Informe sobre Yojama

Observación
En el Área Administrativa de los Entes Públicos, no se mantiene un control sobre el consumo energético en los sistemas informáticos usados, lo que conlleva a un despilfarro de Energía Eléctrica que podría llegar a ser considerable.

Planteamiento del Problema
Promover el Software Yojama como un arma potente contra el despilfarro energético en usuarios de tipo Administrativo.

Objetivos
Cuantificar el ahorro energético debido al uso del Software Yojama a corto plazo, en un conjunto de 6 máquinas destinadas a un ambiente de tipo Administrativo.

Hipótesis
El consumo energético diario promedio, en un conjunto de 6 máquinas sin Yojama bajo un ambiente Administrativo, será menor que el consumo energético diario promedio en un mismo conjunto de máquinas con Yojama bajo el mismo ambiente Administrativo.

Método
Se aislaron 6 máquinas en el área de administración de CENDITEL conectadas a un mismo circuito eléctrico bajo a una cajeta. En la cajeta se anexó al circuito un Contador electrónico de energía monofásica de conexión directa modelo MK-LCD, de manera que midiera el consumo conjunto de las 6 maquinas.

Las medidas se tomaron cada 24h a las 10am de la mañana, de lunes a viernes sin tomar en cuenta el consumo del total del dia viernes, ya que en estos días la afluencia de personas baja considerablemente debido a que en la tarde las personas se dedican a practicar deporte; tampoco se tomaron en cuenta las mediciones para los días feriados, ya que no hay actividad en administración, esto traía como consecuencia que los consumos totales para el dia anterior y el mismo día feriado, no pudieran tomarse.

Se tomaron 10 muestras para el conjunto de máquinas sin Yojama y posteriormente, 10 muestras más para el mismo conjunto de máquinas con Yojama. La configuración, puesto que Yojama tiene un conjunto de parámetros con los cuales jugar a conveniencia del usuario (para mayor información verificar documentación de Yojama), se colocó en el perfil más exigente en torno a ahorro energético, con la excepción de la frecuencia de reloj del CPU que se dejo por defecto en el sistema: “Bajo Demanda”.

Tabla de configuración para Yojama usada en la prueba:

Frecuencia CPU: Sobre Demanda
Apagar Pantalla: 5 minutos
Dormir si está Inactiva: 15 minutos
Apagar Inalámbrica: Activado
Apagar Bluetooth: Activado
Desactivar polling del CDROM: Activado

Para simplificar la prueba se asumieron varios supuestos:

  • Las máquinas son similares en todo su hardware.
  • Los usuarios de los computadores mantuvieron un ritmo continuo de trabajo.
  • Los usuarios no tenían ningún tipo de hábito en torno al ahorro energético.

Como nota final, todas las mediciones están dadas en kW.

Resultados

Conjunto de Computadores sin Yojama:

Rango Día

Consumo Inicial

Consumo Final

Consumo Parcial

Consumo Diario

7/17/2012

13,37

21,85

8,43

8,48

7/18/2012

21,85

31,24

9,4

9,39

7/25/2012

67,92

77,34

9,42

9,42

7/27/2012

77,34

85,94

8,59

8,60

7/30/2012

97,57

106,05

8,47

8,48

8/1/2012

106,05

113,87

7,82

7,82

8/2/2012

113,87

121,48

7,53

7,61

8/3/2012

121,48

132,25

10,76

10,77

8/7/2012

161,82

172,58

10,72

10,76

8/8/2012

172,58

186,36

12,77

13,78

Cada medición diaria cuenta con 3 valores tomados directamente del Contador Electrónico:
Consumo Inicial: Extraído a las 10am del día al cual “actualmente” se le esta tomando la medición.
Consumo Final: Extraído a las 10am del día siguiente.
Consumo Parcial: La Diferencia establecida directamente por el contador, se refiere a la diferencia entre el Consumo Inicial y el Consumo Final.

El Consumo Diario: es una medida calculada como:

Para objeto del experimento se fijo como variable aleatoria del experimento el Consumo Parcial, que en este contexto define el consumo diario de un conjunto de 6 maquinas en un entorno administrativo:

Consumo Diario en un conjunto de 6 computadores en un entorno administrativo sin Yojama

Se puede usar para el estudio el Consumo Diario como variable aleatoria, pero se descarto, por el hecho de que el Consumo Parcial ya es una medida directamente dada por el contador electrónico, en cambio el Consumo Diario es calculado por el observador.

Dado que el tamaño de la muestra tomada es pequeño se estableció usar una distribución T de Student, para estimar la media y el error, con un nivel de confianza del 90% y 9  grados de libertad Dado esto: se tienen los siguientes parámetros:

es el tamaño de la muestra

Son los grados de libertad de la distribución
es el nivel de confianza, asignado arbitrariamente a 90%
media muestral
es la varianza muestral
Obtenido de la tabla estadística con el nivel de confianza en 90% y v en 9.
es la Desviación Estándar muestral
es el Error

No se expondrán los cálculos adyacentes, dado ese caso se exponen los resultados:

Intervalo de confianza:

El consumo estimado de electricidad diario para un conjunto de 6 maquinas en un entorno administrativo sin Yojama es:  ; con un nivel de confianza del 90%.

Conjunto de Computadores Con Yojama:

Rango Día

Consumo Inicial

Consumo Final

Consumo Parcial

Consumo Diario

8/16/2012

239,42

246,54

6,92

7,12

8/21/2012

265,78

272,34

6,55

6,56

8/22/2012

272,34

278,71

6,37

6,37

8/23/2012

278,71

284,75

6,04

6,04

8/27/2012

298,13

304,83

6,68

6,70

8/28/2012

304,83

311,58

6,75

6,75

8/29/2012

311,58

318,10

6,49

6.52

8/30/2012

318,10

324,80

6,70

6,70

9/3/2012

342,28

349,08

6,79

6,80

9/4/2012

349,08

355,38

6,30

6,30

De manera análoga se denominaron las variables anteriores, quedando:

Consumo Diario en un conjunto de 6 computadores en un entorno administrativo sin Yojama

Se puede usar para el estudio el Consumo Diario como variable aleatoria, pero se descarto, por el hecho de que el Consumo Parcial ya es una medida directamente dada por el contador electrónico, en cambio el Consumo Diario es calculado por el observador.

Dado que el tamaño de la muestra tomada es pequeño se estableció usar una distribución T de Student, para estimar la media y el error, con un nivel de confianza del 90% y 9  grados de libertad Dado esto: se tienen los siguientes parámetros:

es el tamaño de la muestra

Son los grados de libertad de la distribución
es el nivel de confianza, asignado arbitrariamente a 90%
media muestral
es la varianza muestral
Obtenido de la tabla estadística con el nivel de confianza en 90% y v en 9.
es la Desviación Estándar muestral
es el Error

No se expondrán los cálculos adyacentes, dado ese caso se exponen los resultados:

Intervalo de confianza:

El consumo estimado de electricidad diario para un conjunto de 6 maquinas en un entorno administrativo con Yojama es:  ; con un nivel de confianza del 90%.

Cálculo del porcentaje de Ahorro Energético:
Consumo Diario estimado de electricidad sin Yojama
Consumo Diario estimado de electricidad con Yojama

Para calcular el porcentaje es necesario estudiar la propagación de errores para este cálculo, este estudio se hizo anteriormente a lo que se llegó a:

  donde  es relativo a z

El porcentaje estimado de ahorro energético en un entorno administrativo con Yojama instalado es de con un nivel de confianza del 90%.

Conclusiones

En un entorno administrativo con un conjunto de 6 computadores equipados con Canaima/GNU Linux en CENDITEL se puede observar un estimado de ahorro enérgico del ; fácilmente escalable a un entorno más grande y con entornos de similar comportamiento. Es de hacer notar que aun sin contar con el parámetro: “Ajustar Frecuencia del CPU” en una configuración más agresiva como “Ahorrador”, el ahorro energético fue considerable.

Recomendaciones

  • Dado que el tamaño de las muestras fue relativamente pequeño, la estimación se pudiera mejorar sustancialmente aumentando el tamaño de las muestras.
    La toma de las muestras fue manual, lo que agrega un error humano, que en este experimento se asume como nulo, pero la precisión de las muestras mejoraría sustancialmente automatizando la toma.
  • Como solo se esta tomando el aspecto técnico del mismo software Yojama, no se están tomando en cuenta los beneficios de tomar hábitos de ahorro energético. Un hábito como el de apagar la máquina en tiempos prolongados puede ahorrar un cantidad de energía eléctrica considerable a largo plazo, con lo que mejoraría sinérgicamente el objetivo que consigue Yojama.
  • Si es necesario que el computador se encuentre en su máximo rendimiento, es recomendable colocar el parámetro de Yojama “Frecuencia del CPU” en modo desempeño, cualquier otro modo tiene un impacto en el rendimiento de la máquina.

Bibliografía
Less Watts. Saving Power with Linux. http://www.lesswatts.org.

Wikipedia: Estadístico Muestral. http://es.wikipedia.org/wiki/Estad%C3%ADstico_muestral.

Wikipedia: Distribución t de Student. http://es.wikipedia.org/wiki/Distribuci%C3%B3n_t_de_Student.

 


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