Las partículas diminutas son el enemigo de los operadores de centros de datos. Si no se controlan, la suciedad, el polvo y el polen pueden acumularse en los equipos informáticos y provocar que funcionen de manera ineficiente, se corroan y, en algunos casos, presenten fallas graves.

Afortunadamente, existe ayuda en forma de filtros que pueden interceptar estas partículas (así como gases potencialmente dañinos) a medida que el aire circula por las salas de datos a través de sus sistemas de enfriamiento.

Dado que su función es atrapar la suciedad, estos filtros naturalmente tienen una vida útil limitada y se desechan miles de ellos cada año, lo que se suma a las considerables huellas de carbono que la mayoría de los operadores de centros de datos buscan activamente reducir.

¿Podría ser una mejor opción una versión reutilizable? El especialista en filtración K&N Global así lo cree, ya que ha trabajado con Apple para desarrollar un filtro lavable que, según afirma, puede durar años. El filtro ha ayudado a Apple a lograr ahorros significativos en sus centros de datos y, aparentemente, ahora el producto también está en el punto de mira de otros operadores.

Encuentre su filtro

Los filtros de aire de los centros de datos pueden estar hechos de una amplia variedad de materiales sintéticos diseñados para resistir la humedad o el crecimiento microbiano.

Su eficacia se mide en valores de informe de eficiencia mínima (MERV), que reflejan el tamaño y el tipo de partículas que pueden atrapar. En el caso de los centros de datos refrigerados por aire o parcialmente refrigerados por aire que utilizan aire acondicionado y unidades de tratamiento de aire para salas de ordenadores, se suelen utilizar filtros MERV 8, 11 o 13, aunque algunos operadores pueden recurrir a filtros de aire de partículas de alta eficiencia (HEPA), que pueden atrapar partículas muy pequeñas y tienen una puntuación MERV de 20.

Los filtros tradicionales se cambian tres o cuatro veces al año, dependiendo del entorno en el que se encuentre el centro de datos. Esto significa que una gran cantidad de estos filtros se envían a los vertederos. K&N afirma que su análisis muestra que un centro de datos de 100 MW, del tipo que ahora construyen regularmente los hyperscalers y las empresas que buscan su negocio, utiliza suficientes filtros de aire para cubrir tres campos de fútbol al año, unos 2.100 metros cuadrados. Si se tienen en cuenta los componentes metálicos y los embalajes, así como el propio material de filtrado, la industria de los centros de datos de EE.UU. aparentemente envía 60.000 toneladas de residuos de filtros a los vertederos cada año.

K&N fabrica filtros desde 1969, pero su incursión en los centros de datos es mucho más reciente. La empresa fue fundada por dos pilotos de motociclismo, Ken Johnson y Norm McDonald, ambos incluidos en el Salón de la Fama de la Asociación Americana de Motociclistas por sus hazañas dentro y fuera de la pista. Johnson y McDonald se conocieron a través del deporte y se unieron para abrir inicialmente una cadena de talleres de reparación de motocicletas en California, pero pronto se dedicaron también a la ingeniería de piezas. Juntos diseñaron el filtro de aire de alto flujo, un novedoso tipo de filtro que permitía que llegara más aire al motor de la motocicleta.

“En aquel entonces, la cantidad de potencia de un motor estaba directamente relacionada con la cantidad de aire que podía 'respirar'”, afirma Jason DiFuccia, líder de productos de K&N Global Filtration. “Así que idearon este filtro para ayudarlos a ser mejores corredores, y nos hemos convertido en el líder en todo lo relacionado con filtros de aire de alto rendimiento”.

De hecho, los productos de K&N fueron considerados revolucionarios cuando llegaron al mercado y ahora son ampliamente utilizados por los pilotos que buscan un aumento de rendimiento. La empresa ha seguido innovando y ha estado comercializando un filtro de aire automotriz reutilizable durante algunos años, lo que fue lo que llamó la atención de Apple.

Reutilización en el centro de datos

Aunque conceptualmente es similar a los filtros reutilizables diseñados para motores, el filtro para centros de datos de K&N es un producto completamente nuevo, dice DiFuccia. La versión para motores está hecha de un material a base de algodón, lo que significa que debe volver a engrasarse cada vez que se lava para mantener su eficiencia. "No queremos engrasar miles de filtros que van en un V-Bank", dice DiFuccia. "Por eso, los que se utilizan en los centros de datos son un medio seco, un material sintético que no requiere ningún tipo de engrase ni de productos químicos en el proceso de lavado y reutilización".

Aunque DiFuccia no entra en detalles sobre qué tipo de material compone el filtro, explica que atrapa el polvo y otras partículas en su superficie, en lugar de dentro de su tejido, como lo haría un filtro de algodón, lo que facilita su limpieza. K&N dice que el filtro es el único producto de su tipo en el mercado, aunque hay otros filtros reutilizables no específicos para centros de datos para entornos industriales.

Su diseño se ha perfeccionado gracias a la colaboración con Apple, que contactó con la empresa en 2019 con el objetivo de desarrollar un filtro reutilizable que pudiera utilizar en su creciente parque de centros de datos.

El producto se instaló por primera vez en el campus de Apple en Reno, Nevada, y se fabricaron y probaron más de 20 versiones del filtro antes de que se decidiera la versión final. Ahora se ha implementado en los cinco centros de datos del fabricante del iPhone en Estados Unidos y otros operadores pueden comprarlo en diseños de sistema de refrigeración V-Bank y Panel. Actualmente se encuentran en el mercado versiones con clasificaciones MERV de 8, 11, 13 y 14, y DiFuccia afirma que es fácil personalizar el diseño para cumplir con los requisitos ambientales de un centro de datos o cliente en particular.

DiFuccia comenta sobre la asociación con Apple: “Han estado muy involucrados desde el principio y han tenido las puertas abiertas para nosotros si hemos necesitado entrar a medir, probar o crear prototipos, y han sido muy abiertos a la hora de proporcionar datos de pruebas y de lo que se podría mejorar”.

Y añade: “Los filtros reutilizables ya se han probado en centros de datos, pero no han demostrado su eficacia desde el punto de vista de los protocolos de lavado o la rentabilidad de la inversión. Este es el primero que conozco que tiene una aplicación real en el ámbito de los centros de datos, y para nosotros es maravilloso poder decir que tenemos una solución que utiliza una gran empresa como Apple”.

Chapoteando

Apple afirma que los filtros están marcando una diferencia tangible en sus emisiones y afirmó en su último informe de sostenibilidad que le han ayudado a evitar enviar 25 toneladas de filtros usados ​​a los vertederos al año. También afirma que ha reducido el consumo de energía de los ventiladores en un 35 por ciento con los dispositivos.

K&N afirma que sus filtros duran 15 años y ha realizado un análisis del ciclo de vida del producto que aún no se ha publicado, pero que aparentemente muestran grandes beneficios en términos de huella de carbono. “La comparación es entre uno de nuestros filtros y los desechables que duran 15 años”, afirma DiFuccia. “La reducción de carbono, la reducción de energía y la reducción del uso de agua son significativas”.

Los filtros se pueden lavar con una manguera estándar con agua fría a baja presión y se limpian en 30 a 90 segundos, dice DiFuccia, aunque este proceso puede llevar más tiempo dependiendo de lo que haya en el aire. "Desde una perspectiva de sostenibilidad, es lo más ligero que podemos hacer", agrega.

DiFuccia dice que K&N está buscando otros usos para sus filtros en el centro de datos y, aunque el enfoque de la empresa sigue estando principalmente en su negocio automotriz, abordar un nuevo sector vertical ha sido un desafío renovador para su equipo de ingenieros. "Ha devuelto mucha vitalidad a las venas del negocio", dice.