Sistema para ahorrar agua con tecnología domótica

Transcripción

1 Sistema para ahorrar agua con tecnología domótica Contexto El agua es el compuesto orgánico más abundante en la biosfera, pero menos de 0.01 por ciento de ésta es aprovechable para el consumo humano (PNUMA, 2001). En este contexto, el agua no es sólo es un factor determinante para el funcionamiento de los ecosistemas, sino un asunto crítico para el desarrollo de las naciones. México tiene gran variedad de cuerpos de agua distribuidos en ríos, lagos, lagunas, manantiales, etc. Sin embargo, la mayoría presentan grandes índices de contaminación, generada principalmente por las actividades humanas, lo que afecta la salud de la población. Otro problema importante es el abasto y su distribución, a pesar de esto, el agua se desperdicia constantemente. En las casas el mayor desperdicio de agua se da en las regaderas, en las que dejamos correr el agua hasta que alcance la temperatura que deseamos. Esto podría ser evitado con un sistema para ahorrar agua, el cual desvíe el agua fría hacia el aljibe hasta que el agua que llegue a la regadera esté caliente. Actualmente existen productos semejantes que evitan este problema, por ejemplo las regaderas eléctricas. Éstas proporcionan agua caliente instantánea, permiten incluso diferentes temperaturas, presiones distintas, entre otras opciones, pero estas regaderas consumen en promedio 4000 Watts para poder proporcionar agua caliente instantánea, lo que equivale a tener 67 mil LEDs encendidos cada vez que tomas un baño. A continuacion una tabla de diferentes consumos de una regadera electrica Tabla 1 Maxi-ducha. Lorenzetti S.A 127 Volts 220 Volts Máximo Económico Máximo Económico 3200 Watts 2000 Watts 4400 Watts 3000 Watts 5400 Watts 3200 Watts 3200 Watts 2000 Watts 4400 Watts 3000 Watts 5400 Watts 3200 Watts

2 Existe además otro tipo de regaderas ahorradoras, éstas tienen un dispositivo para reciclar el agua durante el baño. Este sistema llamado Q1, de la compañía Quench Showers, es bastante innovador y demasiado costoso. Una regadera como éstas tiene un precio de alrededor de $ 2, USD. Foto 1.Quench showers. Lo que se pensó al realizar este sistema, es diseñar una regadera ahorradora de agua, que se ajustara más a la realidad de la sociedad mexicana y que no sea simplemente económicamente viable, si no que su el costo una vez instalada, sea mínimo. Por lo cual el sistema utiliza sólo 9.6 Watts, que es el equivalente a tener 150 LEDs encendidos durante unos minutos previos al baño (mientras el agua esta siendo desviada al aljibe).

3 Descripción del producto. El sistema funciona de la siguiente manera: 1. La temperatura deseada es programada en un teclado 4x4. 2. La información es desplegada en una pantalla pequeña 16x2. 3. El agua es calentada previamente en el calentador de agua. 4. El agua llega a la regadera y un censor mide la temperatura del agua. 5. Si la temperatura es mayor o igual a la programada, el agua sale por la regadera. 6. Mientras no alcance la temperatura deseada, el agua se regresa al aljibe.

4 Este sistema es regulado por un microcontrolador que analiza la información y permite abrir o cerrar la válvula solenoide que desvía el agua. Todas las partes del sistema se encuentran y en el mercado nacional (el prototipo y todas las partes que lo componen, fueron adquiridos en Guadalajara, Jalisco). El producto está pensado para incluirse en diseños de casas nuevas, a cada regadera se le haría una pequeña modificación donde se conectaría la regadera con el aljibe, y además se instalaría el sistema empotrado en la pared. Esta modificación se podría hacer como parte de la construcción, y bastaría con un albañil y electricista de la obra para llevar a cabo estas modificaciones. El hecho de que haya sido diseñada para casas nuevas, no impide que pueda ser instalarla en una casa ya terminada, su implementación requeriría la participación de un electricista exclusivamente.

5 Impactos esperados El sistema espera ahorar la siguiente cantidad de agua. Tabla 1. Datos estimados de ahorro Número de Agua Agua Agua Costo anual personas ahorrada al ahorrada por ahorrada por ($ M.N.) día mes año (litros) (litros) (litros) 1 9 litros 270 litros 3285 litros $ 56 5 (familia) 45 litros 1350 litros 16,425 litros $271 Valle de 95 millones 2.8 mil 34 mil $ 566 México (50%) millones millones millones de pesos México 415 mil mil mil $1205 (si el 50% de millones millones millones millones de las personas pesos con alcantarillado lo usaran)

6 Aquí podemos ver los costos de agua de la zona 1 donde se observa como esta zona es la más cara (Valle de México), en Por otro lado, la disponibilidad del agua es la mas baja en todo el país, que se puede observar hasta debajo de la tabla para Aguas del Valle de México

7 Costo estimado del producto Material Cantidad Costo unitario Total Tubería CPVC 6 metros y 5 $60 $60 extra y codos codos Válvula 1 $544 $544 solenoide Pantalla LCD 1 $66 $66 Teclado 4 x 4 1 $77 $77 Microcontrolador 1 $100 $100 Total $847 Con un costo aproximado de $ M.N. la inversión se regresaría en un tiempo de poco más de tres años con los datos del costo, de la Comisión Nacional de Agua. Estos datos, son estimados, y muchos de los precios que se manejan son unitarios, por lo que el precio se reducirá cuando se tenga la ventaja del mayoreo.

8 Estado del producto Actualmente, se tiene un prototipo del sistema, en donde se muestra la pantalla LCD, el teclado 4x4, una pequeña cisterna o aljibe, un pequeño tinaco, una pequeña bomba de agua y la válvula solenoide desviando el agua. En el prototipo se programó el microcontrolador a una temperatura fija (simulando el proceso de selección de temperatura) y el teclado 4x4 numérico, funciona como el censor de temperatura. Por ejemplo, el tinaco se llena de agua y baja por gravedad hacia la regadera; Luego en el teclado se digita una temperatura menor a la programada, y el solenoide desvía el agua hacia la cisterna. Una vez que se digita una temperatura mayor a la dehesada. El agua sale por la regadera. Entonces el teclado simula las funciones del censor de temperatura. Dicho de otra forma, el prototipo es funcional, y lo único que le falta es integrar el censor de temperatura al prototipo y modificar la programación del microcontrolador, para que el teclado programe temperaturas y el censor detecte la temperatura del agua.

9 Prototipo del sistema para ahorrar agua presentado en Intel ISEF 2008 Prototipo del sistema presentado en Intel ISEF 2008 Pantalla LCD y teclado 4x4

10 Presentación del sistema.

11 Necesidades básicas Para terminar el sistema, se necesitan fondos para poder mejorar el prototipo existente. Además, integrar las partes que faltan en el sistema (censor de temperatura), modificar el diseño para ser capaz de ser producido en masa, construir un nuevo prototipo con todas las modificaciones nuevas, y finalmente implementar el sistema en una casa habitación.