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Tecnótic@s

Integrantes

Somos “Tecnótic@s“, un grupo formado por 4 estudiantes, 1 graduada y 2 docentes-investigadores de la FCEyN, UBA:

  • Isabel Fuertes Vila - Lic. en Física
  • Lucio Grether - Estudiante de Lic. en Diseño Industrial
  • Martin Labate - Estudiante de Lic. en Computación
  • Natalia Pesaresi - Estudiante de Lic. en Computación
  • Nicolás Quiroz - Estudiante de Lic. en Computación
  • Pablo Turjanski – Docente-Investigador área Ciencias de la Computación
  • María Soledad Fernández – Docente-Investigador área Ciencias Biológicas

En busca de un proyecto

Durante los primeros meses tuvimos una serie de reuniones cuyo objetivo fue conocernos y definir el proyecto a abordar. Fue fácil descubrir que cada uno de nosotros tenía algo distinto para aportar: tuvimos claro que lo más difícil sería encontrar el problema y una vez definido, comenzamos a trabajar en una solución conjunta, sumando las perspectivas propias de cada uno y las diferentes disciplinas.

Empezamos trabajando a partir de experiencias que se habían llevado a cabo en otras partes del mundo (ej: programas de extensión universitaria, desarrollos aplicados desde distintas universidades del mundo, etc.), y luego fueron surgiendo ideas propias. Armamos un “podio” con las ideas más votadas, teniendo en cuenta la originalidad, la posibilidad de implementación, el impacto social y el entusiasmo que generaba su desarrollo.

Primeras ideas

Estas fueron algunas de nuestras primeras ideas relacionadas con distintas problemáticas:

  • Sobre problemáticas de personas no videntes:
    • Inspirados en desarrollos ya implementados, desarrollar un Guante ó bastón inteligente nacional, que sirviera como guía para caminar y sortear obstáculos sin asistencia.
    • A partir de las anteriores, surgió la idea de desarrollar unScanner reconocedor de objetos, para ser utilizado por ejemplo, en un supermercado para el reconocimiento de productos.
  • Sobre problemáticas de la salud en general:
    • Pastillero inteligente que avise al usuario cuando debe tomar determinada medicación.
    • Aparato portátil para realizar análisis automático de sangre -ejemplo: detección de patologías determinadas, registros de glucemia, etc.- .
    • Pulsera inteligente, que cense periódicamente los signos vitales de una persona y avise a un contacto en caso que esta sufra un desmayo o algún otro inconveniente registrable.
  • Sobre la problemática del ahorro de energía:
    • Dispositivo para conseguir la Reducción automática del consumo de energía, que apague automáticamente las luces de una habitación que no están siendo utilizadas.

Fue a partir de esta última idea que se desprendió la idea del proyecto escogido que aquí se presenta:

  • Aplicación móvil que coordine el uso de la red eléctrica entre distintos usuarios para evitar los cortes de energía, debido al uso simultáneo de electrodomésticos de alto consumo y la consecuente sobrecarga de la red eléctrica. A este proyecto lo denominamos: "Que no se corte"

Sobre el proyecto: “Que no se corte”

Los comienzos

Luego de varias reuniones, se llegó a un consenso entre los integrantes del equipo para trabajar en la problemática de los cortes de luz. Durante este período, algunos asistimos al taller “Ciencia ficción para la ciencia”, organizado por TecnoX. En dicho taller, durante una charla con los panelistas y asistentes, surgió la idea de desarrollar una aplicación móvil que notifique a los usuarios cuando el consumo de energía en cierta zona estuviese por superar un máximo admitido.

Nuestro equipo continuó trabajando alrededor de esta idea, introduciendo el concepto (para nosotros altamente novedoso) de coordinar el consumo de energía entre los usuarios de la red, de manera tal que no se perdieran totalmente los beneficios del uso de aparatos de alto consumo como el aire acondicionado, entre otros. Además, este proyecto introduce una idea original y aplicable a otras problemáticas: la coordinación para la utilización de un bien escaso por parte de los usuarios, mediante turnos asignados para realizar acciones con el mismo (en este caso, utilizar aparatos de alto consumo de manera tal que no se sobrecargue la red eléctrica y se afecte la calidad del servicio general).

Motivación y objetivos del desarrollo

Elegimos este proyecto porque resulta desafiante desde el punto de vista computacional, requiere enfrentarse a problemas de diseño y cuenta a su vez con implicancias sociales. Los cortes de luz son una problemática presente en las poblaciones concentradas de las grandes ciudades de nuestro país y la región latinoamericana, debido a una combinación de factores: el elevado consumo de energía (por momentos excesivo y/o innecesaria), las deficiencias en el sistema eléctrico -por ejemplo red de distribución- y la baja calidad del servicio brindado por las compañías prestadoras -por ejemplo atención al cliente y respuesta ante reclamos-. En la Argentina en particular, los registros estadísticos revelan que la crisis energética va en aumento durante los últimos años. A la precariedad en el sector eléctrico se suma, por parte de los habitantes, el aumento en la adquisición de aparatos eléctricos como aires acondicionados para poder lidiar con el calor agobiante. Los datos oficiales suministrados por Edenor para el año 2013, exponen el deterioro de la calidad del servicio y revelan que sus clientes debieron soportar 7.13 interrupciones del servicio durante el año, esto significa un aumento del 25% respecto de 2008, cuando el promedio de cortes fue de 5.71. El dato más significativo, por el perjuicio que les causa a los usuarios, es el que refleja el tiempo de duración de los cortes, porque en los últimos cinco años se duplicó la extensión de las interrupciones: en 2008 el promedio anual era de 13 horas mientras que en el 2013 llegó a las 26 horas (Infobae, 22-12-2013; disponible en http://www.infobae.com/2013/12/22/1532593-los-cortes-luz-crecieron-un-25-cinco-anos-y-se-duplico-la-cantidad-horas-servicio)

Datos actuales, para los meses transcurridos del presente año, indican que las elevadas temperaturas generaron un mayor incremento en la demanda energética, lo cual reflejó la agencia Télam (16 de Febrero de 2016), donde explica que la demanda de energía en el sistema interconectado nacional alcanzó los 19.455 mega-vatios por la mañana de ese día, en tanto que en el área metropolitana (GBA) el consumo llegaba a los 7.653 mega-vatios. Edenor presentaba poco antes de las 10:00 un total de 3.213 clientes sin servicio, 2.200 de los cuales correspondían a cortes preventivos temporarios por sobrecarga y otros 800 por tareas de mantenimiento. Edesur, en tanto, mantenía sin servicio a un total de 4.358 clientes correspondientes a las localidades bonaerenses de Berazategui y Quilmes y al barrio porteño de Monserrat. (Disponible en: http://www.telam.com.ar/notas/201602/136321-cortes-de-energia-edenor-edesur.html)

Nuestra propuesta es que a partir de la aplicación, se pueda generar una solución a esta problemática, ya que el objetivo de la misma intenta coordinar las voluntades de los usuarios, para reducir la utilización simultánea de los aparatos que más energía consumen en un hogar, oficina, comercio, etc, disminuyendo así los picos de demanda eléctrica que provocan el colapso del sistema.

En resumen, el objetivo principal de la aplicación es confeccionar un sistema de turnos para lograr la coordinación en el uso de aparatos de alto consumo. Dichos turnos son asignados y comunicados a través de una aplicación móvil, de manera simple y conveniente.

Marco teórico

Unidad de medida

Si hablamos de energía eléctrica y consumo, tenemos que utilizar una unidad de medida apropiada para expresar sus valores.

Entre ellos se encuentra la potencia. Esta se mide en megavatios-hora (MWh). El megavatio-hora es una unidad de medida de energía eléctrica, equivalente a un millón de vatios-hora. Es la energía necesaria para suministrar una potencia constante de un megavatio durante una hora.

(Definición tomada de: https://es.wikipedia.org/wiki/Megavatio-hora)

Antecedentes observados sobre la problemática

Como se mencionó anteriormente, el uso de la energía eléctrica en muchos hogares y comercios se ha incrementado considerablemente en los últimos años, debido a la aparición de electrodomésticos que poseen nuevas y provechosas funciones y por lo tanto mejoran la calidad de vida de la gente. A esto se suma la relación con el costo de otro tipo de energías, como el gas, resultando favorable para la energía eléctrica.

Esta tendencia se puede observar en nuestra región geográfica y en particular, en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina.

A continuación, como ejemplo de lo expuesto, se muestran mapas y tablas que muestran la dinámica de flujo y consumo de energía presente en la Argentina.

Para entender cómo se conectan las fuentes generadoras de energía con los centros de consumo, se muestra el Sistema Interconectado Argentino-Uruguayo, Sistemas Paraguayo, Chileno y Sur de Brasil a marzo de 2016 (Figura 1). En particular, en rojo se pueden observar las líneas de alta tensión y en azul las de menor porte. Se puede observar cómo las líneas de alta tensión conectan las fuentes generadoras de energía con los centros de alto consumo.

ConexionesPais.png
Figura 1. Mapa de conexión entre fuentes generadoras de energía y centros de consumo (Imagen tomada de: http://portalweb.cammesa.com/).


En relación al flujo de potencias eléctricas, podemos ver a través de las conexiones desde qué sectores de nuestro país se demanda más energía (Figura 2). Es fácilmente distinguible que la misma se concentra en las grandes ciudades. -Para comprender la imagen, recomendamos abrir el link que se encuentra a la derecha de la misma, porque la imagen completa, con los flujos de potencia asociados, no se puede adjuntar a esta wiki-


FlujosPot.gif
Figura 2. Mapa de flujo de potencias eléctricas (Imagen tomada de: http://www.cammesa.com/uflujpot.nsf/FlujoW?OpenAgent&Flujo%20GeograficoP&actual).


Si analizamos las causas de este fenómeno, además de saber que existe una diferencia en la densidad de población (el 92 % de la población vive en ciudades, https://es.wikipedia.org/wiki/Demograf%C3%ADa_de_Argentina), vemos que en los últimos tiempos creció el uso de uno de los electrodomésticos de mayor consumo eléctrico: el aire acondicionado.

Para explicarlo un poco mejor, vamos a mostrar una lista de artefactos que utilizamos cotidianamente y su consumo de energía por hora:

  • Una computadora: 0,300 KWh
  • Un lavarropas: 0,330 KWh
  • Una heladera con freezer: 0.400 KWh
  • Una estufa de cuarzo a 2 velas: 1,300 KWh
  • Un aire acondicionado: 1,350 KWh

Datos tomados de: http://www.electrocalculator.com/tabla-agrupada.php

Recordemos que 1.000 KWh equivalen a 1 MWh.

Se puede observar que el consumo de aparatos de aire acondicionado es aproximadamente 3 veces mayor que el de otros electrodomésticos hogareños, como por ejemplo una heladera.

Por otra parte, el uso del aire acondicionado es ya casi una costumbre para muchos por la satisfacción que produce, por lo que la variación de temperatura en la ciudad (donde los veranos resultan cada año más húmedos y calurosos, http://www.lanacion.com.ar/1872010-por-el-cambio-climatico-registran-el-enero-mas-caluroso-en-mas-de-un-siglo) fomenta el creciente consumo.

Esta idea se puede visualizar en la Figura 3, dónde se muestra la demanda real de MWh en el tiempo y la variación de temperatura en dichos momentos.

Se observa la relación que existe entre el aumento de la temperatura (imagen inferior) y el consumo (imagen superior). Dicho consumo se presenta como alto entre las 9-10am y las 20-21pm.

DemandaReal.png
Figura 3. Demanda real de MWh en el tiempo y la variación de temperatura. La línea azul representa el consumo promedio de la semana anterior; la verde, la del día anterior; la roja, la del día. (Imagen tomada de: http://portalweb.cammesa.com/ - Miércoles 16/3/2016)



El mismo gráfico para un día sábado, muestra que durante este día el consumo energético es menor (Figura 4). Se puede observar, en el caso de la medición de la semana anterior (línea azul), que a mismo máximo de temperatura que un día de semana (gráfico anterior), el consumo de energía durante el día sábado es menor.


DemandaRealSab.png
Figura 4. Consumo energético para días sábados (Imagen tomada de: http://portalweb.cammesa.com/ - Sábado 19/3/2016).



Por último, nos resultó relevante tener en cuenta la relación Día Hábil - Día No Hábily Temperaturas máximas - Horarios de las mismas (Tabla 1) Se puede observar que en los días hábiles se genera un mayor consumo, aún con menor temperatura.


Tabla 1. Máximos históricos de la Ciudad de Buenos Aires, discriminados en días hñabiles, sábados y domingos (Imagen tomada de: http://portalweb.cammesa.com/).
MaxHistoricos.png


Asesoramiento externo

Durante el desarrollo del proyecto, nos asesoramos con un especialista en infraestracturas eléctricas de alto consumo, el Sr. Lucas Cálivar. Lucas nos explicó cómo funciona el flujo de la energía eléctrica en la ciudad, cómo se relaciona el sistema con el exterior (ej: el resto del país) y otros detalles que tenían que ver con información específica que necesitábamos (ej. consumo de un hogar promedio; cuántos hogares utilizan una misma línea de suministro eléctrico; fechas, horarios y temperaturas críticas; etc.).

La aplicación

La aplicación debe contemplar el uso simple e intuitivo por parte del usuario. Las funcionalidades con que cuenta son las siguientes:

  1. Asignación de turnos rotativos para el uso de aparatos de alto consumo eléctrico
  2. Posibilidad de realizar denuncias por falta de suministro de manera simple y rápida (con sólo presionar un botón en la aplicación), tanto a la empresa distribuidora como al ente regulador correspondiente.
  3. Mapa para visualizar el estado del servicio de energía eléctrica, similar al del proyecto acaNoHayLuz ( www.acanohayluz.com.ar ), el cual muestra en tiempo real las zonas en las cuales los usuarios manifestaron la falta de suministro eléctrico.


En particular para la asignación de turnos, para coordinar el uso de aparatos de alto consumo, a un porcentaje de los usuarios se les asigna un turno durante el cual deben apagar dichos aparatos (aire acondicionado, lavarropas, etc.). El turno tiene una duración determinada y fija, por ejemplo, 30 minutos. Los mismos van rotando entre los usuarios, de manera que disminuya la demanda máxima de energía y se logre distribuir el consumo en el tiempo.


Esquema de uso propuesto

  1. Descargar la aplicación en su celular.
  2. Leer el mensaje introductorio. Aquí se explican brevemente las opciones, los modos de interacción con la aplicacion y le da la posibilidad al usuario de registrarse.
  3. A partir de este momento, el usuario puede utilizar la aplicación y queda en contacto con el sistema "Que no se corte".
  4. Durante los días críticos (altas temperatura, hora pico y fechas particulares), la aplicación envía algunos mensajes. No va a suceder todo el tiempo, la frecuencia es variable y va a depender de la zona y la aceptación de turnos previos. Estos mensajes pueden ser notificaciones ó invitaciones a tomar un turno.
  5. Si el usuario acepta tomar el turno, el usuario debe apagar el aire acondicionado y si es posible, otros aparatos de alto consumo.
  6. El usuario puede utilizar las funcionalidad de la aplicación, como generar denuncia, ver el mapa de cortes de suministro eléctrico, etc.


Pantallas

A continuación se muestran los diseños tentativos de las pantallas que contendrá la aplicación.

Figura 5. Diseño tentativo de las diversas pantallas de la aplicación

Logotipo

El logotipo, que se muestra a continuación, fue diseñado teniendo en cuenta que debe ser simple. Se ideó dibujar el símbolo de una lamparita.


Logo.jpg
Figura 6. Diseño del logo correspondiente a la aplicación

Cronograma de desarrollo e implementación de la aplicación

  1. Análisis de requerimientos
  2. Diseño de la aplicación: incluye casos de uso, diseño gráfico de pantallas, diseño de algoritmo para distribución de turnos, etc.
  3. Primera fase de test: test de la aplicación de manera individual, en laboratorio.
  4. Segunda fase de test: test en un escenario de uso reducido. Se analizaron distintas propuestas. La más firme es hacer un test en el 4to. piso del Pabellón II, FCEyN, UBA. Dicho escenario cuenta con múltiples oficinas equipadas con aires acondicionados. Adicionalmente la institución cuenta con el equipamiento necesario para medir consumo periódicamente.
  5. Liberación de la aplicación en un escenario masivo

Estado actual del desarrollo: Actualmente continuamos en la etapa de Diseño de la aplicación.


Requisitos técnicos

La aplicación requiere que el usuario cuente con un celular con un sistema operativo Android 4.0 o superior. Cabe destacar que actualmente el 96% de los celulares que utilizan este sistema operativo cumplen con dicho requisito.

En cuanto a la seguridad se le pedirá al usuario que ceda permisos del celular para:

  • acceder a la ubicación actual del dispositivo. Esto se debe a que el algoritmo de asignación de turnos los asigna a un porcentaje de usuarios que se encuentran ubicados a menos de cierta distancia entre sí.
  • enviar/recibir datos por internet. Esto es para permitir una comunicación entre el servidor central (que asigna los turnos, entre otras cosas) y el dispositivo móvil.

Implementación de la aplicación

El desarrollo se puede pensar en dos grandes bloques:

    1. . El desarrollo correspondiente al celular
    2. . El desarrollo correspondiente al servidor central


Desarrollo correspondiente al celular

El desarrollo se está llevando a cabo utilizando java 1.7.0_95 y Android Studio con el último SDK.

El celular recolectará los datos ingresados por los usuarios (ubicación, denuncias, etc.) y los enviará al servidor central. Además recibirá, desde el servidor central, las denuncias realizadas por el usuario, el mapa de cortes y los turnos asignados.

Desarrollo correspondiente al servidor central

El desarrollo se está llevando a cabo utilizando:

  • Java 1.7.0_95
  • MySql, como motor de base de datos

En el servidor se llevará registro de todos los datos de los usuarios y sus estados (tiene/no tiene suministro eléctrico). Además correrá el algoritmo de asignación de turnos. El servidor cuenta con la información necesaria para llevar cuenta del mapa de cortes, confeccionándolo y suministándolo a los usuarios que lo requieran.

Estado actual de la implementación

Actualmente estamos intentando resolver la comunicación entre la aplicación instalada en el celular y el servidor central

Resumen sucesión de eventos relacionados con el proyecto

  • Comenzamos con un brainstorming de ideas que a cada integrante le resultaran interesantes y se relacionaran con mejoras concretas a la vida cotidiana de nuestra sociedad.
  • Votamos y filtramos dicha lista, hasta llegar a un grupo reducido de proyectos candidatos. Uno de los criterios utilizados fue que el proyecto resultara multidisciplinario, de manera tal que todos pudiéramos realizar aportes.
  • Decidimos enfocarnos en la temática de los cortes de luz. Buscamos experiencias similares y antecedentes.
  • Definimos un nombre para el equipo: Tecnótic@s.
  • Tuvimos una charla con Lucas Calivar, para interiorizarnos acerca del funcionamiento de la red eléctrica y nos asesoró sobre la viabilidad del proyecto.
  • Organizamos el desarrollo separándolo en 2 bloques: 1) la interfaz del usuario, con su funcionalidad y 2) la lógica/implementación de la aplicación.
  • Planificamos la lógica de funcionamiento de la aplicación. Las partes que queríamos que contenga.
  • Evaluamos distintos nombres para la aplicación, buscando que fuera fácil de recordar.
  • Desarrollamos la aplicación en Android: Contenido, Misión, Partes y Funciones de la aplicación.
  • Escogimos un nombre definitivo para la aplicación (Que no se corte).
  • Documentamos el resultado de la investigación previa al desarrollo de la aplicación.
  • Documentamos el proceso en la Wiki del proyecto.