Climatização de Alta Performance: Desvendando a ABNT NBR 17207 para o Coração Gelado do seu Data Center

A infraestrutura de um data center é uma orquestra complexa, onde cada instrumento deve tocar em perfeita harmonia para garantir a disponibilidade e a eficiência. Nenhum “instrumento” é mais crítico para a saúde dos servidores do que o sistema de climatização. Com a evolução incessante da tecnologia, as demandas por refrigeração se tornam cada vez mais desafiadoras. É nesse cenário que a ABNT NBR 17207, publicada em julho de 2025, surge como um guia fundamental e normativo para o projeto de ambientes de tecnologia da informação, comunicação e data centers no Brasil, alinhado às melhores práticas internacionais.

Esta norma – baseada na renomada ASHRAE-D-A20:2019 – oferece um panorama detalhado das considerações essenciais para quem busca projetar ou otimizar um sistema de ar condicionado que seja robusto, eficiente e confiável, sendo uma ferramenta indispensável. Vamos mergulhar nos seus principais pontos. Assista também ao vídeo sobre este artigo.

A Dinâmica da Carga Térmica: O Ponto de Partida do Projeto

Para dimensionar qualquer sistema de climatização, é preciso entender o calor que ele precisa remover. Nos data centers, essa “carga térmica” é gerada pelos equipamentos de Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC). O que a ABNT NBR 17207 nos mostra é que essa carga não é estática, mas um desafio em constante mutação:

• Carga de Trabalho Dinâmica: Os equipamentos de TIC, impulsionados por softwares, operam em diferentes estados, do ocioso ao desempenho máximo. Isso significa que o consumo de energia – e, consequentemente, a geração de calor – é altamente variável e dinâmico, exigindo sistemas de climatização flexíveis e responsivos.
• Ciclos de Vida e Planejamento: Há uma disparidade marcante entre os ciclos de vida. Enquanto a infraestrutura de climatização e energia é projetada para durar anos ou décadas, os equipamentos de TIC e seus softwares são atualizados e substituídos em ciclos muito mais curtos. O planejamento do sistema de climatização precisa antecipar essa rotatividade para evitar gargalos futuros.
• Métricas de Caracterização: Para expressar essa carga térmica, a norma destaca duas métricas essenciais para o dimensionamento:
  • Watts por metro quadrado (W/m²): Indica a densidade de calor dissipado por área, crucial para o layout do ambiente e a distribuição do resfriamento.
  • Quilowatts por rack (kW/rack): Fundamental para o dimensionamento do resfriamento por corredor ou por rack individualmente, especialmente em ambientes de alta densidade.

“É fundamental que o planejamento da infraestrutura de energia e resfriamento considere os ciclos de vida e as taxas de atualização (rotatividade) de equipamentos de TIC e softwares.”

O Ambiente Perfeito: Critérios Climáticos e Classes de Operação

A norma detalha as condições ideais para que os equipamentos de TIC operem de forma confiável e eficiente, categorizando os ambientes de acordo com o nível de controle necessário para garantir a longevidade e o desempenho.

Os Parâmetros Essenciais

Quatro fatores são cruciais para o controle ambiental em data centers, e a ABNT NBR 17207 os define claramente:

• Temperatura: Fundamental para evitar o superaquecimento e garantir o funcionamento estável dos componentes eletrônicos.
• Umidade: O controle rigoroso é vital. Altas umidades podem levar à condensação, que causa corrosão e falhas elétricas; baixas umidades, por outro lado, aumentam o risco de descarga eletrostática (ESD), que pode danificar componentes sensíveis.
• Qualidade do Ar: A presença de contaminantes, mesmo em pequenas quantidades, pode ser devastadora para a eletrônica delicada.
• Vazão de Fluido Refrigerante (Ar ou Líquido): Garante que o calor gerado seja efetivamente removido da fonte, mantendo as condições ideais.

Classificando o Data Center: As Classes Ambientais ABNT (e ASHRAE)

Baseada nas diretrizes da ASHRAE, a norma estabelece classes ambientais que definem as faixas de temperatura e umidade recomendadas e permitidas para o ar que entra nos equipamentos. Essas classes são cruciais para o projeto, pois cada equipamento é projetado para operar dentro de limites específicos:

• Classe A1: Destinada a data centers de missão crítica, exige um controle ambiental rigidíssimo de temperatura, umidade relativa e, principalmente, ponto de orvalho.
• Classes A2/A3/A4: Indicadas para ambientes de TI com diferentes níveis de controle ambiental, sendo a A4 a que permite os requisitos mais amplos e a A2 a mais restritiva entre elas.
• Classes B e C: Menos exigentes, destinam-se a ambientes menos críticos, como escritórios (B) ou ambientes industriais leves (C), com controle mínimo de parâmetros.

A faixa de parâmetros ambientais permitida é utilizada pelos fabricantes quando testam seus equipamentos de TIC, para verificar se funcionam dentro desses parâmetros, porém a norma alerta que a operação contínua fora da faixa recomendada pode reduzir significativamente a confiabilidade e a vida útil dos equipamentos.

Resfriamento Líquido: As Classes ‘W’ e a Nova Fronteira da Alta Densidade

Com o aumento vertiginoso da densidade de potência nos racks – impulsionado pela Computação de Alto Desempenho (HPC), inteligência artificial (IA) e grandes análises de dados (big data) –, o resfriamento a ar muitas vezes se torna ineficiente. Surge então o resfriamento líquido, e a norma apresenta as classes “W” para a temperatura da água de alimentação que será entregue à instalação:

• Classes W1 a W5: Variam de 2 °C a 17 °C (W1) até mais de 45 °C (W5), cada uma indicando diferentes abordagens de resfriamento (chillers, torres de resfriamento, economizadores). Um ponto chave aqui é que quanto mais alta a temperatura da água permitida, maior o potencial de uso de free cooling (aproveitamento do ar externo mais frio para resfriamento), o que gera grande economia de energia.

Estratégias de Resfriamento: Ar ou Líquido?

A escolha da tecnologia de resfriamento é uma das decisões mais estratégicas no projeto de um data center. A ABNT NBR 17207 explora as opções e suas melhores aplicações para diferentes cenários.

A Força do Ar: Sistemas CRAC, CRAH e a Arte do Fluxo

O resfriamento a ar, embora desafiado pela crescente densidade, continua sendo a solução mais comum para a maioria dos data centers:

• CRACs e CRAHs: São as unidades centrais de tratamento de ar.
  • CRAC (Computer Room Air Conditioner): Controla temperatura, umidade e filtração do ar através de expansão direta (gás refrigerante em seu circuito).
  • CRAH (Computer Room Air Handler): Faz o mesmo, mas por expansão indireta, utilizando água gelada ou outro fluido térmico (não há fluido refrigerante diretamente dentro da unidade).
  • Ambos podem ser de fluxo descendente (insuflam ar pelo piso elevado) ou ascendente (insuflam por cima, muitas vezes com dutos).
• Sistemas de Distribuição de Ar: O foco é direcionar o ar frio aos equipamentos e remover o ar quente de forma eficiente.
  • Corredor Quente/Corredor Frio: Uma estratégia fundamental de layout onde os racks são organizados frente a frente (formando um corredor frio para a entrada de ar dos servidores) e costas com costas (formando um corredor quente para a exaustão do ar dos servidores). Isso garante que a entrada de ar dos servidores receba ar frio e a exaustão libere ar quente de forma segregada.
  • Confinamento: Crucial para evitar a “mistura de ar”, que ocorre quando o ar frio não atinge os equipamentos ou o ar quente recircula para a entrada dos servidores. O confinamento (seja do corredor quente ou frio) impede que o ar se misture desnecessariamente, otimizando o delta de temperatura (ΔT) entre o ar de insuflação e o de retorno, e aumentando a eficiência do sistema. Saiba mais sobre o confinamento neste artigo.

“Para evitar ou minimizar a mistura de ar, é necessário separar o ar insuflado do ar de retorno. Quanto mais completa a separação, mais eficaz e eficiente em termos de energia será o sistema de resfriamento.”

A Ascensão do Líquido: Quando o Ar Não É Suficiente

Para cargas térmicas elevadíssimas, o resfriamento líquido não é mais uma opção, mas uma necessidade crescente. A norma explora suas modalidades:

• Necessidade Urgente: A ABNT NBR 17207 destaca que “somente o resfriamento líquido pode resfriar equipamentos com potência de CPU de 400 W ou superior”. Isso demonstra a limitação física do ar como meio de troca térmica em altas densidades.
• Sistemas Modulares: Utilizam CDUs (Unidades de Distribuição de Resfriamento) próximas aos racks para realizar a troca térmica entre o fluido da instalação e o fluido que vai diretamente para o rack ou equipamento. O conjunto de tubulações e conexões é chamado de TCS (Sistema Tecnológico de Resfriamento).
• Resfriamento Direto no Componente (DTC): Onde o líquido é entregue diretamente ao componente individual do equipamento de TIC (CPU, GPU, memória), maximizando a eficiência da remoção de calor na sua origem. Comum em HPC e supercomputadores. Saiba mais sobre DTC neste artigo.
• Resfriamento por Imersão: Os chassis dos equipamentos são totalmente imersos em um líquido dielétrico (não condutor de eletricidade). Além de extremamente eficiente, o grande volume de líquido pode atuar como um “volante térmico”, oferecendo uma inércia térmica que retarda o aquecimento em caso de falha do sistema de resfriamento principal.
• Tubulações e Vazamentos: O projeto das tubulações de líquidos deve seguir as mais altas normas de qualidade e confiabilidade, permitindo manutenção e expansão sem a necessidade de desligamentos prolongados. A norma enfatiza as “preocupações com vazamento de água”, recomendando salas de TIC em níveis elevados, pisos impermeáveis acima e o uso mandatório de detectores de vazamentos.

O Projeto Inteligente: Ferramentas e Boas Práticas

Um projeto de climatização de data center não é apenas sobre equipamentos, mas sobre planejamento minucioso e otimização contínua.

O Poder da Simulação: Análise Computacional Dinâmica dos Fluidos (CFD)

Para prever e otimizar o fluxo de ar e a distribuição de calor em um ambiente complexo como o data center, a Análise Computacional Dinâmica dos Fluidos (CFD) é uma ferramenta indispensável. O CFD permite simular o movimento de fluidos (ar ou líquidos) e a transferência de calor, considerando densidades de calor variáveis, obstáculos físicos (como cabos e tubos) e o layout físico da sala.

• Otimização Abrangente: Através do CFD, é possível comparar arranjos de equipamentos, otimizar caminhos de resfriamento (incluindo altura de piso elevado e configurações de plenums), analisar a eficácia em cargas parciais ou em cenários de falha, e até mesmo determinar a melhor localização para equipamentos de alta densidade.

Garantindo a Qualidade do Ar: Uma Barreira Invisível, mas Vital

A eletrônica é extremamente sensível a partículas e gases. A norma destaca a importância fundamental de avaliar a qualidade do ar no local de instalação para proteger os equipamentos contra danos invisíveis:

• Contaminantes Particulados: Como a poeira (PM2.5 e PM10), que pode se acumular, causar superaquecimento, obstruir ventiladores e levar a falhas mecânicas e elétricas.
• Contaminantes Gasosos: Compostos como sulfeto de hidrogênio, dióxido de enxofre, mercaptanas (compostos químicos contendo enxofre com um odor forte e desagradável, sendo usadas principalmente como odorantes em gases combustíveis para alertar sobre vazamentos) e cloreto de sódio podem causar corrosão eletroquímica, danificando de forma irreversível placas de circuito, conectores e outros componentes sensíveis. A miniaturização dos componentes e as mudanças nas soldas (com a transição para soldas sem chumbo) tornam os equipamentos ainda mais vulneráveis a esses contaminantes.
• Estratégias de Mitigação:
  • Filtragem do Ar: Essencial para remover partículas. A norma recomenda eficiências específicas para ePM2.5, conforme ABNT NBR ISO 16890-1.
  • Pressurização Positiva: Manter uma pressão interna ligeiramente superior à externa (10 Pa a 20 Pa) ajuda a criar uma barreira, evitando a entrada de ar contaminado e gases prejudiciais no ambiente do data center.
• Monitoramento: Além de inspeções visuais dos filtros, a norma sugere o uso de “corpos de prova” (lâminas de cobre e prata expostas ao ambiente) para detectar a presença e quantificar a ação de contaminantes gasosos.

Além do Térmico: Outros Pilares da Infraestrutura de AC

A climatização de um data center não existe em um vácuo; ela interage e impacta outros sistemas críticos, além de influenciar o ambiente de trabalho e a segurança.

Conforto e Segurança Operacional: Ruído, Vibração e Iluminação

• Ruído: Equipamentos de climatização (chillers, torres de resfriamento, geradores) podem gerar ruído significativo. O projeto deve garantir que os níveis sonoros estejam em conformidade com as legislações locais e, mais importante, que não prejudiquem as atividades comerciais nem a comunicação da equipe dentro do data center.
• Vibração: A vibração gerada por equipamentos pesados (especialmente aqueles instalados em telhados ou pisos) pode ser prejudicial a alguns equipamentos de TIC, como unidades de disco, causando falhas prematuras. É crucial consultar as especificações dos fabricantes e realizar estudos da dinâmica de vibração do piso da instalação. Em zonas sísmicas, requisitos adicionais de reforço estrutural são mandatórios para a segurança e continuidade operacional.
• Iluminação: Embora pareça secundário, o sistema de iluminação deve atender às normas e legislações vigentes, garantindo um ambiente de trabalho seguro e confortável para os operadores.

Proteção Contra o Fogo: A Climatização como Aliada (ou Vilã)

O sistema de ar condicionado tem o potencial de ser um vetor de propagação de fumaça e fogo. Por isso, a ABNT NBR 17207 estabelece diretrizes rigorosas para mitigar esse risco:

• Compatibilização com Sistemas de Segurança Contra Incêndio: O projeto do sistema de ar condicionado deve ser totalmente compatível com as medidas de segurança contra incêndio da edificação, incluindo as compartimentações horizontal e vertical.
• Desativação e Ativação Seletiva: Em caso de incêndio, equipamentos que promovam a movimentação de ar em condições que desfavoreçam as rotas de fuga devem ser desativados. Por outro lado, aqueles que auxiliam na estratégia de proteção contra incêndio (como sistemas de exaustão de fumaça em rotas de fuga) devem ser mantidos ou ativados, alimentados por uma fonte de energia compatível com sistemas de segurança (ex: gerador).
• Registros Corta-Fogo e Fumaça: Todas as aberturas de dutos e passagens de tubulações através de barreiras corta-fogo devem ser protegidas por registros corta-fogo ou fumaça, que se fecham automaticamente para manter a integridade da barreira e conter a propagação do fogo e da fumaça.
• Materiais: Materiais isolantes térmicos e acústicos utilizados na climatização devem ser classificados quanto à reação ao fogo e à fumaça, em conformidade com a ABNT NBR 16626.

A Métrica da Excelência: Eficiência Energética e Resiliência

Um projeto eficaz não é apenas aquele que funciona, mas aquele que funciona bem, com mínimo consumo de recursos e máxima disponibilidade. A ABNT NBR 17207 reforça a importância dessas metas.

Medindo o Sucesso: KPIs da Eficiência Energética

A norma destaca a importância de acompanhar indicadores-chave de desempenho (KPIs) para a eficiência energética do resfriamento, alinhando-se com padrões internacionais da ISO/IEC 30134:

• PUE™ (Power Usage Effectiveness): O mais conhecido e utilizado globalmente, mede a eficácia com que a energia é utilizada no data center. Calcula a energia total da instalação dividida pela energia consumida pelos equipamentos de TIC. Um PUE próximo a 1,0 indica alta eficiência.
• WUE™ (Water Usage Effectiveness): Essencial para data centers que utilizam resfriamento evaporativo, mede a água consumida anualmente pela instalação dividida pela energia consumida pelos equipamentos de TIC. Ajuda a gerenciar o consumo hídrico, uma preocupação crescente.
• CER (Cooling Efficiency Ratio): Permite determinar rapidamente a eficiência do sistema de resfriamento, comparando o calor total removido com a energia elétrica utilizada para isso. É uma métrica direta da performance do sistema de climatização.

Para mais detalhes sobre as métricas de eficiência e sustentabilidade de data centers, consulte este artigo.

Confiabilidade em Primeiro Lugar: Redundância e Disponibilidade

A continuidade das operações é a prioridade máxima em um data center. A norma discute a “Classe de Disponibilidade” do projeto, um conceito que se assemelha e complementa os “Tiers” do Uptime Institute, focando na tolerância a falhas dos circuitos de atendimento:

• Classes 1 a 4:
  • Classe 1 (Circuito Único): Uma falha em qualquer componente pode resultar na interrupção do serviço.
  • Classe 2 (Circuito Único com Redundância): Falhas de dispositivos não derrubam o sistema, mas uma falha de todo o circuito de atendimento pode interromper.
  • Classe 3 (Múltiplos Circuitos de Atendimento): Permite manutenção planejada sem desligamento da carga, com múltiplos caminhos ativos para o resfriamento.
  • Classe 4 (Tolerante a Falhas): Projetado para que uma falha de qualquer elemento funcional ou circuito não resulte em desligamento da carga, mesmo durante manutenção.
• Conceitos de Redundância:
  • N+1: Significa o número “N” de componentes necessários para atender à carga, mais um componente extra de backup.
  • 2N: Representa dois sistemas completamente duplicados e independentes, cada um capaz de suportar a carga total.
  • 2N+1 ou 2(N+1): Níveis ainda mais altos de redundância, com componentes extras (N+1) em sistemas que já são duplicados (2N).
• O Papel Crítico do UPS: O Sistema de Energia Ininterrupta (UPS) isola o TIC de distúrbios de energia e mantém a alimentação até que os geradores entrem em operação. Contudo, a norma ressalta que o UPS, por si só, não pode manter o resfriamento por muito tempo (geralmente 15 a 20 minutos). É fundamental que o sistema de resfriamento para equipamentos críticos tenha autonomia, ou seja, um mesmo nível de redundância que o resfriamento da sala de TIC para sustentar a operação durante a transição para os geradores, ou até que um desligamento ordenado possa ser realizado.

“Um dos objetivos principais da redundância deve ser fornecer manutenibilidade simultânea com a operação.”

Conclusão: O Caminho para o Data Center do Futuro, Agora Normatizado

A ABNT NBR 17207, oficialmente publicada, é um documento técnico rico que reflete a complexidade e a criticidade dos sistemas de climatização em data centers modernos. Ela não apenas estabelece critérios e parâmetros técnicos, mas também provoca uma reflexão sobre a integração entre diferentes subsistemas, a imperatividade da eficiência e a necessidade inegável de resiliência.

Para profissionais como eu, que atuam na consultoria, auditoria e treinamentos em infraestrutura de data centers, esta norma se torna mais uma ferramenta poderosa e mandatória para guiar nossos clientes na construção e operação de ambientes de TI que sejam verdadeiramente de ponta. Acompanhar a evolução dessas diretrizes e aplicá-las no dia a dia é o que nos permite garantir que o “coração gelado” dos data centers pulse com força, eficiência e segurança, atendendo aos mais altos padrões nacionais e internacionais.

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