Presupuesto de potencia y refrigeración para un laboratorio de robótica e IA

La parte de cómputo de un laboratorio de robótica es la que se fotografía para la web. La toma de corriente de la pared es la que decide si todo lo demás funciona de verdad. La mayoría de los laboratorios que hemos visto «crecer hacia la IA» subestiman su carga eléctrica sostenida en un factor de dos aproximadamente, se enteran en el primer mes cuando salta un magnetotérmico durante un entrenamiento y pasan el trimestre siguiente recableando una sala que daban por terminada.

Este artículo es la versión presupuestaria de esa conversación, antes de que usted firme el alquiler o encargue el servidor. Cubre la lista completa de cargas (servidor, robots, estaciones de trabajo, red, iluminación), los cálculos de refrigeración que determinan si la sala puede seguir el ritmo, la instalación eléctrica que realmente necesita y una lista de comprobación para entregar al electricista antes de que taladre la pared.

Público: responsables de laboratorio, integradores y compradores en Europa que van a instalar uno o dos servidores de IA y un par de robots humanoides o cuadrúpedos en una única sala. Daremos por supuesta la realidad eléctrica europea de 230 V / 400 V en todo el texto. Los lectores norteamericanos pueden dividir por dos la mayoría de las tensiones y llegarán prácticamente a las mismas conclusiones.

La lista completa de cargas

Un laboratorio de robótica e IA tiene más dispositivos consumiendo energía de forma continua de los que calcula quien lo monta por primera vez. El cómputo es el titular; el resto es el cuerpo de la factura.

Conviene señalar algunas cosas antes de desarrollar un ejemplo:

• La especificación del cargador del G1 (54 V, 5 A ≈ 270 W) es mucho menor de lo que se suele suponer. Las plataformas humanoides mayores, de 70–130 kg, pueden consumir 1 kW o más de un cargador rápido; la regla general de «carga de humanoide = 1 kW» es conservadora, pero no descabellada. Compruebe la especificación real del cargador de su unidad.
• Las estaciones de trabajo no son «gratis». Un desarrollador con una 5090 en su sobremesa, haciendo inferencia y depuración en local, puede mantener 500 W. Cuatro desarrolladores son 2 kW continuos, comparable a un servidor de 4 GPU.
• La iluminación y los varios suman. Un laboratorio de 30 m² con buena iluminación de trabajo, tres impresoras y un banco de soldadura llega fácilmente a 1 kW antes de que aparezca el primer equipo de IA.

Ejemplo desarrollado: un servidor, dos humanoides, cuatro puestos

Una implantación realista: 1× servidor Kentino AI 256/8x, 2× robots humanoides en bases de carga, 4× estaciones de trabajo con monitores, equipamiento de red, iluminación y un pequeño banco de taller.

1× servidor Kentino AI de 8 GPU       ~ 4.5 kW
2× cargadores de humanoide (~1 kW c/u) ~ 2.0 kW   (se asumen plataformas grandes, conservador)
4× estaciones de trabajo (500 W c/u)  ~ 2.0 kW
8× monitores (50 W c/u)               ~ 0.4 kW
Equipamiento de red + AP              ~ 0.2 kW
Iluminación + varios                  ~ 0.6 kW
                                --------
Carga informática + laboratorio ~ 9.7 kW sostenidos

Redondee a ~10 kW sostenidos para la planificación. Esa cifra condiciona todas las demás decisiones de este artículo. Tenga en cuenta además que estos 10 kW suponen que ambos humanoides se cargan a la vez, cosa que ocurrirá si el equipo se organiza mal, y se organizará mal. Planifique para el caso en el que todo consume a la vez.

Como comparación: un laboratorio más pequeño con un único servidor de 4 GPU, un humanoide, dos puestos y el resto a escala reducida se queda en torno a 5–6 kW. Un laboratorio mayor con dos servidores de 8 GPU y una flota de cuatro robots alcanza sin problema los 18–20 kW. El «laboratorio de 10 kW» es el caso mediano que vemos en 2026.

Monofásico frente a trifásico: cuándo basta cada uno

Esta es la misma pregunta reducida a lo que importa en un laboratorio: ¿qué circuito aguanta la carga?

El laboratorio de 10 kW queda justo por encima del límite continuo del trifásico de 400 V y 16 A, lo que significa que una acometida trifásica de 16 A es teóricamente posible, pero no deja margen para el segundo servidor ni para un tercer humanoide. La respuesta correcta para un laboratorio de 10 kW en 2026 es una acometida trifásica de 400 V y 32 A con conector rojo de 5 polos IEC 60309 (CEE), repartida internamente en circuitos derivados monofásicos de 16 A en el cuadro de carga.

La elección del trifásico de 32 A no tiene que ver solo con la carga de hoy. Es el seguro más barato frente a la sorpresa de «hemos añadido un servidor». El sobrecoste de instalación entre 16 A y 32 A trifásicos es pequeño: el magnetotérmico, el conector y un cable algo más grueso. Rehacerlo doce meses después cuesta varias veces más, porque hay que pasar cable nuevo por paredes ya acabadas.

La trampa del «ya lo enchufo y listo»

Casi todos los laboratorios primerizos creen que el cableado existente de la sala servirá. Casi nunca sirve.

Una sala de oficina europea típica tiene uno o dos circuitos monofásicos de 16 A alimentando todas las tomas, a menudo compartidos con la iluminación en la misma línea del cuadro. Enchufe un servidor de 4 GPU (2.4 kW), un humanoide cargando (1 kW), dos estaciones de trabajo (1 kW), monitores y luces (300 W) y estará en 4.7 kW sobre un circuito de 3.7 kW teóricos / 2.95 kW continuos. El magnetotérmico salta en el primer entrenamiento sostenido. A veces salta a las 02:30 de un martes, cuando no hay nadie en el edificio, y el miércoles usted llega y descubre que el servidor se ha reiniciado a la fuerza tres veces durante la noche.

Esto se evita con quince minutos de previsión. Sume la carga, mire el magnetotérmico y decida si necesita llamar a un electricista antes de cursar el pedido del servidor. La visita del electricista cuesta unos cientos de euros; rehacer la instalación cuesta algunos miles, más un mes de retraso en el proyecto.

Hay una variante especialmente desagradable: el circuito aguanta la carga media, pero salta con los picos transitorios. Un servidor de 8 GPU con 5090 (4.5 kW sostenidos) puede dispararse hasta 6 kW durante decenas de milisegundos al cambiar de paso de entrenamiento. Un magnetotérmico monofásico de 32 A con curva B (7.4 kW continuos) absorbe esto sin problema. Uno de 16 A con curva C en el lado equivocado de un circuito muy cargado, no. Usted lo verá como «el servidor se reinicia solo cuando lanzamos un entrenamiento», y acabará diagnosticándolo un electricista con una pinza amperimétrica.

Climatización: cada kW que entra sale como calor

La primera regla física de un laboratorio de cómputo: toda la potencia eléctrica que mete en la sala acaba convertida en calor dentro de la sala. Un servidor de 4 kW es un calefactor de 4 kW con pasos adicionales. La climatización debe retirar ese calor al mismo ritmo o la temperatura de la sala subirá hasta que el equipo reduzca su rendimiento, las personas se marchen, o ambas cosas.

1 kW de calor  =  3,412 BTU/h
1 tonelada de refrigeración  =  3.517 kW  =  12,000 BTU/h

Para el laboratorio de 10 kW hay que retirar 10 kW de calor de forma continua. Eso son ~34,000 BTU/h, o unas 2.85 toneladas de refrigeración. Pero los equipos se especifican con una potencia nominal en condiciones concretas, y una sala con mal flujo de aire, sol en la pared sur y gente dentro pierde capacidad de refrigeración. La regla estándar de margen:

Capacidad de climatización  =  1.3 a 1.5 × carga informática + laboratorio

Para 10 kW de carga informática, instale entre 13 y 15 kW de capacidad de refrigeración. Redondee a un sistema de 15 kW. Parece excesivo hasta la primera tarde de julio a 35 °C, cuando la temperatura ambiente del edificio sube y su aire acondicionado nominal entrega el 80% de lo que indica la placa.

La norma ASHRAE TC 9.9 fija la envolvente térmica que sigue todo diseño de centro de datos. El rango recomendado actual es de 18–27 °C de bulbo seco en la entrada del servidor, con una humedad de 8 °C de punto de rocío hasta el 60% de HR y un techo de ≤ 80% de HR. La nueva clase H1 para IA/HPC de alta densidad lo estrecha a 18–22 °C. Para un laboratorio pequeño con GPU de gama prosumer (5090, 4090), la ventana más amplia de 18–27 °C es suficiente; apunte a 22 °C como punto de diseño y asuma que las tardes de verano pueden irse a 25 °C.

La humedad importa tanto como la temperatura, por dos motivos. Por debajo del 30% de HR aumenta el riesgo de descarga electrostática, mala noticia para quienes manipulan la electrónica de los robots y mala noticia para los sensores delicados. Por encima del 80% de HR aumenta el riesgo de condensación en superficies frías y la corrosión se acelera a largo plazo. Apunte a un 40–60% de HR durante todo el año. La mayoría de los equipos de aire acondicionado split no gestionan activamente la humedad; para un laboratorio en un clima costero húmedo, merece la pena un deshumidificador dedicado o una unidad de clase CRAC que sí lo haga.

Opciones de refrigeración: portátil, split o CRAC

La recomendación honesta según el tamaño del laboratorio:

• Menos de 5 kW de carga informática: un buen portátil de doble tubo puede sacarle del apuro, pero un único split de pared es más limpio, más silencioso y cuesta prácticamente lo mismo una vez se tiene en cuenta la peor eficiencia del portátil a lo largo de un par de años.
• 5–15 kW de carga informática: split de pared o de cassette, dimensionado a 1.3–1.5× la carga informática. Este es el punto óptimo para un laboratorio de una sola sala. Un sistema split de 15 kW es una única unidad exterior con compresor y una o dos unidades interiores.
• 15–40 kW de carga informática: sistema multisplit o paso a un CRAC pequeño. A esta escala empieza a interesar el control de humedad y hay que pensar en serio en la redundancia (fallo de un compresor = sin refrigeración = apagado térmico en 20 minutos bajo carga).
• Más de 40 kW de carga informática: unidad CRAC dedicada o circuito de agua refrigerada; en ese punto usted gestiona una pequeña sala de servidores, no un laboratorio. Eso queda fuera del alcance de este artículo.

El aire acondicionado portátil merece una advertencia específica. Las unidades portátiles de un solo tubo toman aire frío del interior de la sala, expulsan el calor por el tubo y aspiran aire de reposición del resto del edificio (o del exterior, por donde haya fugas). Eso las hace netamente ineficientes: por cada 1 kW de refrigeración entregado, dejan entrar de vuelta ~0.3–0.5 kW de aire caliente. Además son lo bastante ruidosas como para hacer desagradable un espacio de trabajo. Úselas como solución provisional, no como plan.

Flujo de aire: la disciplina de delante hacia atrás en el rack importa

La climatización lleva aire frío a la sala; el rack lo convierte en trabajo útil. La cuestión mecánica es si el aire frío llega realmente a las entradas de las GPU antes de mezclarse con el aire caliente de escape.

La convención estándar es el flujo de aire de delante hacia atrás en el rack: el aire frío entra por la parte frontal del rack, atraviesa los servidores y sale por la trasera. Los servidores Kentino AI siguen esta convención con 3× entradas frontales de 120 mm y 1× extracción trasera de 120 mm por chasis, dimensionadas para carga sostenida 24/7 con ventiladores industriales. Es la misma convención que usa cualquier sala de servidores, y por el mismo motivo: permite separar el suministro frío del retorno caliente.

En un centro de datos serio, el suministro frío y el retorno caliente se separan físicamente mediante confinamiento de pasillos: paneles, cortinas o cerramientos completos alrededor de las filas de racks. En un laboratorio pequeño con uno o dos racks contra la pared normalmente no se puede construir un confinamiento completo de pasillo caliente, pero sí la versión sencilla:

• Los frontales de los servidores miran a la fuente de aire frío (la salida del split o la puerta que da a una sala más fresca).
• Las traseras de los servidores miran al recorrido de retorno caliente (una pared, idealmente con el retorno del aire acondicionado arriba en esa misma pared).
• Ningún equipo con toma de aire lateral o superior mezclado en el rack. (Esto descarta los sobremesas de oficina apilados encima del rack, algo que hemos visto más de una vez.)

Sin separación, el suministro frío se mezcla con el escape caliente antes de llegar al rack, la capacidad efectiva de refrigeración cae entre un 15 y un 25% y las GPU se van calentando poco a poco a lo largo de la tarde. Los estudios sobre confinamiento en centros de datos muestran una reducción del 20–25% en el consumo de los ventiladores y del 20% en el de las enfriadoras cuando se añade un confinamiento adecuado. La versión a escala de laboratorio del mismo principio: no deje que el aire se mezcle donde no tiene por qué hacerlo.

Consideraciones sobre baterías y carga

Un robot cargando no es una carga constante. El cargador consume casi su potencia nominal durante el primer 70–80% del ciclo de carga y después baja. Un humanoide que vuelve de una sesión de entrenamiento con un 20% de batería y se enchufa consume la potencia completa del cargador durante una o dos horas, y luego sigue a goteo otra hora más.

Dos implicaciones:

1. El consumo del cargador compite con el del servidor. Si su circuito aguanta el servidor solo, pero está dimensionado justo al 80% del magnetotérmico, enchufar un robot a plena carga le hace superarlo. El cálculo del laboratorio de 10 kW anterior suponía ambos robots cargando a la vez; si su realidad es «cargar un robot mientras se entrena», puede recortar un kW del presupuesto. Si su realidad es «cargar los dos robots al final de cada jornada mientras corre un entrenamiento largo toda la noche», no puede.
2. Escalone o sobredimensione. La respuesta limpia es sobredimensionar el circuito. La barata es escalonar la carga con una programación de tomas en una PDU conmutada: el robot A carga de 18:00 a 22:00, el robot B de 22:00 a 02:00 y el entrenamiento dispone del circuito completo entre medias. La respuesta de la programación por PDU es frágil porque las personas se olvidan de enchufar los robots; la del sobredimensionado es la que recomendamos.

Un matiz más sutil: los robots tienen sus propias baterías, así que un corte de unos minutos no es un problema para el robot. Casi nunca hace falta respaldar los cargadores de los robots con un SAI: el robot sigue vivo con su batería y la carga se reanuda sin más cuando vuelve la corriente. El presupuesto de SAI es para el servidor, no para la flota.

Dimensionado del SAI

El servidor es la parte que usted no puede permitirse perder por un microcorte o un corte breve. Un apagado ordenado desde un entrenamiento sostenido lleva un par de minutos. Una acometida inestable (cae a 0 V durante 200 ms, vuelve, cae de nuevo 30 segundos después) lleva más.

Especifique siempre topología online de doble conversión para cómputo de IA. Los SAI línea-interactivos tienen un tiempo de transferencia de 4–10 ms al pasar a batería: suficiente para estaciones de trabajo de oficina, a veces catastrófico para un servidor de inferencia en mitad de un kernel CUDA. Esos 4 ms no bastan para tumbar todo el hardware, pero sí para que hayamos visto entrenamientos colgados que exigían un reinicio forzado. La doble conversión tiene un tiempo de transferencia nulo porque la carga está siempre en el inversor; la batería se limita a convertirse en la fuente de continua.

Un error habitual: infradimensionar el SAI para el pico transitorio. Un SAI de 3 kVA delante de un servidor de 2.5 kW sostenidos con picos transitorios de 3 kW pasará a bypass justo cuando más lo necesitaba. Dimensione el SAI para la envolvente de transitorios, no para la media sostenida. Es la misma lógica que el dimensionado de la fuente de alimentación en W04.

Los robots, como ya se ha dicho, no necesitan SAI. Reserve el presupuesto de kVA para el cómputo.

Instalación eléctrica concreta para el laboratorio de 10 kW

Lo que recomendamos, de principio a fin, para un laboratorio de robótica e IA de 10 kW en una instalación nueva:

Subcuadro de laboratorio trifásico de 32 A repartido en seis circuitos derivados monofásicos de 16 A equilibrados: las fuentes del servidor en fases distintas, la climatización aislada y los cargadores de robots en su propio magnetotérmico.

Notas sobre esta distribución:

• El trifásico de 32 A en el subcuadro del laboratorio es la alimentación principal. A partir de ahí salen circuitos monofásicos de 16 A de cada fase, repartidos de forma equilibrada.
• Circuitos de servidor dedicados, uno por fuente. El servidor de doble fuente tiene sus dos cables en dos fases distintas, con la misma lógica que el cableado de suministro repartido en una PDU trifásica.
• El circuito del cargador de humanoide es independiente del servidor. Que se enchufe un robot no altera el entorno eléctrico del servidor.
• La climatización, en su propio circuito. La corriente de arranque del compresor es considerable; compartirlo con el circuito del servidor es buscarse disparos inoportunos.
• Diferencial de tipo B. Las fuentes conmutadas con PFC tienen pequeñas componentes de fuga en continua que pueden engañar a los diferenciales de tipo AC. El tipo B es la respuesta correcta; el tipo A es aceptable en circuitos más pequeños.

Es un trabajo de un día para un electricista certificado en un edificio que ya tenga trifásico en el cuadro general. En un edificio con solo suministro monofásico, puede que la compañía eléctrica tenga que ampliar la acometida, lo que añade semanas. Compruebe el cuadro antes de firmar el alquiler.

La valoración honesta

La mayoría de los laboratorios subestima sus necesidades de potencia y refrigeración en torno a 2×. El patrón es constante: alguien diseña la sala en torno al servidor que compra hoy, olvida el segundo servidor que querrá dentro de un año, infradimensiona la refrigeración porque el comercial citó los kW de placa y se salta el SAI porque «tenemos red eléctrica, no pasa nada».

El coste de hacerlo bien a la primera —tirar una acometida trifásica de 32 A, instalar un split de 15 kW y poner un SAI de doble conversión de 8 kVA delante del servidor— se sitúa en la franja de 8.000 a 15.000 € para un laboratorio de 10 kW. El coste de hacerlo mal es aproximadamente la misma cifra, más un trimestre de retraso, más el desgaste de credibilidad que supone decirle al equipo «hoy el servidor no funciona». Hemos visto la versión equivocada más veces que la correcta.

Planifique para 1.5× su carga actual. Trate la carga actual como el suelo, no como el techo. El sobrecoste de subir un escalón de magnetotérmico en la instalación es pequeño. El de rehacer la instalación es grande.

Esto forma parte de la Kentino Wiki, una serie de referencia sobre cómputo de IA, robótica y los sistemas que los conectan. Comentarios y correcciones bienvenidos en info@kentino.com.