Guía de diseño de carcasas para filtros de agua de refrigeración de centros de datos: guía para compradores

La verdad es que he visto cómo muchas decisiones tomadas en la sala de ingeniería se convierten en debates en la sala de finanzas, así que puedo decirlo con toda franqueza: la solución más económica para el filtrado del agua de refrigeración de un centro de datos suele parecer atractiva solo hasta que, un fin de semana, se produce el primer pico inexplicable de delta-P, una variación en la temperatura del pasillo caliente, una alarma del sistema de la CDU o un incidente orgánico en la torre de refrigeración.

Entonces, ¿qué es lo que realmente eligen los compradores?

No se trata de un tubo cilíndrico. Ni de una cesta. Ni de una referencia de catálogo. Están determinando exactamente cómo se comportarán, dentro de un circuito de refrigeración en el que el tiempo de actividad es fundamental, los sólidos en suspensión, los productos de corrosión, los depósitos en las tuberías, los fragmentos de biopelícula, las escorias de soldadura, las impurezas del material, el Fe₂O₂, el CaCO₅, los óxidos de cobre y los residuos aleatorios de la instalación. En la filtración del agua de los sistemas de aire acondicionado de los centros de datos, la clave está en la técnica. El elemento filtrante no es más que el consumible.

La cruda realidad: son demasiados los compradores que se centran en exceso en el grado de filtración en micras y prestan poca atención a la hidráulica del dispositivo, la geometría de las juntas, el riesgo de derivación, la metalurgia del recipiente, la compatibilidad de las juntas y si un técnico puede, de hecho, abrir el dispositivo sin menospreciar al fabricante.

Por qué la filtración del agua de refrigeración se ha convertido en un problema para los compradores

Los servicios de información solían tratar el agua de refrigeración como si fuera información propia de las instalaciones. Esa época está llegando a su fin.

Los racks de IA, las placas de refrigeración directas al chip, los intercambiadores de calor de «puerta trasera», los niveles más altos de temperatura del agua y las estrategias agresivas de economización han convertido, de hecho, la calidad del agua en un riesgo para la organización. El estudio sobre refrigeración del Uptime Institute de 2024 reveló que el 22% de los participantes ya utilizaba algún tipo de refrigeración directa por fluido, mientras que el 61% aún no la utilizaba, aunque sin duda se lo plantearía. Esto sugiere que muchos compradores se encuentran todavía en una incómoda fase de transición: en parte, refrigeración por agua tradicional; en parte, circuito de torre; y en parte, futuro sistema de refrigeración por fluido.

Y es precisamente en los tiempos de cambio donde surgen las especificaciones de filtrado negativas.

Un conjunto de filtración para torres de refrigeración destinado a centros de datos no es lo mismo que un módulo de purificación de refrigeración de fluidos de circuito cerrado. Un sistema de purificación de agua refrigerada no es lo mismo que un circuito de pulido para una CDU que alimenta canales estrechos de placas de refrigeración. Sin embargo, en numerosas solicitudes de presupuesto se sigue pidiendo “filtro de agua, acero inoxidable 304, 10 micras”, como si la química del circuito y el perfil de circulación no tuvieran importancia.

Son importantes.

En un circuito de torre se encuentran partículas de suciedad en suspensión, polen vegetal, sólidos biológicos, sílice, partículas de diferentes tamaños y residuos de productos químicos de tratamiento. En un circuito de agua refrigerada se encuentran elementos corrosivos, residuos de las tuberías, subproductos de la degradación del glicol y polvo procedente de la puesta en marcha. En un circuito de refrigeración líquida directa se observan vías de flujo minúsculas y una menor resistencia para las partículas que habrían supuesto un verdadero problema en un antiguo sistema de agua de condensación.

Empieza por el recorrido antes de elegir la propiedad inmobiliaria

Un comprador debería plantearse desde el principio una pregunta un tanto incómoda: ¿de dónde vendrá el polvo?

En el caso de los sistemas de torres de aire acondicionado al aire libre, la solución está en todas partes. El aire aporta contaminantes. El agua de reposición aporta minerales. La biopelícula se expande allí donde la velocidad, los nutrientes y los espacios de tratamiento lo permiten. En este caso, el filtrado con bolsas, la purificación en flujo lateral y la eliminación por etapas de los residuos resultan muy acertados, ya que las cantidades de sólidos pueden ser elevadas y variables. Un punto de partida práctico es una etapa de prefiltro duradera que utilice bolsas filtrantes de polipropileno y polietileno cuando el mercado secundario no está bien regulado, la rotación es elevada y el comprador desea reducir los gastos en consumibles.

En lo que respecta a la filtración del agua refrigerada, el enemigo suele ser la negligencia acumulada a lo largo del tiempo: óxido de hierro, cascarilla de laminación, fragmentos de juntas, glicol deteriorado y restos de la instalación que dejan los proveedores de servicios que prometen que el lavado se ha realizado “por completo”. Tengo muy poca paciencia con esa palabra. ¿«Por completo» según quién?

En lo que respecta a la filtración para la refrigeración por fluidos en los centros de datos, el debate sobre el diseño se vuelve más intenso. Las placas de refrigeración y las unidades de distribución de refrigeración (CDU) refrigeradas por agua requieren un líquido más limpio y más seguro. A Cartucho filtrante plisado de PES para la filtración de agua de precisión puede ser una opción sensata cuando la retención de partículas finas, una circulación segura y una menor migración de fibras son más importantes que unas sustituciones baratas.

Opciones de distribución de la vivienda que realmente importan

La mejor carcasa de filtro para la climatización de centros de datos no es la que tiene un acabado más bonito. Es aquella que protege el flujo, sella con precisión, drena las tuberías de forma segura, resiste los productos químicos y permite al equipo de mantenimiento ajustar los componentes sin tener que improvisar.

Aquí tienes la lista de finalistas del comprador.

La presión nominal debe ajustarse al circuito, no al folleto. En el caso de varios sistemas de suministro de agua para refrigeración y calefacción, los compradores suelen encontrar valores habituales en torno a 6 bar, 10 bar o 150 psi; sin embargo, en los proyectos de centros de datos es necesario verificar la altura de cierre de la bomba, la capacidad de elevación, los requisitos de pruebas hidráulicas, la normativa local y las directrices de la póliza de seguro del propietario.

La clasificación de la circulación debería basarse en la caída de presión en condiciones normales y en condiciones de carga. Una instalación que parezca funcionar correctamente a 100 m FOUR/h en condiciones normales puede acabar convirtiéndose en un cuello de botella cuando la carga aumenta. En centros de alta disponibilidad, el diseño debe tener en cuenta la presión diferencial en condiciones de carga, y no solo el caudal de arranque.

Comprueba los problemas de cierre de la tapa. Los cierres de tornillo oscilante son habituales; sin embargo, el comprador debe comprobar el acceso a las herramientas, el juego de las juntas, la compresión de la junta de estanqueidad y si alguien puede abrir la tapa. De hecho, he visto instalaciones inmobiliarias situadas tan cerca de los soportes de las tuberías que la sustitución del cartucho acababa convirtiéndose en un pequeño trabajo de demolición.

Las aberturas de ventilación y drenaje no son un elemento decorativo opcional. Determinan si la instalación puede aislarse, despresurizarse, drenarse y volver a ponerse en servicio de forma segura sin verter el agua tratada directamente en la zona. Solicita con antelación los detalles sobre las conexiones NPT, BSP, bridas o conexiones higiénicas.

«Bypass» es una palabra malsonante. Cualquier junta, resorte, asiento de cesta, adaptador de cartucho o anillo de bolsa que permita que el agua sin filtrar pase por ese punto convierte la carcasa en una costosa obra de arte.

Índices de Micron: la cifra que todo el mundo menciona, pero que muy pocos comprenden

La puntuación Micron abre mercados. El ratio beta protege.

Un cartucho de “5 micras” puede referirse a aspectos muy distintos, dependiendo de si el proveedor se refiere a la retención nominal, la retención absoluta, los parámetros de ensayo, el tipo de medio filtrante, el caudal o el discurso comercial. En el caso de los filtros de agua de refrigeración para centros de datos, los compradores deben solicitar datos sobre el rendimiento en la eliminación de partículas, y no limitarse únicamente a la cifra de micras indicada en la etiqueta.

Utiliza el sistema de filtración descrito cuando se desconozca la concentración de sólidos. Por ejemplo, un flujo lateral de una torre sucia podría comenzar con una filtración mediante bolsas de 50–100 µm, pasar luego a 20 µm o 10 µm, y solo entonces utilizar cartuchos finos cuando sea necesario. Pasar directamente a un componente de alta precisión en un circuito sucio no es precisión. Es una suscripción a consumibles.

Para concertar una cita y conocer los primeros pasos a seguir, un Cartucho filtrante de sedimentos de PP de 5, 10, 20, 30 o 40 pulgadas puede ser una opción razonable a la que renunciar, sobre todo cuando las tuberías acaban de instalarse y nadie sabe realmente qué queda aún en su interior.

Sin embargo, no hay que confundir la filtración inicial con la filtración en régimen estacionario. Los filtros iniciales retienen las impurezas generadas durante la construcción. Los filtros de funcionamiento protegen la eficiencia térmica.

Productos: acero inoxidable, PP, EPDM, PTFE y el impuesto sobre la corrosión

La carcasa del filtro de agua de acero inoxidable da la sensación de ser sólida, ya que transmite seguridad. A veces lo es. Otras veces, se comba.

El acero inoxidable 304 se utiliza habitualmente en diversas aplicaciones comerciales relacionadas con el agua. El acero inoxidable 316L cobra importancia cuando la exposición al cloruro, la limpieza química, una composición química del agua más agresiva o el riesgo de corrosión hacen que el 304 sea una apuesta arriesgada. El acero al carbono puede utilizarse en algunos sistemas de derivación de gran tamaño si se gestionan correctamente los recubrimientos, la asignación de deterioros y el tratamiento del agua; sin embargo, yo no lo colocaría cerca de componentes delicados de los sistemas de tratamiento de agua.

Los productos de polipropileno pueden resultar útiles en aplicaciones con baja presión y compatibles químicamente; sin embargo, los compradores deben tener en cuenta los requisitos relativos a la temperatura, la presión, la exposición directa a los rayos UV, las tensiones mecánicas y el comportamiento frente al fuego. Una sala de máquinas con altas temperaturas no es una mesa de laboratorio.

Las juntas merecen mayor atención. El EPDM puede ser adecuado para diversas aplicaciones relacionadas con el agua. El FKM puede ser la opción adecuada para determinadas exposiciones directas a sustancias químicas. El PTFE presenta una gran resistencia química, pero ofrece diversas propiedades de sellado. El NBR puede resultar inadecuado cuando el glicol, la temperatura o los productos químicos utilizados en el tratamiento superan su rango óptimo de funcionamiento.

¿Y el carbón activado? Cuidado. En los sistemas de climatización de centros de datos, el carbón no es una solución milagrosa; puede acarrear inconvenientes y suele ser más adecuado para el pretratamiento o el acondicionamiento específico del agua de reposición que para el control de partículas en el circuito de refrigeración principal. Cuando la calidad del agua de entrada lo justifique, un Cartucho de prefiltro de carbón activo y PP para sedimentos pertenece a la fase inicial por diseño, no se ha metido directamente en la laguna jurídica principal solo porque a alguien le gustaran las palabras “carbono”.”

Dimensionamiento de la carcasa: caudal, reducción de tensiones y accesibilidad para el mantenimiento

El tamaño de un filtro de cartucho de alto caudal para el sector inmobiliario debe determinarse a partir de los procedimientos, siguiendo un proceso inverso.

Empieza por determinar el caudal óptimo. A continuación, especifica la caída de presión admisible en condiciones normales, la tensión diferencial en los extremos, la vida útil prevista de los componentes, la necesidad de redundancia y si el sistema puede soportar el aislamiento durante el mantenimiento. En un centro de datos, decir “podemos apagarlo un rato” no suele ser una estrategia. Es un razonamiento optimista con un casco de seguridad.

En el caso de los bucles críticos, los inmuebles dúplex o las instituciones financieras paralelas pueden proteger la conexión de la solución. Una línea funciona mientras que la otra queda desconectada. El mayor coste inicial suele ser más fácil de justificar que explicar por qué una vivienda aislada bloqueada obligó a realizar una ventana de mantenimiento durante la hora punta.

El problema es que los dispositivos de medición de presión suelen considerarse meros accesorios. Pero no lo son. Especifica las dimensiones de presión aguas arriba y aguas abajo, los puntos de toma de tensión diferencial, los transmisores de presión diferencial opcionales y los límites de alarma claros. Sin datos de presión diferencial, el mantenimiento de los filtros acaba basándose en suposiciones según el calendario.

Eso no es mantenimiento. Es un ritual.

Tabla comparativa: Opciones de carcasas de filtro y características para los clientes

Aplicación	Selección habitual de vivienda	Componente ordinario	Ventajas para el cliente	Amenaza para el cliente
Purificación de la corriente lateral de la torre de refrigeración	Sistema de filtros de mangas o recipiente con múltiples mangas	Bolsa filtrante de PP/PE	Permite gestionar mayores cantidades de sólidos y reduce los costes de sustitución	Eficacia de purificación insuficiente si se utiliza por sí solo
Purga inicial del sistema de agua refrigerada	Espacio en el cartucho	Cartucho para residuos de PP	Detecta el estado de las tuberías, la corrosión y las partículas de soldadura	La vida útil del componente es corta si la ranura está sucia
CDU o abrillantado por refrigeración con fluido	Espacio dedicado a los cartuchos de precisión	Cartucho plisado PES	Una retención de partículas finas mucho mayor y un funcionamiento más limpio	Mayor gasto en consumibles
Pretratamiento del agua de reposición	Carcasa del cartucho	Cartucho para residuos y carbón	Reduce al mínimo las partículas y los residuos orgánicos que entran	Sanciones por emisiones de carbono en caso de una organización inadecuada
Seguridad del circuito primario de alto caudal	Espacio para varios cartuchos de acero inoxidable	Cartucho de alto caudal	Ocupa menos espacio que muchas carcasas pequeñas	Un error costoso si se elige una talla demasiado pequeña
Laguna jurídica relacionada con la corrosión o el tratamiento químico	Carcasa de acero inoxidable SS316L	Materiales plisados o de profundidad adecuados	Mayor resistencia a la corrosión	Comprar en exceso si los parámetros químicos del agua son bajos

Cómo elegir un filtro de agua de refrigeración para un centro de datos inmobiliario

Aquí tienes mi lista de clientes. No es nada llamativa, y precisamente por eso funciona.

Pregunta primero por los tipos de circuito secundario: agua del condensador, agua refrigerada, circuito de glicol, circuito de la unidad de condensación (CDU), agua auxiliar adiabática, agua de reposición o depuración del lado del proceso.

Solicita los parámetros químicos del agua: pH, conductividad, cloruro, dureza, sílice, sólidos en suspensión totales, porcentaje de glicol, biocida, inhibidor de óxido y temperatura de funcionamiento prevista.

Solicitud de información sobre sólidos. Si nadie dispone de ella, elabora una estrategia de filtrado y un ejemplo tras la designación.

Solicitar información sobre las propiedades metalúrgicas de los materiales y la compatibilidad de las juntas en la composición.

Solicita las curvas de disminución de la tensión, tanto en condiciones limpias como sucias, al precio de circulación del trabajo.

Pregunta cómo se sella exactamente la junta. Anillo de bolsa, adaptador de cartucho, placa de resorte, junta de filo de cuchilla, DOE, SOE, 222, 226, junta plana… cuestión de información.

Solicitud de ilustraciones sobre holguras de mantenimiento. No solo medidas, sino holguras reales.

Solicitud de disponibilidad de repuestos. Una carcasa de filtro que utilice cartuchos especiales con un plazo de preparación de seis semanas no es una opción adecuada para una instalación crítica.

Averigua quién es el responsable del resultado de la depuración tras la puesta en marcha: EPC, el proveedor de servicios mecánicos, el equipo de las instalaciones, el fabricante de equipos originales (OEM) o el proveedor de sistemas de tratamiento de aguas. Si la responsabilidad no queda clara, la comunidad de propietarios acabará siendo el chivo expiatorio.

El punto controvertido: los compradores deben dejar de considerar la purificación como una ventaja

Al mercado le gusta hacer creer que la filtración de agua es algo sencillo, ya que resulta más barata que los frigoríficos, las unidades de control de temperatura (CDU), las bombas, los sistemas de aire acondicionado de refrigeración por aire (CRAH) y los cuadros eléctricos.

Eso es al revés.

Un error de filtración de $2.000–$20.000 puede deteriorar silenciosamente un sistema de refrigeración valorado en varios millones de dólares. Es posible que los signos y síntomas no indiquen directamente un “fallo de la carcasa del filtro”. Podrían manifestarse como un aumento de la temperatura de entrada, una variación en la potencia de la bomba, la obstrucción de las válvulas de cierre, una restricción en la placa de refrigeración, un rendimiento insuficiente del intercambiador de calor, un exceso de dosificación de productos químicos o una reducción de los intervalos de mantenimiento.

Por eso, evidentemente, prefiero que el comprador documente en exceso el proceso de purificación antes que que se quede corto en las especificaciones. Exige ilustraciones. Necesita curvas de caída de presión. Exige certificaciones de materiales. Solicita detalles sobre las juntas. Solicita fichas técnicas de los elementos. Necesita un plan de puesta en marcha del filtro y un plan de funcionamiento del filtro.

Y exigen sinceridad.

Si la rendija está sucia, indícalo. Si la torre de aire acondicionado ha estado expuesta al polvo de la obra durante seis meses, hazlo constar. Si el lavado de las tuberías se hizo con prisas, indícalo. Un buen sistema de filtrado puede gestionar las malas noticias. Pero no puede gestionar la fantasía.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la carcasa del filtro de agua del sistema de aire acondicionado de un centro de datos?

La carcasa del filtro de agua de refrigeración de un centro de información es un recipiente a presión o una cámara que alberga elementos filtrantes de bolsa, cartucho o plisados para eliminar los sólidos en suspensión del agua de refrigeración antes de que lleguen a los intercambiadores de calor, bombas, válvulas de cierre, unidades de distribución de corriente (CDU), torres de refrigeración, circuitos de agua refrigerada o equipos informáticos refrigerados por líquido.

La carcasa establece los límites mecánicos: entrada, salida eléctrica, junta, ventilación, desagüe, cierre y presión nominal. El filtro retiene la suciedad, pero es la carcasa la que determina si el agua atraviesa realmente el medio filtrante o lo sortea. Para los clientes, la carcasa debe evaluarse en función de la seguridad de la circulación, la garantía de la integridad, la compatibilidad con el producto, la caída de presión y la facilidad de mantenimiento.

¿Cómo elijo exactamente un filtro de agua para el sistema de aire acondicionado de un centro de datos?

Elige un filtro de agua de refrigeración para centros de datos adaptando el modelo al tipo de circuito, el caudal, la composición química del agua, la carga de sólidos, el grado de retención en micras requerido, la resistencia a la presión, la facilidad de acceso para el mantenimiento y los requisitos de redundancia antes de comparar precios o marcas.

En el caso de las torres de refrigeración, los filtros de bolsa suelen ser una buena opción como primera etapa. Para la puesta en marcha de sistemas de agua refrigerada, los cartuchos para residuos pueden resultar útiles. Para el aire acondicionado de fluido directo o la protección de las unidades de condensación (CDU), puede ser necesario utilizar cartuchos plisados de mayor finura. La forma más segura de realizar la compra es solicitar, antes de la aprobación, las curvas de caída de presión, la compatibilidad de los componentes, el material de las juntas, la metalurgia, los detalles de ventilación y drenaje, y la disponibilidad de repuestos.

¿Qué grado de filtración en micras es el más adecuado para la filtración del agua en los sistemas de climatización de los centros de datos?

El grado de filtración en micras más eficaz para el filtrado del agua de los sistemas de aire acondicionado de las instalaciones de información depende del circuito: la purificación básica puede ser adecuada para el flujo secundario de las torres de refrigeración, mientras que los circuitos de agua refrigerada y de aire acondicionado suelen requerir una purificación más precisa para proteger los intercambiadores de calor, las válvulas de cierre, las unidades de condensación (CDU) y las placas de refrigeración.

Un enfoque útil podría consistir en empezar con un filtrado más grueso durante la puesta en marcha y pasar a uno más fino una vez que se haya eliminado la fuga. Los compradores deben evitar seleccionar “5 micras” por costumbre. Deben preguntar si el valor es mínimo o absoluto, qué método de ensayo se ha utilizado y cuál es la cantidad prevista de polvo. El número de micras sin datos de eficacia es insuficiente.

¿Es el acero inoxidable siempre el mejor material para las carcasas de los filtros?

El acero inoxidable suele ser un material resistente para las carcasas de los filtros de los sistemas de agua de los sistemas de aire acondicionado de los centros de datos; sin embargo, no es necesariamente la opción más adecuada, a menos que la composición química del agua, la exposición al cloruro, las tensiones, la temperatura, los problemas de mantenimiento y el tratamiento químico lo justifiquen.

El acero inoxidable SS304 puede utilizarse en diversos sistemas de suministro de agua limpia. El SS316L es más adecuado en casos en los que la exposición a cloruros, productos de limpieza químicos o la degradación es mayor. El polipropileno puede ser adecuado para determinadas aplicaciones químicas a baja presión. El acero al carbono puede utilizarse en algunas grandes instalaciones industriales si los recubrimientos y el control de la corrosión se diseñan adecuadamente. El comprador debe seleccionar el producto en función de la composición química real del agua, y no basándose en la experiencia.

¿Deberían los compradores utilizar filtros de mangas o filtros de cartucho?

Los compradores deben utilizar filtros de bolsa cuando la carga de sólidos sea elevada y se planteen problemas de eliminación a granel a un precio asequible, mientras que los filtros de cartucho o plisados son mucho más adecuados cuando se requiere una mayor retención, un efluente más limpio o la protección de componentes sensibles de los sistemas de aire acondicionado.

En muchos sistemas de aire acondicionado de centros de información, el diseño más eficaz se aplica por etapas: primero se utiliza un filtrado con bolsas y, a continuación, un filtrado con cartuchos cuando es necesario. Esto evita que los filtros de gran tamaño se saturen demasiado pronto. En el caso de las torres de refrigeración, las bolsas pueden reducir al mínimo las grandes cantidades de partículas pesadas. Para las unidades de control de temperatura (CDU) y la refrigeración por fluidos, los cartuchos plisados pueden ser más adecuados para el control de partículas finas.

¿Cuál es el mayor error que cometen los compradores a la hora de adquirir inmuebles con filtros de agua de refrigeración?

El mayor error que cometen los compradores es seleccionar un filtro para el sector inmobiliario basándose únicamente en el tamaño de los poros, el material y la clasificación en micras, sin tener en cuenta la reducción de la presión, el sellado del bypass, la composición química del agua, el espacio libre para el mantenimiento, la carga de sólidos y la disponibilidad de componentes adicionales.

Ese atajo supone un riesgo oculto. Una carcasa puede parecer “adecuada” en una ilustración y, sin embargo, dejar de funcionar correctamente porque se obstruye con demasiada rapidez, no se puede reparar fácilmente, presenta fugas en la tapa, utiliza juntas inadecuadas o permite que el agua pase por alto el elemento. Los compradores deben evaluar el sistema de purificación en su totalidad, no solo la carcasa.

Conclusión

Antes de aceptar un paquete inmobiliario que incluya un filtro de agua para el sistema de aire acondicionado de un centro de datos, solicita un esquema de filtración por sistemas: torre, agua refrigerada, agua de reposición y aire acondicionado por líquido. A continuación, solicita planos del inmueble, curvas de caída de presión, productos, datos de las juntas, especificaciones de los elementos, ubicaciones de las salidas de aire y los desagües, y el espacio libre necesario para el mantenimiento.

Si un proveedor no es capaz de explicarte por qué su inmueble se adapta a tu nicho de mercado, a tu química, a tu ritmo de trabajo y a tu modelo de disponibilidad, rechaza ese inmueble.

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