Infraestructura física del datacenter (4/4): el SAI y el ride-through

Mon, 22 Jun 2026 17:00:00 +0200

Cerramos la serie con el componente que hemos ido prometiendo en cada artículo: el SAI (sistema de alimentación ininterrumpida, o UPS). Es el velocista de la cadena de energía. Mientras el generador es el fondista que sostiene la instalación durante horas y la conmutación es el árbitro que decide la fuente, el SAI cubre el instante más crítico de todos: los segundos que transcurren entre que la red parpadea y el generador toma el relevo. Sin él, ninguna de las piezas anteriores sirve, porque el corte ya habría tumbado la carga antes de que el generador llegara a arrancar.

El puente de los diez segundos

Recordemos la secuencia que vimos en el primer artículo. Cuando se va la red, el generador necesita arrancar, alcanzar su velocidad y tensión nominales y aceptar la carga; la norma NFPA 110, para los sistemas de Nivel 1 y Tipo 10, le da hasta 10 segundos para todo eso, arrancando en frío, sin precalentamiento. Durante esos 10 segundos —y los pocos más que tarda la conmutación en transferir— la carga no puede quedarse sin energía. Quien la sostiene es el SAI.

Esa es su función primaria: el ride-through, el puente. Pero no es la única. Un SAI online hace además de filtro permanente: aísla la carga de las anomalías de la red —huecos de tensión, sobretensiones, transitorios, armónicos, variaciones de frecuencia— y entrega una onda limpia y regenerada en todo momento. Acondiciona tanto como respalda. Por eso el SAI es el velocista y el guardián de la calidad de la energía que llega a los servidores.

Merece la pena subrayar que la inmensa mayoría de las “intervenciones” del SAI no son cortes totales de red, sino microincidencias: huecos de tensión de unos pocos ciclos provocados por una maniobra en la red, el arranque de una gran carga vecina o una falta lejana que la compañía despeja en milisegundos. Esas perturbaciones, demasiado breves para que arranque el generador, son justo las que el SAI absorbe sin que nadie se entere, y son cientos de veces más frecuentes que un apagón real. El SAI, por tanto, trabaja a diario aunque la red “no se haya ido” nunca: su valor no está solo en el corte dramático, sino en el goteo constante de imperfecciones que filtra.

La consecuencia de este papel acotado es contraintuitiva: el SAI tiene muy poca autonomía a propósito. Como solo debe cubrir el arranque del generador, sus baterías se dimensionan para 5 a 15 minutos, no para horas. Tener más sería caro e inútil: el fondista es el generador, y pedirle al velocista que corra un maratón es malgastar dinero y espacio en baterías que nunca harán falta.

Las topologías: VFI, VI y VFD

La norma IEC 62040-3 clasifica los SAI estáticos según cuánto aísla la salida de las anomalías de la entrada, y conviene conocer las tres clases:

La VFI (Voltage and Frequency Independent), conocida como online de doble conversión, es el estándar de la misión crítica. La energía pasa siempre por dos conversiones —rectificador de alterna a continua, e inversor de continua a alterna—, de modo que la salida es totalmente independiente de lo que ocurra en la entrada: la carga vive sobre una onda fabricada de nuevo. Es la topología de Tier III y IV.

La VI (Voltage Independent), o line-interactive, regula las variaciones de tensión con un transformador o un AVR, pero deja pasar la frecuencia de entrada. Es más eficiente y más barata, adecuada para cargas menos exigentes o entornos de borde.

La VFD (Voltage and Frequency Dependent), o standby/offline, no regula nada en operación normal: la carga va directa a la red y el SAI solo entra al fallar. Es la del ordenador de casa, no la de un datacenter.

Existe además la delta-conversión, una topología online que desvía buena parte de la potencia directamente de entrada a salida y solo procesa la diferencia, ganando eficiencia en régimen permanente mientras conserva el comportamiento de un online ante un fallo.

El cuadro resume cuándo usar cada una:

Topología	Clase IEC 62040-3	Aislamiento	Eficiencia típica	Uso
Online doble conversión	VFI	Total (tensión y frecuencia)	97-98,1 %	Misión crítica, Tier III/IV
Delta-conversión	VFI	Total ante fallo	~98 %	Misión crítica con foco en eficiencia
Line-interactive	VI	Solo tensión	Alta	Cargas medias, borde
Standby / offline	VFD	Ninguno en normal	Muy alta	No apto para datacenter

El gran reproche histórico a la doble conversión era su eficiencia: procesar toda la energía dos veces cuesta pérdidas. Pero ese argumento ha envejecido. Los equipos de 2025 alcanzan cifras que antes eran impensables: el Riello Multi Power2, con semiconductores de carburo de silicio, declara hasta un 98,1 % en doble conversión; el Vertiv Liebert APM2, hasta un 97,5 %; y la gama modular de Schneider, en torno al 99 % con sus modos de alta eficiencia. La penalización de la doble conversión, que en la documentación antigua se cifraba en torno al 92 %, es hoy historia.

El eco-mode: el último punto de eficiencia

Aun así, queda un escalón más. En el eco-mode (o modo de alta eficiencia), el SAI alimenta la carga directamente por el bypass, sin pasar por el rectificador ni el inversor en operación normal, y se reserva la doble conversión para cuando la red falla. Así la eficiencia sube al 98-99 %. En una instalación 2N, donde hay el doble de equipo, ese par de puntos de eficiencia se traduce en un ahorro energético —y de PUE— muy real.

El problema clásico del eco-mode es el instante del fallo: al detectar la anomalía, el SAI tiene que transferir de bypass a doble conversión, y ese cambio tarda entre 1 y 16 milisegundos, durante los cuales la carga queda momentáneamente expuesta a la red defectuosa. Es la misma ventana de tolerancia del servidor que vimos en el artículo de conmutación, y por eso el riesgo es real aunque acotado: un servidor típico aguanta esos milisegundos, pero un transitorio desafortunado —una sobreintensidad al restablecerse la tensión tras un hueco— puede disparar protecciones. Por eso los operadores de misión crítica fueron históricamente reacios. La respuesta de los fabricantes ha sido el eco-mode avanzado —multimodo, predictivo, con nombres comerciales como eConversion de Schneider o Dynamic Online de Vertiv— que mantiene la clasificación de prestaciones Clase 1 (la misma que la doble conversión) eliminando buena parte del riesgo de la transferencia. La presión de los costes operativos está empujando su adopción, antes impensable en cargas críticas.

El volante de inercia: respaldo sin baterías

No todo el ride-through se hace con baterías. El SAI de volante de inercia (flywheel) almacena la energía de forma cinética: un rotor gira a gran velocidad —de 3000 a 10.000 revoluciones por minuto— y su inercia entrega potencia durante la interrupción. Su autonomía es de 10 a 30 segundos, que parece poco hasta que recordamos que esos son, exactamente, los segundos que tarda el generador en arrancar. Para hacer de puente al generador, sobra.

Sus ventajas son elocuentes: sin baterías, no hay mantenimiento de baterías, ni sustituciones periódicas, ni gestión térmica de un banco químico, ni el riesgo asociado; ocupa mucho menos espacio y tolera un rango de temperatura amplio, con una eficiencia que llega al 98 %. Su límite es la autonomía corta, por lo que a menudo se combina con baterías en sistemas híbridos: el volante absorbe los eventos cortos y frecuentes —los más numerosos— y la batería aporta la autonomía para los pocos cortes que se prolongan. Esta combinación, como veremos, encaja especialmente bien con el perfil pulsante de las cargas de IA.

Esa idoneidad para la IA no es casual. La mayoría de los eventos de calidad de red son brevísimos —huecos de tensión de pocos ciclos— y no requieren autonomía, solo respuesta instantánea; un volante (o, en la misma línea, un supercondensador) los encaja sin gastar un solo ciclo de batería. Como las baterías sufren con los ciclos frecuentes, descargar el volante para los eventos cortos y reservar la batería para los cortes largos alarga la vida del banco químico y reduce su mantenimiento. El propio Uptime Institute señala que los fabricantes investigan volantes, supercondensadores y químicas avanzadas precisamente para tolerar mejor las descargas y recargas frecuentes, cortas y de alta potencia que imponen las cargas de IA. El velocista de la cadena, en la era de la IA, necesita además ser un sprinter de recuperación rápida.

Las baterías: el plomo cede ante el litio

Cuando hay baterías, la gran transición de 2025-2026 es la del plomo al litio. Las baterías VRLA de plomo-ácido, el estándar durante décadas, están cediendo terreno al litio-ferrofosfato (LFP) a una velocidad notable: el litio ya copa en torno al 40 % de las instalaciones de respaldo de datacenter, y hasta el 55 % en los hiperescalares.

Las razones son contundentes. El litio LFP tolera un rango térmico más amplio, aguanta muchos más ciclos —del orden de 3000 frente a los 200-500 del plomo— y eso extiende su vida de servicio a 12-15 años frente a los 3-6 del VRLA. Ocupa menos espacio, se recarga más rápido y, pese a su mayor coste inicial, ofrece un coste total de propiedad a diez años en torno a un 39 % menor. Se prefiere la química LFP precisamente por su estabilidad térmica y su resistencia al thermal runaway, y siempre va acompañada de un sistema de gestión de batería (BMS) que la vigila. Como opción intermedia persiste el plomo puro de placa fina (TPPL), que recarga más rápido que el VRLA clásico y alcanza vidas largas, atractivo en ciertos perfiles de coste y en bajas temperaturas.

Hay un dato que conecta directamente las baterías con nuestro mundo: en los ensayos de Schneider con perfiles reales de hiperescalar, por encima del 110 % de carga las baterías de plomo tienen dificultades con los cambios de alta frecuencia, mientras que el litio los gestiona sin problema. Dicho de otro modo, el perfil oscilante de la IA no solo favorece al litio: casi lo exige.

El cambio al litio no está exento de consideraciones. La densidad de energía que lo hace atractivo es también la que obliga a tratarlo con respeto: aunque la química LFP es mucho más estable que las NMC de los vehículos eléctricos y resiste mejor el thermal runaway, un banco de baterías de litio de varios MWh concentra mucha energía en poco espacio, lo que ha llevado a normativa específica de detección y supresión de incendios y a un diseño cuidadoso de la sala. El BMS no es un accesorio: vigila cada celda, equilibra la carga y desconecta ante una anomalía, y su fiabilidad es parte de la fiabilidad del SAI. Frente a esto, el atractivo del plomo puro de placa fina (TPPL) como peldaño intermedio es que mantiene la familiaridad operativa y de seguridad del plomo mientras recorta sus mayores defectos. La elección entre litio y plomo, en definitiva, no es solo de coste por kWh: es de coste total, de espacio, de seguridad y de cómo encaja con el perfil de carga.

Dimensionar: poco tiempo, factor de potencia unidad

El dimensionamiento de un SAI tiene dos peculiaridades. La primera, ya mencionada, es la autonomía corta: como solo hay que cubrir el arranque del generador (unos 30 segundos) más su estabilización (un par de minutos), basta un mínimo de unos 5 minutos, y se recomiendan 10-15 con margen. La autonomía de la batería se calcula, en esencia, como la energía almacenada dividida por la potencia demandada:

$$t_{\text{autonomía}} = \frac{E_{\text{batería}}}{P_{\text{carga}}}$$

La segunda peculiaridad es el factor de potencia. Como vimos en el primer artículo, la potencia aparente y la activa se relacionan por el factor de potencia, y los SAI antiguos, especificados a 0,8, “dejaban varada” hasta una quinta parte de su capacidad nominal. Los SAI modernos de datacenter operan a factor de potencia unidad: entregan todos sus kVA como kW útiles. Es una mejora silenciosa pero importante a la hora de calcular cuánta carga real soporta un equipo. Y el dimensionamiento del SAI no termina en sí mismo: el generador, aguas arriba, tiene que ser capaz de alimentar la carga del SAI más la recarga de sus baterías, otra coordinación que el primer artículo ya anticipaba.

Un ejemplo aterriza el cálculo. Para sostener una carga de 500 kW durante 12 minutos hace falta almacenar del orden de 100 kWh de energía útil en las baterías (500 kW por 0,2 horas), más los márgenes por envejecimiento, profundidad de descarga y eficiencia del inversor, que en la práctica elevan bastante esa cifra. Parece mucho para “solo” 12 minutos, pero recuérdese que la autonomía corta es deliberada: si el generador no ha arrancado en ese tiempo, el problema ya no es el SAI sino el generador, y por eso ambos se ensayan juntos. La tentación de “comprar más baterías por si acaso” suele ser mal negocio: encarece, ocupa y no resuelve el escenario que de verdad importa, que es que el fondista arranque.

La arquitectura modular

La forma de construir un SAI ha cambiado tanto como su química. El SAI modular —bloques de potencia intercambiables en caliente (hot-swap)— ha desplazado al monolítico porque permite crecer y añadir redundancia de forma incremental, pagando a medida que se crece, y mantener o sustituir un módulo sin apagar el sistema (Schneider lo llama Live Swap). Internamente ofrece redundancia N+1: si un módulo falla, los demás asumen su carga sin que el sistema caiga.

A nivel de sistema completo, las configuraciones reproducen la nomenclatura de redundancia que vimos en el primer artículo, aplicada al SAI: desde capacity (sin redundancia) hasta el 2N (dos sistemas independientes, cada uno capaz del 100 %, equivalente a disponibilidad Tier IV), pasando por el redundante en paralelo (N+1), el redundante aislado o catcher (un SAI de reserva que recoge la carga si otro falla) y el redundante distribuido. En la arquitectura de doble vía, cada vía A y B tiene su propio SAI, y los STS que vimos en el artículo anterior transfieren entre sus salidas para las cargas que lo necesitan. Todas las piezas de la serie encajan aquí.

Conviene entender el matiz de cada configuración, porque define coste y comportamiento ante un fallo. El redundante en paralelo (N+1) reparte la carga entre varios SAI que comparten un bus; si uno cae, los demás absorben su parte, pero todos sirven a la misma carga, de modo que un fallo en el bus común los afecta a todos. El redundante aislado o catcher mantiene un SAI de reserva en espera que “atrapa” la carga de cualquier sistema principal que falle, una solución eficiente cuando hay varios sistemas que proteger con un único respaldo. El 2N es el más robusto y el más caro: dos sistemas que no comparten absolutamente nada, cada uno dimensionado al 100 %, de manera que ni siquiera un fallo de bus puede afectar a ambos. La elección, como toda la redundancia, es un equilibrio entre el coste de duplicar y el coste de la indisponibilidad —el mismo cálculo que recorre toda esta serie—.

El mercado acompaña esta evolución. Los lanzamientos recientes —el Eaton 93PM de nueva generación con litio, las gamas Galaxy VL y VXL de Schneider, el Riello Multi Power2 con carburo de silicio— comparten tres rasgos: modularidad, litio y eficiencias por encima del 97 % en doble conversión. El mercado de SAI para datacenter se mueve, según los analistas, entre los 4000 y los 9000 millones de USD en 2025 con crecimientos anuales de un dígito alto, empujado precisamente por la demanda de la IA.

El reto de la IA: cargas que pulsan

Y llegamos al desafío que está reescribiendo el diseño del SAI, y que resume por qué esta serie importa para una factoría de inferencia. Las cargas de IA no son constantes: pulsan. En un clúster de entrenamiento, miles de GPU consumen casi al unísono siguiendo los pasos del cómputo, y la potencia oscila cada uno o dos segundos. El análisis del Uptime Institute de finales de 2025 pone cifras: en el peor caso, la diferencia entre el mínimo y el máximo de consumo puede superar el 100 % a nivel de sistema —la carga se duplica en milisegundos— y con el hardware más reciente los saltos llegan al 150 %, con sobrepicos de más del 10 % por encima de la especificación. En racks GB200 NVL72 se han observado subidas súbitas de 60-70 kW a más de 150 kW, por encima incluso de los 132 kW de especificación máxima.

El SAI es el primer equipo que encaja ese estrés, y si no está diseñado para ello puede producirse una caída de carga. Schneider ensayó su gama Galaxy con perfiles reales de hiperescalar a 40 °C y la hizo soportar del 1 al 100 % sin caídas, hasta 10 minutos de sobrecarga al 125 % y un minuto al 150 %. El Uptime, por su parte, recomienda mitigaciones concretas: mezclar las cargas de IA con cargas más estables y compartir generadores para amortiguar las fluctuaciones; elegir configuraciones de SAI con más capacitancia y mayor redundancia —incluso N+2— para absorber los picos; y apoyarse en las herramientas de suavizado de potencia del propio acelerador, como el power smoothing que NVIDIA incorpora en Blackwell. Y los fabricantes investigan supercondensadores, químicas avanzadas y volantes de inercia precisamente porque toleran mejor que una batería convencional las descargas y recargas frecuentes, cortas y de alta potencia que caracterizan a la IA.

Conviene detenerse en por qué el SAI es el primer afectado. Cuando miles de GPU pasan de su consumo mínimo al máximo en un milisegundo, esa demanda súbita la tiene que cubrir alguien al instante, y ese alguien es el SAI, porque ni la red ni el generador reaccionan tan rápido. Si el SAI no está diseñado con suficiente capacitancia y margen, su tensión de salida cae ante el escalón y puede arrastrar a la carga. Por eso el Uptime Institute recomienda, para cargas de IA, configuraciones con más redundancia —incluso N+2 en lugar de N+1— no tanto por tolerancia a fallos como por capacidad de absorber los picos sin sobrecargar repetidamente los módulos. Es un cambio de mentalidad: la redundancia del SAI deja de dimensionarse solo contra el fallo y pasa a dimensionarse también contra la dinámica de la carga. Y aguas arriba, el generador —que reacciona aún más despacio— es el eslabón más estresado por estas oscilaciones, lo que lleva a recomendaciones como mezclar cargas de IA con cargas estables y compartir generación para amortiguar.

La densidad añade una vuelta de tuerca: con racks que escalan de 100 kW hacia 600 kW y se discute el megavatio, los SAI de baja tensión tradicionales llegan a su techo, y emergen arquitecturas de SAI en media tensión y sistemas centralizados de SAI con baterías a escala de red (BESS). Esa convergencia entre el SAI y el almacenamiento de red abre además un papel nuevo: el SAI como recurso que presta servicios a la red eléctrica —recorte de picos, regulación de frecuencia, reserva—, difuminando la frontera entre el respaldo del datacenter y la propia red. Un banco de baterías que pasa el 99,9 % del tiempo esperando un corte que casi nunca llega es un activo caro e inmóvil; convertirlo en un recurso que recorta picos de consumo o vende reserva a la red mientras no hace falta para el respaldo cambia su ecuación económica. Fabricantes como Vertiv ya ofrecen sistemas de almacenamiento de grado utility integrados con el datacenter para este doble uso. El reto es que el SAI nunca debe comprometer su misión primaria —estar disponible para el corte— por prestar servicios a la red; el diseño tiene que garantizar que siempre quede reservada la energía necesaria para el ride-through. Conviene no perder de vista, eso sí, los riesgos sistémicos que esto introduce: durante un fallo menor de red en Virginia en 2025, varios datacenters se desconectaron a la vez y provocaron una caída de 1,5 GW, un recordatorio de que, a esta escala, la infraestructura física del datacenter ya es infraestructura crítica de la red.

Para llevarse a casa, y cierre de la serie

El SAI es el velocista que cubre el puente de los diez segundos hasta que arranca el generador, y a la vez el guardián que entrega energía limpia en todo momento. Se dimensiona con poca autonomía a propósito, se construye cada vez más modular y con litio, y se enfrenta a un reto nuevo y formidable: las cargas pulsantes de la IA, que lo convierten en la primera línea de defensa frente a oscilaciones que duplican la carga en milisegundos.

Y como en cada uno de los artículos anteriores, la conclusión vuelve a la operación: un SAI se elige bien por su topología y su química, pero se gana su sueldo cuando, llegado el corte, transfiere sin un parpadeo. Eso exige probar las baterías —descargarlas de verdad, medir su autonomía real, no fiarse de la edad nominal—, ensayar la transferencia coordinada con el generador, y vigilar cada celda con el BMS. Un banco de baterías que nadie ha descargado bajo carga es, como el generador que nadie ha probado, una promesa sin verificar. La cadena de energía entera, de la acometida al chip, es tan fuerte como su eslabón menos ensayado.

Con esto cerramos la serie de infraestructura física. Empezamos por la cadena de energía completa, de la acometida al rack; seguimos por los generadores que sostienen la instalación cuando se va la red; vimos la conmutación que arbitra entre fuentes; y terminamos con el SAI que cubre el instante crítico. Cuatro eslabones de una misma cadena cuya conclusión es siempre la misma: en una factoría de inferencia, las GPU son el activo caro y visible, pero es la infraestructura eléctrica —silenciosa, sin glamour, medida en megavatios y milisegundos— la que decide si ese activo trabaja o se apaga. Diseñarla bien, dimensionarla con holgura para los transitorios de la IA y, sobre todo, ensayarla sin descanso, es lo que separa una factoría que cumple su SLA de una que aprende por las malas el día del primer corte.

Ver también

Fuentes

EarthSafe / Cummins, The 10-second start — NFPA 110 Type 10 — https://www.earthsafe.com/sites/default/files/pdf/esrf-cummins-life-safety-gen-10-second-start.pdf
Fuji Electric, Classification of UPS (IEC 62040-3) — https://www.india.fujielectric.com/resources/technical-guide/classification-of-ups
DCD, Exploring Static UPS systems — https://www.datacenterdynamics.com/en/analysis/exploring-static-ups-systems/
DCD, Riello UPS Modular Multi Power2 raises efficiency — https://www.datacenterdynamics.com/en/product-news/riello-upss-modular-multi-power2-raises-efficiency-to-unparalleled-heights/
Vertiv, Dynamic Online UPS — https://www.vertiv.com/en-anz/solutions/dynamic-power/dynamic-online-ups/
Schneider Electric, eConversion high-efficiency UPS mode — https://www.se.com/ww/en/work/products/product-launch/econversion-high-efficiency-ups-mode/
Consulting-Specifying Engineer, Evaluating UPS system efficiency — https://www.csemag.com/evaluating-ups-system-efficiency/
Industrial Monitor Direct, Flywheel UPS vs Battery — https://industrialmonitordirect.com/blogs/knowledgebase/resolving-industrial-power-outages-with-flywheel-ups
Introl, UPS & Battery Systems for AI Data Centers (2025) — https://introl.com/blog/ups-battery-systems-lithium-ion-ai-data-center-2025
Vertiv, EnergyCore Lithium-Ion Battery Cabinet — https://www.vertiv.com/en-us/products-catalog/critical-power/uninterruptible-power-supplies-ups/vertiv-energycore-lithium-ion-battery-cabinet/
EnerSys, Why Modern Data Centers Need a New Approach to UPS Batteries (TPPL) — https://www.enersys.com/en/blog-articles/why-modern-data-centers-need-a-new-approach-to-ups-batteries/
Schneider Electric, AI-tolerant UPSs: first line of defense — https://blog.se.com/datacenter/2025/05/20/ai-tolerant-ups-first-line-defense-data-center-resilience/
Schneider Electric, Comparing UPS System Design Configurations (WP) — https://download.schneider-electric.com/files?p_Doc_Ref=SPD_SADE-5TPL8X_EN
Uptime Institute, Electrical considerations with large AI compute (2025) — https://journal.uptimeinstitute.com/electrical-considerations-with-large-ai-compute/
Vertiv, EnergyCore Grid utility-grade BESS — https://www.vertiv.com/en-us/about/news-and-events/corporate-news/vertiv-launches-utility-grade-energy-storage-system-to-accelerate-data-center-interconnection-and-grid-resilience-in-north-america/
MarketsandMarkets, Data Center UPS Market — https://www.marketsandmarkets.com/PressReleases/data-center-ups.asp

UPS on lo0 — Blog Técnico