Engenharia de Data Centers e Infraestrutura Digital

Analisar os problemas éticos atuais, privilegiando controvérsias relacionadas às atividades profissionais. Ao final, os alunos serão capazes de tomar decisões responsáveis e sustentáveis, de acordo com princípios éticos.

Fundamentos de eletricidade necessários à compreensão da infraestrutura elétrica de Data Centers. Grandezas elétricas e unidades; tensão, corrente, resistência, impedância, potência e energia; Lei de Ohm e relações fundamentais de circuitos elétricos; corrente contínua e alternada, frequência e valor eficaz (RMS); circuitos monofásicos e trifásicos; ligações estrela e triângulo e relações entre tensões de fase e de linha; potência ativa, reativa e aparente, fator de potência e defasagem; rendimento e perdas; carga instalada, demanda, demanda máxima, fator de demanda e fator de carga; capacidade e carregamento de circuitos; queda de tensão; conceitos introdutórios de curto-circuito, sobrecarga e proteção elétrica; fundamentos de aterramento, neutro e equipotencialização; introdução à qualidade de energia e harmônicas; leitura e interpretação básica de diagramas unifilares. Aplicação dos conceitos às cargas de TI e de missão crítica, incluindo a relação entre potência elétrica consumida, energia e geração de carga térmica em Data Centers.

Fundamentos de termodinâmica, transferência de calor, psicrometria e mecânica dos fluidos aplicados a Data Centers. Energia, calor e temperatura; balanço energético; calor sensível e latente; condução, convecção e radiação; pressão, vazão e perda de carga; umidade relativa e propriedades básicas do ar úmido; relação entre potência elétrica consumida por equipamentos de TI, carga térmica e necessidade de remoção de calor.

Normas e referenciais internacionais aplicáveis a Data Centers, incluindo ANSI/TIA-942-C, ISO/IEC 22237 e conceitos de classificação de disponibilidade. Arquitetura física, white space, salas técnicas, áreas de apoio, modularização e compatibilização interdisciplinar. Segurança física e patrimonial, detecção e combate a incêndio, rotas e segregações, infraestrutura passiva, conectividade física e requisitos construtivos para ambientes de missão crítica.

Infraestrutura elétrica interna de Data Centers e Power Chain, abrangendo o percurso da energia desde o ponto interno de entrega até as cargas críticas de TI. Arquiteturas de média e baixa tensão internas, transformadores, painéis, UPS, baterias, grupos geradores, ATS/STS, PDU/RPP, busway e distribuição até os racks. Topologias N, N+1, 2N e variantes; seletividade, proteção, aterramento, qualidade de energia, harmônicas, bypass, manutenção, disponibilidade, single points of failure e monitoramento por EPMS/BMS. Estudos de caso de arquiteturas de missão crítica.

Sistemas de climatização e gestão térmica de Data Centers, partindo dos fundamentos termofluidos previamente estudados. Diretrizes ASHRAE TC 9.9, envelopes térmicos, psicrometria aplicada, fluxo de ar, contenção de corredores, CRAC/CRAH, chillers, free cooling e estratégias de eficiência. Resfriamento de alta densidade: rear-door heat exchanger, direct-to-chip, CDU e immersion cooling. Indicadores PUE, WUE e CUE, eficiência hídrica e energética e integração entre carga de TI e infraestrutura térmica.

Estrutura institucional do setor elétrico (MME, EPE, ONS, ANEEL). Procedimentos de Rede do ONS aplicáveis ao acesso, com destaque para os Submódulos 7.1, 2.3, 2.9, 2.10, 2.12 e 2.14, PNAST e Temporadas de Acesso. Regras de acesso e garantias financeiras da REN ANEEL nº 1.122/2025. Avaliação de capacidade disponível nos pontos de conexão, capacidade de atendimento, restrições elétricas e planejamento da expansão de transmissão.

Estruturação e gestão de contratos de transmissão: CUST, CCI e CCT. Metodologia tarifária TUST/TUSD e sinal locacional. Encargos setoriais (CDE, ESS) e composição do custo de energia. Ambiente de Contratação Livre, migração, contratação de energia, gestão de portfólio, garantias e exposição. Negociação de Power Purchase Agreements (PPAs) corporativos de longo prazo no Ambiente de Contratação Livre (ACL), modelos de Autoprodução de energia.

Infraestrutura elétrica externa e sistêmica necessária à conexão de Data Centers de grande porte. Subestações de conexão em alta tensão, transformadores de potência, barramentos, equipamentos de manobra, proteção, controle, supervisão e medição. Sistemas de armazenamento de energia por baterias (BESS) como recurso de flexibilidade e suporte ao suprimento. Estudos de acesso ao sistema elétrico: fluxo de potência, curto-circuito, estabilidade, qualidade de energia, harmônicas e critérios de desempenho. Estudos de caso de conexão, com foco na interface entre o empreendimento e o sistema elétrico.

Arquitetura de infraestrutura de TI em Data Centers, abrangendo servidores, CPU, GPU e aceleradores, virtualização, contêineres e orquestração com Kubernetes. Arquiteturas de armazenamento DAS, NAS, SAN, Object Storage e tecnologias de interconexão, incluindo Fibre Channel e NVMe over Fabrics. Redes de Data Center de alta velocidade e baixa latência, topologias Spine-Leaf, BGP, SDN, cabeamento estruturado metálico e óptico, fibra óptica, Data Center Interconnect (DCI), IX.br/NIC.br e peering. Cloud, hybrid cloud, multi-cloud e edge computing. Arquiteturas para cargas de Inteligência Artificial e High Performance Computing (HPC), incluindo clusters de GPU, requisitos de throughput e baixa latência. Relação entre arquitetura computacional, densidade de racks, consumo de energia, refrigeração, disponibilidade, desempenho e requisitos de infraestrutura física.

Práticas de DevOps e Site Reliability Engineering (SRE) aplicadas à operação de infraestrutura digital de missão crítica. Gestão de níveis de serviço por meio de SLIs, SLOs, SLAs e error budgets. Observabilidade, telemetria em tempo real, monitoramento, AIOps e gestão de capacidade. Automação, Infraestrutura como Código (IaC) e gestão de mudanças. Engenharia de resiliência, failure domains, testes de falha, prevenção de outages e gestão de incidentes de natureza operacional, incluindo troubleshooting, recuperação de serviços e práticas de post-mortem. Disaster recovery e continuidade de negócios sob a perspectiva de falhas, indisponibilidades e degradação de serviço, considerando princípios da ISO 22301. Integração entre equipes de software, plataforma, facilities e operações. Introdução a FinOps como disciplina de governança e otimização de custos em ambientes cloud e de infraestrutura digital.

Ambiente jurídico, regulatório e institucional aplicável aos Data Centers e à infraestrutura digital no Brasil. REDATA: objetivos, requisitos, incentivos, contrapartidas e impactos sobre investimentos e implantação. LGPD aplicada aos Data Centers, governança, tratamento, transferência internacional e localização de dados. Marco jurídico e políticas públicas de cibersegurança, proteção de infraestruturas críticas e responsabilidades relacionadas a incidentes. Soberania digital, jurisdição dos dados, cloud soberana e aspectos geopolíticos da infraestrutura digital.

Fundamentos de cibersegurança aplicados a Data Centers e infraestruturas digitais críticas. Identificação de ameaças, vulnerabilidades, superfícies de ataque e riscos cibernéticos. Aplicação de boas práticas e frameworks de segurança, com ênfase no NIST Cybersecurity Framework, princípios de Zero Trust, gestão de identidades e acessos e segmentação de redes. Segurança de ambientes IT/OT e de sistemas de automação e supervisão de Data Centers, incluindo BMS, DCIM, EPMS e dispositivos IoT. Monitoramento e resposta a incidentes cibernéticos, incluindo SOC/SIEM, ransomware, contenção, recuperação e resiliência cibernética. Introdução à segurança da cadeia de suprimentos e à continuidade de negócios sob a perspectiva de eventos de segurança.

Avaliação econômico-financeira de projetos de Data Centers ao longo de todo o ciclo de vida do empreendimento. Modelagem do Total Cost of Ownership (TCO), composição de CAPEX e OPEX e análise de benchmarks de investimento por MW para infraestrutura de facilities e camada computacional, incluindo ambientes de alta densidade e aplicações de IA/GPU. Estrutura de custos operacionais, com ênfase em energia, operação e manutenção, seguros, conectividade e demais despesas recorrentes. Indicadores de viabilidade financeira, incluindo Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR), payback e análise de sensibilidade, além de fundamentos de Project Finance e estruturação de investimentos. Modelos de negócio aplicáveis a Data Centers, incluindo colocation, hyperscale, enterprise e edge. Metodologias de Site Selection baseadas em matrizes multicritério e ponderadas, considerando disponibilidade e confiabilidade do suprimento de energia, conectividade e fibras ópticas, disponibilidade hídrica, terrenos, licenciamento, incentivos fiscais, riscos climáticos, desastres naturais, critérios ESG e demais condicionantes estratégicos para implantação do empreendimento.

Governança e gerenciamento da implantação de Data Centers no Brasil, com ênfase na atuação do Project Manager (PM), PMO e integração entre disciplinas, contratos, fornecedores e stakeholders. Estruturação do projeto por meio de EAP/WBS, cronograma, custos, riscos, qualidade, interfaces e controle de mudanças. Fases do desenvolvimento do empreendimento: Site Acquisition, estudos de viabilidade, engenharia conceitual, básica e executiva, licenciamento ambiental trifásico (LP, LI e LO), aprovações urbanísticas e demais autorizações locais. Estratégias e modalidades de contratação, incluindo EPC, EPCM, Turnkey, Design-Build e Build-to-Suit (BTS), bem como gestão contratual, pleitos, mudanças e claims. Procurement de equipamentos críticos e gestão da cadeia global de suprimentos, com foco em Long-Lead Items, diligenciamento, inspeções, FAT, logística nacional e internacional, importação e riscos de supply chain. Aplicação dos benefícios fiscais e tributários do REDATA (Lei nº 15.504/2026) à aquisição e importação de equipamentos. Gestão de stakeholders, interfaces regulatórias e governança da implantação do empreendimento.

Processo de commissioning de Data Centers estruturado em níveis L1 a L5, abrangendo testes de fábrica (FAT), verificação de instalação, startup, testes funcionais e Integrated Systems Testing (IST), em alinhamento às boas práticas de commissioning da ASHRAE e aos requisitos de disponibilidade, desempenho e infraestrutura aplicáveis. Execução de testes integrados de carga e cenários de falha, incluindo procedimentos do tipo Pull-the-Plug, quando aplicável. Transição da obra para a operação (Handover). Gestão de Operações e Manutenção (O&M) em ambientes de missão crítica. Modelos de manutenção preventiva, preditiva e centrada em confiabilidade (MCC). Gestão de SLAs e OLAs operacionais, continuidade de negócios conforme ISO 22301 e sustentabilidade operacional. Procedimentos MOP, SOP e EOP, gestão de punch list, monitoramento por BMS, EPMS e DCIM e acompanhamento de indicadores de desempenho operacional.