INDICE
1. Resumen
3
2. Introducción
3
3. Antecedentes
3
4. Planteamiento
4
4.1 Objetivos
4
4.2 Preguntas de Investigación
4
4.3 Justificación
4
5. Marco Teórico
5
5.1 Uso del agua
5
5.2 Campañas y proyectos alrededor del mundo
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6. Hipótesis
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7. Metodología
11
7.1 Enfoque
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7.2 Contexto de la investigación
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7.3 Diseño utilizado
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7.4 Procedimiento
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8. Misión
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9. Estrategias
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10. Estructura de trabajo
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11. Lista de verificación
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12. Estructura de descomposición de trabajo
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13. Matriz de jerarquías
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14. Codificación
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15. Método de distribución
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16. Distribución de costos de la EDT
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17. Referencias
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1. Resumen. El siguiente proyecto consiste en una investigación sobre las diversas campañas, métodos o proyectos existentes actualmente destinados principalmente a crear conciencia para el uso moderado del agua dulce en nuestro entorno. Los datos recabados serán usados como base para el desarrollo y aplicación en el sector social de un mecanismo cuyo objetivo, al igual que los proyectos existentes, será el cuidado del agua, pero mediante una idea innovadora y simple de aplicar. La información, plan y desarrollo se muestran más detalladamente en este documento.
2. Introducción. Hoy día es de gran importancia tener en mente la forma de ahorrar recursos (materiales y/o naturales) en beneficio de dos aspectos principales y sumamente importantes: •
Economía familiar
•
Medio ambiente
Dentro de todos estos recursos a considerar, tal vez el más mencionado en cuanto a su relevancia que tiene para la vida cotidiana del ser humano y, en general, para todo ser vivo del planeta, es el agua.
3. Antecedentes Desde hace ya varias décadas se ha hablado de la situación del cambio climático. Con esto, también se ha tratado de crear conciencia cada vez más latente y con mayor impacto social para racionalizar el consumo de los recursos que consumimos o utilizamos del medio ambiente. Es cada vez más frecuente escuchar que empresas tanto nacionales como internacionales se estén preocupando por este fenómeno y estén generando ideas nuevas o se unan en pro de esta causa. Nuestro país no es la excepción; se ha venido dando dando una notable concientización social social y debido a ello se han generado generado muchos movimientos y campañas promoviendo el uso racional y consciente.
2
4. Planteamiento Es alarmante la problemática que existe actualmente sobre el agua y la gran cantidad que desperdiciamos de este líquido vital y que en un futuro muy próximo esta situación nos afectará de forma negativa a todos como sociedad. Las campañas existentes dan buenos resultados; sin embargo, embargo, para algunas personas no es tan sencillo comenzar a no desperdiciar agua y existen muy pocos métodos o formas alternativas tales como dispositivos o mecanismos que sirvan y ayuden a hacer más fácil f ácil su uso racional.
4.1 Objetivos
Desarrollar un dispositivo compacto, programable y funcional implementado al medidor de agua que sea capaz de realizar un control de los litros consumidos mensualmente por el establecimiento.
Fomentar la participación activa de la sociedad a nivel municipal y hacer consciencia consciencia para sumarse al proyecto durante un transcurso no mayor a un año.
Mantener un nivel promedio en el consumo de agua dentro de casas y micro negocios de acuerdo a su historial de consumo dentro del municipio de Celaya, propiciando el el ahorro de dinero y agua.
4.2Preguntas 4.2 Preguntas de investigación •
¿Qué efecto tendría en la sociedad (en el aspecto de racionalización social y en la cantidad de agua ahorrada) la implementación de un dispositivo capaz de contribuir en el control y/o ahorro en el consumo de agua?
•
¿Cuál es la probabilidad de que este dispositivo logre tener éxito y sea aceptado para implementarlo implementarlo tanto en hogares hogares como en micro empresas? empresas?
4.3Justificación 4.3 Justificación El desarrollo de un proyecto y de un mecanismo en sí que promueva el uso moderado del líquido, aportaría una idea innovadora en la forma en que se ahorra el agua, apoyando e impulsando las campañas y programas dedicados a este fin. El proyecto no 3
sería sólo para unos pocos, sino que propondría una alternativa para todo aquel que quiera formar parte de él, haciendo partícipe a cada uno de los miembros de la sociedad que se sumen a este proyecto, a la vez que crearía conciencia sobre el uso moderado de este recurso. Su implementación no representaría un esfuerzo a gran medida ni un adaptamiento drástico en las actividades cotidianas, además de que representaría un beneficio en el ahorro económico a mediano y largo plazo. Si bien ya existen varios proyectos orientados hacia este tema, la mayoría de ellos se enfoca más sólo en empresas o establecimientos con alto consumo de agua y no a sectores más pequeños tales como un hogar común, entre otros.
5. Marco teórico 5.1 El uso doméstico del agua Se ha estimado que los humanos consumen «directa o indirectamente» alrededor de un 54% del agua dulce superficial disponible en el mundo. Del cual 20% es utilizado para mantener la fauna y la flora, transporte de bienes (barcos) y pesca; el 34% restante, utilizado de la siguiente manera: El 70% en irrigación, un 20% en la industria y un 10% en las ciudades y los hogares. Un habitante de un país desarrollado consume alrededor de 5 litros diarios en forma de alimentos y bebidas. El consumo de agua por persona en los países desarrollados puede alcanzar los 300 litros diarios ante los 25 que se consumen en zonas subdesarrolladas. La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda 80 litros diarios para las necesidades vitales e higiene personal. No obstante, el consumo medio mundial de litros de agua por persona es de 1.800 litros diarios si se suman las actividades en las que la utilizamos y se añade la agricultura y ganadería (75%) e industria (8%). En la actualidad, 26 países sufren la escasez de agua pero la previsión es que en 2025 sean 41 los países que presenten un déficit crónico de agua, afectando a 2.800 millones de personas, el 35% de los 8.000 que por entonces habitaremos el planeta. 4
La relevancia que el agua tiene para el desarrollo y conservación de la vida en la Tierra es absoluta. El cuerpo humano se compone, aproximadamente, de un 70% de agua, un elemento imprescindible no sólo para el ser humano sino para el resto de organismos del planeta. Sin agua no hay vida.
Distribución del del agua en el planeta. planeta.
Aunque el consumo promedio de agua por persona en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México es de 300 litros diarios, uno de los más elevados del mundo, existen diferencias considerables entre las distintas colonias de la ciudad: en las zonas de nivel económico alto el consumo puede ser de hasta 600 litros de agua por habitante al día, mientras que en otras zonas el consumo es de apenas 20 litros, mismos que son surtidos por medio de carros carros tanque con con un costo muy alto para el consumidor. consumidor. En la siguiente tabla se muestran algunas de las actividades cotidianas más comunes y la cantidad de agua utilizada en cada una de ellas.
5
ACTIVIDAD
CONSUMO DE AGUA
Lavar la ropa
60-100 litros
Limpiar la casa
15-40 litros
Limpiar la vajilla a máquina
18-50 litros
Limpiar la vajilla a mano
100 litros
Cocinar
6-8 litros
Darse una ducha
35-70 litros
Bañarse
200 litros
Lavarse los dientes
30 litros
Lavarse los dientes (cerrando el grifo)
1,5 litros
Lavarse las manos
1,5 litros
Afeitarse
40-75 litros
Afeitarse (cerrando el grifo)
3 litros
Lavar el coche con manguera
500 litros
Descargar la cisterna
10-15 litros
Media descarga de cisterna
6 litros
Regar un jardín pequeño
75 litros
Riego de plantas domésticas
15 litros
6
Beber
1,5 litros
En la mayoría de estas actividades que realizamos diariamente, se desperdicia una cantidad considerable de agua potable que simplemente podríamos ahorrar con un poco de esfuerzo. Por ejemplo: •
Al tomar un baño de 15 a 20 minutos se gastan 200 litros litr os de agua,
de los que se desperdician alrededor de 150 litros. Bañarse y enjabonarse con las llaves cerradas, a mucha gente le molesta pero significa un gran ahorro. •
Se tiran 6 litros de agua antes de cada baño, esperando que llegue el agua caliente.
•
Cuando te lavas los dientes, gastas 7 litros de agua, de los que se desperdician por lo menos 6.5 6.5 litros.
•
Cuando le jalas al escusado, se llegan a desperdiciar hasta 20 litros de agua diarios.
•
Al lavarte las manos o al rasurarte, desperdicias hasta 5 litros, cada minuto que el agua corre.
•
Si dejas el grifo abierto con un pequeño goteo, se pueden desperdiciar hasta 30 litros al día.
•
Se desperdician hasta 100 litros de agua, cuando lavas el coche con manguera, y si utilizas una cubeta y una jerga, sólo se gastan 10 litros.
•
Si utilizas el lavavajillas sin que se esté lleno, desperdicias unos 25 litros de agua.
•
Si lavas los trastes sin cerrar el grifo mientras los enjabonas, desperdicias 25 litros por minuto.
7
5.2 Campañas y proyectos alrededor del mundo Es evidente que ya en muchas partes del mundo se están tomando cartas en el asunto impulsando campañas apoyadas por el gobierno y por empresas. Algunos de estos proyectos se mencionan a continuación. •
En España, por ejemplo, los españoles son conscientes de la importancia de ahorrar agua. Tanto que, la mayoría de los hogares adopta algún hábito para no malgastar tan preciado recurso, según se desprende de la encuesta del Instituto Nacional de Estadística (INE) sobre Hogares y Medio Ambiente de 2008, que tiene por objetivo investigar los hábitos, pautas de consumo y actitudes de los hogares en relación con los diferentes aspectos del medio ambiente. El 96,9% de los hogares españoles adopta algún hábito para ahorrar agua. La media nacional establece que el 73,1% de los hogares españoles disponen de al menos uno. La encuesta es el resultado de un proyecto pionero de cooperación nacional en el que han participado el Instituto Nacional de Estadística, el Instituto de Estadística de Andalucía, el Instituto de Estadística de Cataluña, el Instituto Gallego de Estadística y el Instituto Vasco de Estadística.
• Foro para la Edificación Sostenible de la Comunitat Valenciana.
Su organización, a iniciativa de la mesa de Agua del “ Foro para la Edificación
Sostenible
Comunitat
Valenciana” ,
informar de cómo
de
gestionar
la era el
consumo y fomentar el ahorro de agua en la edificación. El Grupo TEHSA aportó, una vez más, sus amplios conocimientos sobre sistemas de ahorro de agua. La organización de esta jornada, a iniciativa de la mesa de Agua del “ Foro “ Foro para la Edificación Sostenible de la Comunitat Valenciana” ,
pretendía poner en
conocimiento de los asistentes la oferta existente en el mercado relativa a 8
dispositivos e instalaciones, así como los criterios a tener en cuenta en el diseño tanto de edificios, como de espacios ajardinados, que permiten gestionar el consumo y fomentar el ahorro de agua en la edificación. Dicha iniciativa constó de cuatro ponencias teóricas sobre dispositivos de agua, reutilización de aguas de lluvia, reutilización de aguas grises y ahorro de agua en jardinería y de una presentación de ejemplos prácticos de aplicación en edificios públicos (hoteles) y privados (viviendas). • Implementación de Medidas de Hidro-Eficiencia Energética en Edificios de Alto Consumo.
Por primera vez en mucho tiempo un grupo de Empresas y Empresarios, Instituciones, Ayuntamientos, Universidades y ONG, se han puesto de acuerdo para llevar adelante un estudio que pretende comparar y auditar las tecnologías existentes de Hidro-Eficiencia energética, en cuanto a ACS y AFCH, se refiere. En estos estudios y/o ecoauditorías, se determinaría los consumos actuales, los costes de estos, qué actuaciones de hidro-eficiencia se podrían realizar, qué coste tendrían, qué ahorrarían, cómo se amortizarían, en qué plazo y qué beneficios aportarían. A la vez que se implementará en los casos que lo estimen los participantes. Intentando posteriormente, demostrar a la sociedad y al mundo empresarial lo fácil de acometer este tipo de mejoras, lo eficaces que son las soluciones implementadas, los beneficios que aportan, a través de darle una gran difusión a los resultados de los estudios y conclusiones sobre los edificios y empresas y/o instituciones participantes. Lógicamente y uno de los puntos más importantes es que este tipo de acciones, hoy por hoy, no se encuentran con ningún tipo de apoyo de la administración y los resultados pretenden conseguir de ésta, apoyos y subvenciones a unas actividades que ya están demostradas como eficaces y que son capaces de ahorrar más del 35-40 % del agua consumida en ACS y AFCH y más del 10 % de la energía utilizada para generar la ACS del edificio, garantizando, por norma general, beneficios económicos en el mismo año de implementación. (ACS: Agua Caliente Sanitaria. AFCH: Agua Fría de Consumo Humano.) 9
"No hay energía más ecológica, que la que no se consume". "La mejor actuación de reciclaje y/o depuración es la Eficiencia".
6. Hipótesis Debido a que este mecanismo es un concepto nuevo para la población y a que ésta no está acostumbrada a que se ‘controle’ o regule su consumo en su casa o
establecimiento,
la implementación en un sector considerable sería algo lento; sin embargo, al no implicar un cambio drástico sería fácil adaptarse a esta propuesta con resultados benéficos tanto tanto económicamente como para el el medio ambiente.
7. Metodología 7.1. 7.1 . Enfoque Para este proyecto de investigación, el enfoque que se requiere es cuantitativo, debido a que el punto de partida es la investigación sobre los distintos dispositivos existentes en el mercado cuya función es similar a lo que se pretende realizar. Los resultados que se obtendrán serán tangibles y aplicables al entorno, como lo es el mecanismo en sí.
7.2. 7.2 . Contexto de la investigación El proyecto se llevará a cabo en un futuro próximo, aplicable en una primera etapa, a un sector relativamente pequeño como lo es el municipio de Celaya, Gto., esperando la pronta aceptación aceptación y, con esto, esto, la expansión del mercado.
7.3. 7.3 . Diseño utilizado Se llevará a cabo un diseño experimental de un mecanismo que cumpla con los requerimientos y las funciones establecidas, basándose en los estudios e investigaciones hechas para optimizar su desarrollo y producción.
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7.4. 7.4 . Procedimiento Luego de la información y datos recabados con anterioridad mostrados en este documento, el proceso para llevar a cabo este proyecto sería el siguiente: a) Realizar un estudio local (encuestas, publicidad) para saber qué tanto se desperdicia agua y qué tanto se preocupa la gente por el cuidado de ésta. Conocer si estarían dispuestos a adquirir un dispositivo que ayude a controlar el desperdicio de agua. b) Teniendo resultados favorables en las encuestas, el siguiente paso es adentrarse más a investigar los elementos más adecuados que conformarían el mecanismo cuya función específica sería: Según el consumo de agua que se tenga por mes, se calcularía un consumo ‘promedio’ mensual
para determinado establecimiento. Esa cantidad promedio
sería la que se programaría en el mecanismo y éste, al momento de llegar o rebasar esa cantidad, cerraría el flujo de agua al establecimiento hasta que termine el mes y lo mismo para los meses siguientes. Su objetivo es crear conciencia en la gente de cuánta agua gastan teniendo en cuenta que su cantidad es limitada. Una alternativa es que la cantidad por mes sea menor que la promedio, establecida establecida por el usuario si es que desea desea comprometerse un poco más a su uso racional. c) Teniendo realizado el mecanismo, darlo a conocer por diversos medios para su implementación tanto en hogares como en establecimientos interesados en el proyecto.
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8. Misión Fabricar e instalar dispositivos de regulación de agua en medidores de casas – habitación para promover el ahorro de agua en la población del municipio mediante la limitación mensual del consumo en litros de la misma.
9. Estrategias 1. Seleccionar un sector específico de la población municipal (calle, colonia o fraccionamiento) en el cual el consumo de agua sea mayor al promedio de la ciudad. 2. Realizar una encuesta a dicho sector específico de la población del municipio donde se solicite la opinión acerca del dispositivo para el ahorro de agua. 3. Investigar los tipos de medidores que se utilizan en las casas del municipio, directamente con la dependencia municipal encargada del consumo de agua, obteniendo sus características más importantes a considerar en el diseño del dispositivo. 4. Realizar la selección de los materiales para el diseño cuyo costo no sea elevado pero que representen un beneficio similar a los más caros. Considerar además la disponibilidad y el tiempo en el que pueden ser obtenidos. 5. Dar a conocer la escasez de agua que hay en la actualidad y recordar que es un recurso no renovable.
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10. Estructura de trabajo
(a) Administrador de proyecto.
Asignar tareas y funciones a las áreas con las que cuenta el proyecto para la realización del mismo.
Participar, ayudar e involucrarse en el desarrollo de las funciones asignadas, en conjunto con los encargados de cada área (producción e investigación).
Revisar que se obtengan los resultados requeridos en los periodos establecidos que proporcionen un avance en el desarrollo del proyecto.
En conjunto con todos los miembros del equipo, buscar instituciones, programas, organizaciones, organizaciones, etc., que puedan aportar apoyos y/o facilidades para el desarrollo e implementación de esta idea.
Motivar constantemente a los miembros del equipo e impulsar la participación activa y el compromiso de cada uno para la buena realización de lo planeado.
(b) Área de Investigación.
Recolectar información sobre posibles materiales, dispositivos, costos y proveedores necesarios según según el diseño establecido para el mecanismo.
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Buscar constantemente, de acuerdo a los resultados y estudios obtenidos antes y después de la implementación del dispositivo, sectores tentativos de la población para la expansión expansión periódica del del proyecto.
Adquirir la información (historial de consumo) de los establecimientos que decidan integrarse al proyecto, además de realizar los procedimientos y documentación para cada domicilio partícipe para posteriormente programar el mecanismo de acuerdo a lo establecido con el propietario. pr opietario.
(c) Área de producción.
Diseñar el dispositivo a implementar en los medidores en base a la información recolectada en relación a estos, apoyándose primero en un esquema general de diseño y con ayuda de software de diseño para una mayor practicidad.
Realizar un prototipo en base a los lineamientos generales en el diseño, considerando que dicho prototipo deberá realizar las mismas funciones que el dispositivo final, permitiendo realizar las modificaciones necesarias sobre el prototipo.
Probar el comportamiento del prototipo bajo las mismas condiciones (generales y extremas) a las que será sometido el dispositivo real (presión, temperatura y caudal). La programación del prototipo también será puesta a prueba en este punto.
Ensamblar el dispositivo real tomando como referencias el diseño y sus modificaciones en base a las pruebas en el prototipo, así como también en la información recabada acerca de los materiales.
Verificar el correcto funcionamiento del dispositivo real una vez fabricado antes de su completa implementación en algún domicilio.
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11. Lista de verificación 1. Objetivo: o
Fabricación e instalación del dispositivo de control de consumo de agua.
2. Producto a entregar: o
Dispositivo controlador de consumo de agua implementado en el medidor.
3. Momentos importantes: o
Conformación del equipo de trabajo.
o
Discusión de diversas propuestas de cada integrante del equipo y dar cierta idea de lo que se quería desarrollar con cada propuesta.
o
Selección del proyecto a desarrollar.
o
Presentación de la investigación y documentación previa realizada para el proyecto.
o
Lluvia de ideas de cada miembro sobre lo que se pensaba del proyecto seleccionado, hacia dónde y cómo se quería llegar con el desarrollo del mecanismo.
o
Modificación y elaboración de ciertos aspectos como objetivos, misión, visión, metas y justificación.
o
Finalizar la definición del proyecto.
o
Diseño de un prototipo de prueba.
o
Corrección y elaboración del dispositivo de control de consumo de agua.
o
Programación del dispositivo (distinta para cada usuario), instalación.
o
Producción del producto.
o
Instalación en la tubería del medidor.
4. Tipos de materiales para la construcción. Por unidad: -
2 Motores CD.
-
1 PIC 16F84A.
-
1 Válvula de paso ½ ó ¾ a 90°. 15
-
Paquete de componentes electrónicos.
-
1 Carcasa de plástico.
-
Tubería de metal.
-
Cable para alambrar.
5. Limitantes: o
Falta de una referencia en la cual el proyecto se base o tome ideas.
o
Presupuesto disponible para la fabricación.
o
Tiempo (entrega del prototipo, construcción, construcción, instalación).
12. Estructura de Descomposición del Trabajo (EDT).
Dispositivo de control de consumo de agua.
Departamento mecánica
Departamento electrónica
Acoplamiento de sistema mecánico y electrónico.
Acoplamiento de sistema mecánico y electrónico.
Carcasa.
Circuito de co ntrol (microcontrolador, resistencias, capacitores, transistores).
Mecanismo de cierre/apertura ( tren de engranaje, válvula de paso).
Incorporación de motor eléctrico CD al mecanismo de cierre apertura.
Contador de caudal.
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13. Matriz de jerarquías. Tiempo Limitar
Dinero
Tiempo
de
instalación
del
Desempeño
mecanismo en el ---------------
---------------
establecimiento Resaltar
Ahorro de dinero al emplear
--------------
el
dispositivo ---------------
El dispositivo no necesita
de
fuente
de
alimentación externa Reparación
Aceptar
--------------
--------------
una
del
producto debido al mal desempeño
14. Codificación. Dispositivo de control de consumo de agua. DADM
Departamento mecánica
Departamento electrónica
DM
DE
Acoplamiento de sistema mecánico y electrónico.
Acoplamiento de sistema mecánico y electrónico.
DM1
DE1
Carcasa.
Circuito de control (microcontrolador, resistencias, resistencias, capacitores, transistores).
DM2
DE2
Mecanismo de cierre/apertura ( tren de engranaje, válvula de paso).
Incorporación de motor eléctrico CD al mecanismo de cierre apertura.
DM3
DE3
Contador de caudal. DM4
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15. Método de distribución Costos de los materiales utilizados en el dispositivo de control de consumo de agua: Unidad
Cantidad
Precio por unidad
Motor CD
2
$30.00
PIC 16F84A
1
$50.00
Válvula de paso ½ ó ¾ a 1
$55.00
90° Paquete de componentes 1
$150.00
electrónicos Carcasa de plástico
1
$100.00
Tubería de metal
1
$30.00
Total
7
$445.00
Tiempo de producción y costo por mano de obra. Actividad
Tiempo (horas)
Costo por actividad
Contador de caudal.
1
$60.00
Mecanismo
de 2
$120.00
cierre/apertura. Fabricación e instalación de 1
$60.00
la carcasa. Incorporación motor CD al 1
$60.00
mecanismo. Elaboración del circuito de 2
$120.00
control. Acoplamiento del sistema 1
$60.00
mecánico y electrónico. Total
8
$480.00
18
16. Distribución de costos en la EDT.
Dispositivo de control de consumo de agua. $925 Departamento mecánica $515
Departamento electrónica $415
Acoplamiento de sistema mecánico y electrónico. $60
Acoplamiento de sistema mecánico y electrónico. $60
Carcasa. $160
Circuito de co ntrol (microcontrolador, resistencias, capacitores, transistores). $220
Mecanismo de cierre/apertura ( tren de engranaje, válvula de paso). $205
Incorporación de motor eléctrico CD al mecanismo de cierre apertura. $90
Contador de caudal. $90
17. Referencias [1] Campaña de ahorro de agua, www.merida.es, Marzo, 2013. [2]Hábitos para el ahorro del agua, www.ahorraragua.org, www.ahorraragua.org, Marzo, 2013. [3]Ahorro del agua en la edificación, e dificación, www.ahorraragua.org, www.ahorraragua.org, Marzo, 2013.
[4]Proyecto de hidro eficiencia energética, ahorraragua.com, ahorraragua.com, Marzo 2013. [5]¿Cuánta agua se desperdicia en un día?, noticias.prodigy.msn.com, noticias.prodigy.msn.com, Marzo 2013.
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