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Defensa Tesis Maestría : “Espionaje por emisiones electromagnéticas”

Miércoles 12 de diciembre 17:00hs, Laboratorio de Medidas del IIE, Facultad de Ingeniería, J. Herrera y Reissig 565

Tenemos el agrado de invitarlos a la defensa de tesis de maestría de Pablo Menoni :  “Espionaje por emisiones electromagnéticas”

Tutor : Federico Larroca

Tribunal : Pablo Belzarena (IIE), Gustavo Betarte (InCo), Eduardo Cota (IIE) y Mauricio Delbracio (IIE)

Saludos,

Federico Larroca

Resumen :

La temática del espionaje en general, y en particular el referido a información digital, ha cautivado a muchos colectivos, desde la industria cinematográfica hasta la academia, pasando por campos tan diversos como el periodismo y la política. En este trabajo se profundiza en el estado del arte y se muestran algunos aspectos de una de las vulnerabilidades menos difundidas : las que ocurren por emanaciones de ondas electromagnéticas, a las cuales están sujetos la gran mayoría (sino todos) de los modernos sistemas de información y que muchas veces pasan desapercibidos.

A partir de la detección y procesamiento de esas emanaciones, se dejan en evidencia las debilidades desde el punto de vista de seguridad y privacidad que éstas acarrean. Estos aspectos se pueden vulnerar en un gran número de sistemas de información, por individuos con conocimientos acerca de teoría electromagnética, de los adquiridos en cursos de grado universitario, y un manejo de software a nivel programador, junto con el empleo de herramientas de hardware de bajo costo como SDR (Software Defined Radio por sus siglas en inglés).

El trabajo se aborda tomando como punto de partida el espionaje de emanaciones provenientes de la interfaz VGA (Video Graphic Array), en particular del desarrollo hecho por Martin Marinov [1], para luego extenderlo a las emanaciones de la interfaz HDMI (High-Definition Multimedia Interface).

Se realizan todos los planteos analíticos que permiten complementar el trabajo de Marinov, cubriendo aspectos teóricos que explican las características de la detección de imágenes a partir de las emanaciones. Se aportan algunos elementos para mejorar la detección tales como procesamiento off line y ecualización, además todos los elementos necesarios para analizar las emanaciones derivadas de las señales HDMI.

Enfocando el trabajo hacia las imágenes que contienen texto, se analizan las particularidades que presentan las emanaciones en cuanto a las transiciones bruscas de contraste en la luminiscencia, especialmente bordes entre color negro y blanco.

También se realizan algunas consideraciones y recomendaciones sobre seguridad, donde el hincapié se hace en tomar medidas para burlar el espionaje de emanaciones espurias, y sobre todo ayudar a tomar conciencia de las vulnerabilidades presentes.

Quedan disponibles los scripts usados en los ambientes de simulación tanto para GNU Octave como para GNU Radio Companion, así como también las grabaciones de las emanaciones captadas en las instancias de pruebas de campo, dentro del sitio web del grupo ARTES (Análisis de Redes, Tráfico y Estadísticas de Servicio) del Instituto de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería (UdelaR) : https://iie.fing.edu.uy/investigacion/grupos/artes/es/proyectos/espionaje-por-emisiones-electromagneticas/.

Palabras clave : SDR, espionaje, seguridad, TEMPEST, video, VGA, HDMI

[1] Martin Marinov, Remote video eavesdropping using a software-defined radio platform. University of Cambridge, Computer Laboratory, Cambridge CB3 0FD, Reino Unido, Junio 11, 2014.

Defensa Tesis Maestría : “Diseño e implementación de la unidad de control de un neuromodulador implantable basado en FPGA”

Martes 13 de noviembre 18:00hs, Laboratorio de Software del IIE, Facultad de Ingeniería, J. Herrera y Reissig 565

Tenemos el agrado de invitarlos a la defensa de tesis de maestría de Santiago Martínez :  “Diseño e implementación de la unidad de control de un neuromodulador implantable basado en FPGA”

Tutor : Juan Pablo Oliver

Tribunal : Eduardo Boemo (UAM), Conrado Rossi y Julián Oreggioni

Saludos,

Juan Pablo Oliver

Resumen :

En esta tesis se presenta el diseño de la unidad de control de un circuito de neuromodulación y su implementación basada en FPGA. El foco fue puesto, esencialmente, en el consumo de potencia, variable que resulta crítica en los sistemas médicos implantables y activos.

Se implementó el diseño en tres FPGA, de diferente familia y fabricante: Cyclone V (Intel), IGLOO2 (Microsemi) e iCE40 (Lattice). Se midió el consumo de potencia en cada plataforma, obteniéndose los mejores resultados (tanto estáticos como dinámicos) en la FPGA iCE40-HX-8K con un consumo total del core de 3,6mW. Los resultados obtenidos fueron contrastados contra los datos de consumo obtenidos de las hojas de datos y de las herramientas de estimación, obteniéndose errores cercanos al 400% para algunos casos.

Se determinaron los requerimientos mínimos en términos de cantidad de pines y tamaño para cada familia utilizada y se pudo calcular el menor consumo alcanzable para cada una de ellas.

Finalmente, se propusieron y evaluaron tres métodos sencillos para la medida del consumo dinámico en escenarios de gran consumo estático, obteniéndose resultados con un error cercano al 10%.

Defensa Tesis Maestría : “Diseño, simulación y medida de un sensor de temperatura de ultra bajo consumo”

Jueves 12 de julio 17:30hs, Salón Gris (piso 7, salón 727) – Facultad de Ingeniería, Julio Herrera y Reissig 565

Tenemos el agrado de invitarlos a la defensa de tesis de maestría de Guillermo Antúnez :  “Diseño, simulación y medida de un sensor de temperatura de ultra bajo consumo”

Tutores : Conrado Rossi y Fernando Silveira

Tribunal : Pablo Castro, Matías Miguez, Nicolás Pérez y Conrado Rossi

Saludos,

Conrado Rossi

Resumen :

Esta tesis contribuye a la línea de trabajo del Grupo de Microelectrónica relacionada a los sensores de temperatura en el marco del desarrollo de ciruitos integrados de Ultra Bajo Consumo (ULP).
El presente trabajo apunta al diseño de sensores de temperatura de ULP, cuya arquitectura se basa en el uso de una fuente de corriente con una dependencia particular con la temperatura.
Los circuitos polarizados con esta fuente cancelan las dependencias alineales con la temperatura producto de la movilidad de los portadores.

Se desarrolló un modelo analítico de la dispersión de la corriente generada por la fuente. Con dicho modelo se implementó un método de diseño que permite para un determinado nivel de dispersión,
elegir un área normalizada mínima, disminuyendo la cantidad de transistores necesarios en el diseño.
La fuente se utilizó para polarizar los circuitos encargados de generar dos curvas de tensión, una NTC y la otra PTAT, con un perfil en temperatura muy lineal.
Los circuitos utilizados resaltan por ser sencillos y junto a un comparador forman el circuito de sensado de temperatura.
Se presenta un método de diseño para los circuitos generadores de tensión a partir de sus especificaciones.

Se realizó un diseño en tecnología CMOS 130 nm con 1.2 V de tensión de alimentación.
El mismo fue simulado con resultados que indican un funcionamiento satisfactorio en el rango de 0 °C a 80 °C.
Dicho diseño fue fabricado en un área aproximada de 0.08 mm2 y se realizaron una serie de medidas para obtener conclusiones sobre el desempeño de la fuente de corriente y el sistema completo como sensor de temperatura.
Las medidas de la fuente de corriente arrojan buenos resultados desde el punto de vista de la media y dispersión comprobando la utilidad del modelo de dispersión para el diseño.
En cuanto al sensor de temperatura, se realizaron medidas barriendo el rango de 310 K a 370 K en el que se verificó su funcionamiento con algunas limitaciones, discutiendo sus causas.
El consumo del sensor se midió en el mismo rango, obteniendo 137 nA a 370 K.
A modo de referencia, el consumo simulado a 25 °C resulta aproximadamente 115 nA.

Defensa Tesis Maestría : “Identificación automática de cantante en música polifónica”

Jueves 14 de junio 14hs, Salón Rojo (piso 7, salón 703) – Facultad de Ingeniería, Julio Herrera y Reissig 565

Tenemos el agrado de invitarlos a la defensa de tesis de maestría de Pablo Massaferro :  “Identificación automática de cantante en música polifónica”

Tutores : Pablo Cancela y Martín Rocamora

Tribunal : Mauricio Delbracio, Álvaro Gómez y Luiz W. P. Biscainho (UFRJ)

Saludos,

Martín Rocamora

Resumen :

La aplicación de la tecnología digital a la producción y distribución de
música ha dado lugar a una verdadera revolución, facilitando el acceso de
los artistas a los estudios de grabación, y generando un crecimiento
exponencial de la cantidad de registros fonográficos. Esto ha generado que
los sistemas de clasificación y sugerencia, basados en herramientas de
procesamiento de señales y aprendizaje automático, se hayan transformado en
puntos clave en la gestión de la oferta musical. En este contexto, es de
especial relevancia automatizar algunas tareas, como la identificación del
cantante a partir de un archivo de audio.

En este trabajo se exploran las técnicas existentes de identificación de
cantantes en archivos de audio de música polifónica. Varios trabajos
abordan el problema sin realizar separación de fuentes, debido a las
dificultades que esto conlleva, lo que genera que los algoritmos de
clasificación aprendan a reconocer al cantante junto con su acompañamiento
musical.

La selección de la instrumentación, efectos de audio, mezcla y masterizado
juegan un rol importante en el sonido final de las canciones que integran
un álbum. En trabajos previos, los efectos vinculados a estos aspectos de
la producción fonográfica han sido poco explorados. Para mostrar estos
efectos y poder cuantificarlos, en este trabajo se crea la base de datos
VoicesUy, en la cual canciones populares rioplatenses son cantadas por
artistas profesionales y grabadas en multipista. Los cantantes interpretan
las mismas canciones de forma de poder realizar identificación de voces
entre archivos donde la única diferencia es la voz. Esta base de datos
permite evaluar tanto algoritmos de separación de fuentes como de
clasificación de voces. El hecho de que los cantantes que participan en la
grabación de la base tengan su propia discografía, permite además evaluar
la incidencia de los efectos de diferentes etapas de la producción musical
en la identificación de cantante. VoicesUy es la primer base de datos de
música popular en castellano para identificación de cantante y separación
de fuentes.

Se presentan experimentos que muestran que, si bien el acompañamiento
musical dificulta la identificación de cantante, un artista interpretando
sus composiciones junto con su banda es más fácil de identificar que
interpretando versiones. Denominamos a este comportamiento “efecto banda”.
Se muestra cómo mejora la clasificación del intérprete al utilizar técnicas
de separación de fuentes. Se prueba una técnica de enmascaramiento sobre
una representación tiempo-frecuencia no tradicional y se comparan los
resultados utilizado representaciones clásicas como el espectrograma. Para
aplicar estas técnicas se utiliza la información de la frecuencia
fundamental de la voz. Los resultados de identificación de cantante
obtenidos son comparables con otros trabajos de referencia. La
clasificación de voces sobre VoicesUy, aplicando separación de fuentes,
alcanza un acierto del 95.1 %.

Defensa Tesis Maestría : “Análisis del consumo y generación de agua caliente sanitaria en el sector residencial uruguayo”

Lunes 28 de mayo 18hs, Sala de Seminarios del Instituto de Física (piso 7 corredor al fondo, última puerta mano derecha)-Facultad de Ingeniería, J. Herrera y Reissig 565

Tenemos el agrado de invitarlos a la defensa de tesis de maestría de Luis de Saldamando :  “Análisis del consumo y generación de agua caliente sanitaria en el sector residencial uruguayo”

Tutores : Italo Bove y Ernesto Elenter

Tribunal : Gonzalo Abal, Gonzalo Casaravilla, y Octavio García Valladares

Resúmen :

El calentamiento de agua sanitaria es responsable de una porción significativa del consumo de energía en el sector residencial. A nivel global es responsable de alrededor del 4 a 5% del consumo total de energía, por lo que parece un rubro relevante a considerar cuando se busca mejorar la eficiencia energética. Uruguay es un caso particular además ya que la mayoría de los hogares cuenta con sistemas eléctricos con almacenamiento. El análisis del consumo de agua caliente es complejo ya que engloba un gran espectro de usuarios y aplicaciones que presentan alta variabilidad. En Uruguay no existen datos estadísticos de consumo de agua caliente sanitaria, por lo que se utilizaron distribuciones de probabilidad y valores de consumo medidos en otros países para generar los perfiles de consumo para cada día del año.

Respecto a los sistemas de calentamiento se analizaron diferentes situaciones. En primer lugar se definió un escenario base hipotético debido a que no existe información de los equipos que se encuentran instalados en plaza. Este escenario se consideró como un calefón de eficiencia B. La tarifa aplicable al escenario base es la más difundida en el sector residencial que es la residencial simple. Luego dentro de los sistemas existentes para el calentamiento de agua se estudiaron, los Calefones eficiencia A, las bombas de calor, los equipos a gas instantáneos y con almacenamiento y los Calentadores Solares de Agua. Para los equipos eléctricos se consideraron 2 tarifas, la tarifa residencial simple que presenta un costo homogéneo a lo largo del día y la tarifa residencial doble horario que considera distinto precio a lo largo del día. Para los equipos a gas también se consideraron 2 tarifas, gas natural y gas licuado de petróleo.

En este estudio se evaluó y comparo, a lo largo del año, las distintas alternativas comentadas y luego se analizaron los resultados económicos desde el punto de vista del usuario y el efecto que las distintas alternativas pueden tener a nivel país. Por último, también se analizó el efecto ambiental que presenta un cambio de tecnologías a través de las emisiones de gases de efecto invernadero.

Defensa Tesis Maestría : “Ciphertext only attacks against GSM security”

Martes 24 de abril 13:30hs, Salón Rojo (piso 7, salón 703)-Facultad de Ingeniería, J. Herrera y Reissig 565

Tenemos el agrado de invitarlos a la defensa de tesis de maestría de Eduardo Cota : “Ciphertext only attacks against GSM security”

Director de Tesis : Alfredo Viola y Eduardo Gimenez

Tribunal : María Eugenia Corti, Federico La Rocca, Ignacio Ramirez

Saludos,

Pablo Belzarena

Resúmen :

En esta tesis se estudian los ataques a la familia de cifrados que protegen la comunicación del abonado en GSM, en particular al cifrado usando A5/1. Se presenta un nuevo ataque de solo texto cifrado contra A5/1 en GSM, y se implementa uno de los ataques existentes en condiciones restringidas, mostrando que A5/1 puede ser quebrado si se
dispone de suficientes recursos A5/1. En el proceso se estudió la familia de ataques criptográficos conocidos como Time Memory Data Tradeoffs (TMDTO), y se estudiaron los parámetros del TMDTO conocido como “fuzzy rainbow tables” en escenarios que no han aparecido en la literatura.

Defensa Tesis Maestría : “Outliers in biometrics : An a-contrario approach”

Lunes 18 de diciembe 14hs, Laboratorio de Software del IIE – Facultad de Ingeniería, J. Herrera y Reissig 565

Tenemos el agrado de invitarlos a la defensa de tesis de maestría de Luis Di Martino : “Outliers in biometrics : An a-contrario approach”

Director de Tesis : Alicia Fernández, Rafael Grompone, Federico Lecumberry  y Javier Preciozzi

Tribunal : Rafael Molina (Universidad de Granada, España), Marcelo Fiori y Pablo Muse

Saludos,

Federico Lecumberry

Abstract :

This thesis addresses the problems of biometrics: how a person’s identity could be determined or validated by using some physical or behavioral characteristic. Biometry is one of the main research topics in the field of pattern recognition due to its impact on several applications in security and human-machine interaction environments. Several works focus on the improvement of the features extracted in the particular system being presented (face, fingerprint or speech recognition among others), or the metrics used to compare such features, in this work the classification stage is particularly tackled.

A statistical approach is presented based on a well-known a-contrario validation strategy. Techniques based on such framework have been widely used in the fields of image processing and computer vision for the detection and matching of visual features. In this work, the method ability to detect outliers/inliers is exploited to detect when two compared biometric samples correspond to the same person. This method is adapted and applied to each of the usual biometric tasks.

First, it is applied to the task of biometric verification, modeling it as a two- class classification problem. The introduced strategy was validated using different datasets and compared against other state-of-the-art commonly used classification methods. Findings of this work have been presented at the 2014 International Conference on Pattern Recognition Applications and Methods (ICPRAM-2014), by applying the framework to the face recognition problem in particular. An extension of the conference article has been published as a journal article. In this thesis, the presented strategy is reviewed with an experimental evaluation done in several bigger datasets.

Secondly, the a-contrario framework is applied to the identification task. The method is used to validate the confidence of an identification system outputs. What is normally called in the literature as System Response Reliability (SRR). Such problem has been thoroughly studied lately, the key advantages of using such control are analyzed and discussed. The obtained performance is validated on multiple datasets by comparing with other state-of-the-art approaches. This work has been presented on the 2016 International Conference of the Biometrics Special Interest Group (BIOSIG-2016).

Finally, the framework is applied to biometric fusion. The key differences in such scenario and the corresponding proposed framework adaptations are analyzed. The proposed technique is evaluated in both artificially generated as real-scenario datasets. The performance is compared against other state-of-the-art statistically fusion strategies.

 

Defensa Tesis Maestría : “Predicción en línea basada en expertos para mercados secundarios de radio cognitiva”

Lunes 18 de diciembe 14hs, Salón Azul (piso 5, salón 502) – Facultad de Ingeniería, J. Herrera y Reissig 565

Tenemos el agrado de invitarlos a la defensa de tesis de maestría de Juan Vanerio : “Predicción en línea basada en expertos para mercados secundarios de radio cognitiva”

Director de Tesis : Federico La Rocca

Tribunal : Isabel Amigo, Juan Bazerque y Pablo Belzarena

Saludos,

Federico La Rocca

Resúmen :

Actualmente los sistemas de telecomunicaciones inalámbricas son de gran importancia para la  sociedad moderna, influyendo en el desarrollo de diversos sectores como la economía, la cultura, la salud y la educación, entre otros. Con la aparición de servicios y conceptos como movilidad, ubicuidad,  convergencia y tecnologías de la información se produce una demanda aún mayor por el acceso a  recursos del espectro radioeléctrico, pero los históricos modelos de gestión administrativa y asignación  del escaso recurso resultan subóptimos a estos efectos. El problema fundamental en el caso de la asignación de frecuencias del espectro radioeléctrico radica en la existencia de interferencias potenciales entre las diferentes bandas y usuarios, lo cual motiva la intervención de algún ente regulador (generalmente estatal) que determina las asignaciones de uso y precio de las frecuencias.
El fuerte dinamismo actual en la competencia del sector de las telecomunicaciones ha impulsado a  explorar métodos de gestión alternativos que se basan en facilitar un acceso dinámico u oportunista al espectro, permitiendo así la utilización del mismo por parte de usuarios que no posean licencia de uso exclusivo (denominados “secundarios”) y coexistiendo con usuarios tradicionales que sí poseen dichas licencias (denominados “primarios”). De esta forma las partes inutilizadas del espectro podrían ser empleadas a demanda y con mayor agilidad que actualmente. El requerimiento fundamental para alcanzar este escenario es asegurar que no ocurra interferencia alguna de los usuarios secundarios sobre los primarios, de modo que no exista degradación en la  calidad de la comunicación de estos últimos a causa de las operaciones los secundarios. La viabilidad técnica de estas propuestas es alcanzable mediante la utilización de las denominadas Tecnologías de  Radio Cognitiva, donde los dispositivos de radio y el sistema todo en su conjunto son capaces de aprender y ser conscientes de las condiciones de su entorno radioeléctrico, y en consecuencia interactuar constantemente con éste mediante el ajuste de sus parámetros de operación como ser frecuencia, esquema y potencia de transmisión entre otros elementos y el monitoreo constante del espectro. Esto se consigue al poder realizar estas funciones mediante software en los dispositivos, y con componentes de hardware que puedan ser controlados por el primero. No obstante, la viabilidad técnica por si misma no garantiza que el sistema se lleve a la práctica. En vista que la sociedad toda se beneficiaría de una mejor utilización del espectro, solo resta considerar los aspectos económicos de estas propuestas. En este último sentido, resulta claro que si se puede obtener la cooperación de los actuales poseedores de los derechos de uso del espectro en el funcionamiento del nuevo sistema entonces las probabilidades de que éste sea realizable en la práctica serían mucho mayores, y se eliminarían varios problemas. Para conseguir esto, es necesario proporcionarles un estímulo económico a los poseedores de las licencias, el cual provendría de los usuarios secundarios dispuestos a pagar un cierto monto por el arrendamiento temporal de canales (con determinadas garantías o nivel de servicio) conformando así un mercado secundario del espectro radioeléctrico. Esto en teoría resolvería la asignación eficiente de los recursos escasos, pero está sujeto a que exista alguna tecnología que le permita ser viable. Es necesario determinar si una vez en funcionamiento el poseedor de los derechos de uso es capaz de obtener ganancias en las diferentes circunstancias y niveles de utilización del espectro. Generalmente no es posible aceptar indiscriminadamente usuarios secundarios en el afán de obtener mayores  ganancias ya que de alguna forma si fuese necesario interrumpir la operación de algún usuario secundario para garantizar los derechos de los primarios, entonces se incurriría en una penalidad para indemnizarlo por los daños. Por lo tanto, sería ideal poder determinar algún o algunos algoritmos relativamente simples que faciliten obtener reglas de decisión robustas para que los poseedores de las licencias puedan emplearlos, y probar estos algoritmos en simulaciones de las más variadas condiciones a los efectos de verificar sus resultados. En este trabajo se presenta pues un estudio de la tecnología de radio cognitiva, desde sus componentes físicas y funcionales hasta las arquitecturas de red de este tipo de sistemas. A nivel económico, se presentan y estudian múltiples propuestas sobre los mecanismos de asignación de canales a los  usuarios secundarios a los efectos de tener argumentos teóricos que puedan apoyar la viabilidad de una realización. A continuación se proponen, comparan y justifican teóricamente un conjunto de varias familias de algoritmos aplicables para el objetivo de obtener ganancias para el arrendador de espectro. También se definen las características del sistema del mercado secundario de radio cognitiva y se construyen  diferentes tipos de simuladores de dicho sistema. Finalmente, se utilizan los simuladores construidos para evaluar el desempeño de los diferentes algoritmos frente a varios tipos de comportamiento de los usuarios licenciados y de los no licenciados, en la búsqueda de aquellos algoritmos más convenientes a los efectos de ser utilizados para tomar las decisiones de arrendar o no un canal cada vez que la ocasión se presenta maximizando la oportunidad de obtener ganancias.

 

Defensa Tesis Maestría : “Impacto de la generación distribuida en los sistemas de protección de redes de distribución y posibilidad de operación en isla”

Lunes 11 de diciembe 16:30hs, Laboratorio de Software del IIE – Facultad de Ingeniería, J. Herrera y Reissig 565

Tenemos el agrado de invitarlos a la defensa de tesis de maestría de Pablo Toscano : “Impacto de la generación distribuida en los sistemas de protección de redes de distribución y posibilidad de operación en isla”

Director de Tesis : Celia Sena

Tribunal : Ignacio Afonso, ​Pedro Curto y Pablo Monzón​

Saludos,

Celia Sena

Resúmen :

La inserción de generación distribuida en redes de distribución es un hecho que viene desarrollándose rápidamente en los últimos años. Varios temas de estudio surgen como parte de este desarrollo, entre ellos el estudio de los impactos sobre los sistemas de protección debido a la inserción de estos generadores en circuitos tradicionalmente radiales y en general protegidos con sistemas simples y robustos. Esta  tesis aborda esta temática con dos ejes principales, por un lado el estudio propiamente dicho de las problemáticas de protección indicadas más arriba, y por otro la posibilidad de operar en isla con generadores distribuídos. Este segundo escenario trae aparejados nuevos desafíos en cuanto al sistema de protección. Se desarrolla un estudio de las líneas anteriores, basado en la bibliografía reciente y se acompaña el mismo de simulaciones y propuestas de ajustes de protección en un caso de estudio perteneciente a la red de sub-transmisión de UTE.​

Defensa Tesis Maestría : “Estudio de la gestión de la demanda bajo el paradigma de smart grid”

Martes 29 de agosto 09:00hs, Salón Verde (720)-Facultad de Ingeniería, J. Herrera y Reissig 565

Tenemos el agrado de invitarlos a la defensa de tesis de maestría de Sebastián Montes de Oca : “Estudio de la gestión de la demanda bajo el paradigma de smart grid”

Director de Tesis : Pablo Belzarena y Pablo Monzón

Tribunal : Fernando Paganini, Alfredo Piria y Mario Vignolo

Saludos,

Pablo Monzón

Resúmen :

En esta tesis de maestría se abordan los cambios radicales ocurridos en el sector eléctrico en cuanto a la estructura de sus mercados, modelos de negocios y los roles de sus participantes bajo el paradigma emergente de las redes eléctricas inteligentes o smart grid. Particularmente abordamos los beneficios del cambio hacia un rol más activo de los usuarios finales del servicio, con particular énfasis en los usuarios de características residenciales, edificios de gestión centralizada y el sector de pequeñas industrias y comercios. El enfoque principal se centra en los prometedores beneficios del control de la demanda agregada, promovidos por la nueva capacidad de automatización y planificación de aplicaciones eléctricas inteligentes o smart appliances. Además, la telemetría del consumo de potencia del usuario en tiempo real a través de los contadores inteligentes o smart meters y los recursos de energía distribuidos incorporados al sector, forman la base fundamental de estos cambios en la etapa de distribución y comercialización del sector. Se complementa el modelo de un plan de control de la demanda en un mercado minorista competitivo donde participan varias comercializadoras brindando servicios energéticos a sus clientes. El plan de control de la demanda se modela como un problema de optimización convexa, donde las limitantes se centran en la alta dimensionalidad de las variables en juego y la calidad de la información de los participantes que sería necesario compartir. Utilizando un método de descomposición dual, se descompone el problema en subproblemas de menor dimensión que pueden ser resueltos de forma individual y distribuida por cada participante del modelo. El objetivo es que cada uno maximice su beneficio individual al utilizar o brindar el servicio, pero al mismo tiempo maximicen en conjunto el bienestar social del sistema trabajando de manera coordinada y manteniendo la integridad personal de cada participante. El trabajo se complementa con la incorporación al modelo de la red de distribución. Se modela el plan de control de la demanda como un nuevo problema de optimización del  flujo de potencia en la red de distribución. El objetivo nuevamente es descomponer un nuevo problema convexo en subproblemas de menor  dimensión mediante una descomposición dual. Se busca nuevamente que cada participante maximice su beneficio individual, pero que al mismo tiempo y de forma coordinada maximicen el bienestar social del sistema manteniendo la integridad de la información personal de cada uno.