separado. Esta protección puede lograrse utilizando cajas fuertes ignífugas para almacenar soportes de datos críticos, armarios de seguridad para proteger los equipos sensibles del calor o el humo, o empleando sistemas de detección de incendios específicos para objetos sensibles.

Es importante señalar que estas diferentes categorías de protección no se excluyen mutuamente y pueden complementarse entre sí. En un centro de datos, suele ser necesario adoptar un enfoque holístico que combine estas diferentes medidas de protección para garantizar la seguridad general contra incendios del edificio, las instalaciones y los equipos. Así se minimiza el riesgo de incendio, se reducen los posibles daños y se mantiene la disponibilidad de los servicios informáticos esenciales incluso en caso de incidente.

El objetivo de la protección

La lucha contra los incendios en los centros de datos tiene tres objetivos principales:

  • Extinción del incendio: El objetivo principal es extinguir completamente el incendio lo antes posible. Esto puede lograrse con sistemas de detección de incendios que alerten rápidamente a los ocupantes del centro de datos y activen los sistemas de extinción adecuados, como sistemas de gas o espuma, para extinguir las llamas con eficacia. El objetivo de la extinción es eliminar por completo la fuente de ignición y evitar que se propague.
  • Reducir el incendio: Si no es posible extinguir el incendio por completo de inmediato, el objetivo es reducir la intensidad y la propagación del fuego. Esto puede lograrse con medidas como la separación de las zonas de riesgo, el uso de sistemas de contención y la evacuación de los ocupantes a zonas seguras. Reducir el riesgo de incendio significa limitar los daños materiales y preservar la seguridad de las personas, al tiempo que permite a los equipos de extinción intervenir de forma más controlada.
  • Control del incendio: Una vez controlado o reducido el incendio, el objetivo es mantener el control de la situación. Esto puede implicar la vigilancia continua de la zona afectada, la realización de comprobaciones para garantizar que no haya fuego residual y la puesta en marcha de medidas de protección adicionales para evitar que se repita el incendio. El control de incendios previene el riesgo de que se repitan y garantiza la seguridad permanente del entorno del centro de datos.

Estos objetivos están estrechamente relacionados y forman un enfoque global de la gestión de incendios en los centros de datos. La extinción, la reducción y el control de incendios son esenciales para minimizar los daños, preservar la seguridad de las personas y mantener la continuidad de las actividades críticas en estos entornos sensibles.

Sistemas automáticos de extinción por gas (AEES)

¿Cómo funciona el sistema de rociadores?

Los sistemas automáticos de extinción por gas (AGES) son sistemas de extinción de incendios que utilizan gases específicos para extinguir un incendio de forma rápida y eficaz.

Estas instalaciones se utilizan en centros de datos por su capacidad para extinguir incendios sin dañar equipos sensibles.

Foto de un sistema automático de extinción por gas (AEES)

El funcionamiento del IEAG se basa en varias etapas clave:

  • Activación del sistema de extinción: Una vez detectado un incendio, el panel de control activa automáticamente el procedimiento de extinción. Esta activación también puede realizarla manualmente un operario en una situación de emergencia.
  • Detección de incendios: cuando se detecta un incendio en el centro de datos, el sistema de detección de incendios, como un detector de humo o calor o una combinación de estos sensores, envía una señal de alarma al panel de control central de IEAG.
  • Liberación de gas extintor: Cuando se activa el sistema, se liberan rápidamente cilindros de gas extintor, como dióxido de carbono (CO2), gases inertes (como nitrógeno o argón) u otros agentes, en la zona afectada por el incendio. El gas extintor sofoca las llamas implicando el contenido de oxígeno en el aire y enfriando el ambiente, impidiendo así la combustión.
  • Dispersión del gas en la zona: El gas extintor se difunde en la zona afectada a través de autobuses o difusores colocados específicamente en el centro de datos. Estos dispositivos garantizan que el gas se distribuya uniformemente para asegurar una extinción eficaz.
  • Extinción del fuego: El gas extintor actúa rápidamente para extinguir el fuego privándolo del oxígeno necesario para la combustión y reduciendo la temperatura en la zona. Los gases utilizados no dañan los equipos electrónicos sensibles, evitando la pérdida de datos y las interrupciones del servicio.
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Simulación de la dispersión del gas Novec en un centro de datos: estudio de cómo se supera el umbral de extinción

Los distintos tipos de gas para la protección contra incendios

Gases inertes ≠ Gases inhibidores

Los gases inertes son tipos de gas utilizados en la lucha contra incendios, especialmente en los sistemas automáticos de extinción por gas (AGES). Estos gases se denominan inertes porque no reaccionan químicamente con los elementos inflamables, a diferencia del oxígeno, necesario para la combustión.

Los diferentes tipos de gas inhibidor

Los gases inhibidores son agentes utilizados en la lucha contra incendios para suprimir la combustión minimizando la reacción química entre el combustible y el oxígeno necesario para la combustión.

Dentro de los gases inhibidores, existen dos familias distintas: los Hidrofluorocarbonos (HFC), como FM200™ (HFC 227ea) o FE-13™ (HFC 23), y las Fluorocetonas (FK), como Novec™ 1230 (FK 5-1-12).

Cómo actúan los gases inhibidores

A diferencia de los gases inertes, que funcionan en función de la concentración de oxígeno, los gases inhibidores actúan perturbando la reacción química del fuego.

Los gases inhibidores actúan inhibiendo las reacciones químicas del fuego de diferentes maneras:

  • Interferencia con la reacción en cadena : Los gases inhibidores pueden interferir con la reacción en cadena del fuego, que está asociada a la propagación del incendio. Reaccionan con los radicales libres producidos durante la combustión, inhibiendo su capacidad de reaccionar con otras moléculas combustibles.
  • Enfriamiento: Algunos gases inhibidores también pueden reducir la temperatura del fuego absorbiendo el calor generado por la combustión. Esto ayuda a ralentizar la reacción química y a sofocar el incendio.
  • Dilución de oxígeno: Algunos gases inhibidores pueden diluir el contenido de oxígeno del aire ambiente, limitando así la disponibilidad del oxígeno necesario para la combustión.

Pueden utilizarse en aplicaciones específicas en las que el riesgo de incendio es especialmente elevado, por ejemplo en instalaciones eléctricas sensibles o equipos críticos.

EOLIOS puede asesorarle sobre las soluciones más adecuadas para las necesidades específicas de cada instalación.

Las diferentes familias de gases inhibidores

Existen dos familias principales de gases inhibidores utilizados en la lucha contra incendios: los hidrofluorocarbonos (HFC) y las fluorocetonas (FK).

  • Hidrofluorocarburos (HFC ): Los HFC son compuestos químicos que contienen hidrógeno, flúor y carbono. Se utilizan como agentes extintores para apagar incendios. En esta familia se incluyen gases como FM200™ (HFC 227ea) y FE-13™ (HFC 23). Estos gases son incoloros, inodoros y no conducen la electricidad. Son eficaces para extinguir incendios en diversas aplicaciones, incluidos los centros de datos. Los HFC son alternativas más respetuosas con el medio ambiente que los halones, ya que no afectan a la capa de ozono.
  • Fluorocetonas (FK): Las fluorocetonas son otra familia de gases inhibidores utilizados en la lucha contra incendios. Entre ellos, Novec™ 1230 (FK 5-1-12) es un ejemplo bien conocido. Novec™ 1230 es una solución química transparente e incolora que actúa rápidamente en la extinción de incendios suprimiendo la reacción química de la combustión. Se considera respetuoso con el medio ambiente porque tiene un bajo potencial de calentamiento global (PCG) y no afecta a la capa de ozono. Además, Novec™ 1230 no es conductor eléctrico y no dañará los equipos electrónicos sensibles.

Estos gases inhibidores, ya pertenezcan a la familia HFC o FK, se utilizan en instalaciones en las que la protección contra incendios es primordial, especialmente en entornos sensibles como los centros de datos. Características como la no toxicidad, la acción rápida, la ausencia de residuos tras la extinción y la protección de los equipos electrónicos las convierten en opciones populares para la seguridad contra incendios. El uso de estos gases debe cumplir la normativa local y las normas de seguridad vigentes.

CO2

El CO2, o dióxido de carbono, es un gas utilizado habitualmente como agente extintor en la lucha contra incendios, también en los centros de datos. Pertenece a la categoría de los gases inhibidores y se utiliza como gas extintor de gran eficacia.

El CO2 es un gas incoloro e inodoro que no conduce la electricidad. Generalmente se almacena como líquido a presión en depósitos especiales. Cuando se activa un sistema de extinción por CO2, el gas se libera en forma de niebla, lo que permite que se propague rápidamente por la zona afectada por el incendio.

El CO2 actúa eliminando el oxígeno necesario para la combustión. Llena la zona con una alta concentración de CO2, reduciendo el contenido de oxígeno y sofocando las llamas. Además, el CO2 tiene un efecto refrigerante en la zona del incendio, lo que ayuda a suprimir la reacción química de combustión.

El uso de CO2 en los centros de datos presenta una serie de ventajas:

Acción rápida: el CO2 se propaga rápidamente por la zona del incendio, extinguiéndolo con rapidez.

No deja residuos: el CO2 no deja residuos tras su uso, lo que minimiza los daños en equipos electrónicos sensibles.

No conduce la electricidad: el CO2 es un gas no conductor de la electricidad, por lo que es seguro utilizarlo en entornos eléctricos.

Sin embargo, el uso de CO2 también tiene ciertas desventajas y consideraciones importantes:

Riesgo para la salud: el CO2 es un gas asfixiante que puede provocar problemas respiratorios y pérdida de conciencia en concentraciones elevadas. Por tanto, es crucial establecer procedimientos de evacuación adecuados y garantizar que el personal reciba formación sobre las medidas de seguridad asociadas al uso de CO2.

Limitaciones de uso: el CO2 debe utilizarse con precaución en espacios confinados u ocupados, ya que la ausencia de oxígeno puede suponer un peligro para las personas que se encuentren en su interior.

Necesidad de una ventilación adecuada: Después de utilizar CO2, es importante proporcionar una ventilación adecuada para evacuar los gases residuales y restablecer las condiciones normales en la zona.

Gases peligrosos contra incendios

El CO2 presenta riesgos para la salud porque es asfixiante en altas concentraciones. La exposición prolongada a altas concentraciones de CO2 puede provocar una reducción del contenido de oxígeno del aire y causar problemas respiratorios, mareos, pérdida de conciencia e incluso graves daños para la salud. Por lo tanto, es esencial adoptar las medidas de seguridad adecuadas cuando se utilice CO2, en particular evacuando a las personas de la zona afectada y garantizando una ventilación adecuada para disipar el gas después de su uso.

En cuanto a los inhibidores, como FM200™ o Novec™ 1230, en general se consideran más seguros que el CO2 porque no son asfixiantes en concentraciones de uso normales. Estos inhibidores están diseñados para su uso en espacios ocupados porque no eliminan todo el oxígeno del aire. Así se minimizan los riesgos para la salud de los habitantes de la zona. No obstante, siempre es importante seguir las recomendaciones específicas del fabricante sobre el uso de estos inhibidores.

Seguridad contra incendios: la simulación como garantía de protección de los centros de datos

Los centros de datos son infraestructuras críticas que requieren especial atención en materia de seguridad contra incendios. Para prevenir los incendios y minimizar su impacto, la ingeniería de incendios, en particular la modelización CFD (Computational Fluid Dynamics), es una herramienta valiosa. Al simular numéricamente la propagación del fuego y el humo, la modelización CFD permite diseñar y validar medidas de seguridad eficaces para los centros de datos.

Gracias a la modelización CFD, los ingenieros pueden estudiar el comportamiento del fuego y el humo en un centro de datos. Mediante la simulación de flujos de fluidos, pueden predecir la propagación del fuego, la dispersión del humo y la eficacia de los gases inhibidores, así como el calor generado. La modelización CFD permite a los ingenieros probar virtualmente distintas medidas de protección contra incendios para centros de datos.

Mediante la simulación de distintos escenarios de incendio, pueden evaluar la eficacia de los sistemas automáticos de detección y extinción, como detectores de humo, rociadores y sistemas de extinción por gas.

Esta información es esencial para diseñar sistemas adecuados de detección y extinción automática, así como sistemas eficaces de lucha contra incendios.

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