INTRODUCCIÓN

Este problema que se presenta en la actualidad es un tema que cada día ocupa

más la atención de científicos, técnicos, políticos y en general, de muchos de los

habitantes del planeta.

La escasez de este vital líquido obliga a reiterar nuevamente una llamada a la

moderación de consumo por parte de la población a nivel mundial, ya que sin su

colaboración los esfuerzos técnicos que llevan a cabo

algunas organizaciones resultarían insuficientes.

Sólo muy poca agua es utilizada para el consumo del hombre, ya que: el 90 % es

agua de mar y tiene sal, el 2 % es hielo y está en los polos, y sólo el 1 % de

toda el agua del planeta es dulce, encontrándose en ríos, lagos y

mantos subterráneos. Además el agua tal como se encuentra en la naturaleza,

para ser utilizada sin riesgo para el consumo humano requiere ser tratada, para

eliminar las partículas y organismos que pueden ser dañinos para la salud. Y

finalmente debe ser distribuida a través de tuberías hasta tu casa, para que

puedas consumirla sin ningún problema ni riesgo alguno.

En este proyecto se aprovecha la cualidad del agua para conducir la electricidad,

poniendo dentro del recipiente los elementos sensores que serán los encargados

de medir el nivel de llenado del mismo y que deben ser instalados de forma tal que

muestren cuando el líquido se encuentra al nivel máximo, en un nivel intermedio, o

en un nivel bajo; para tal efecto han sido colocados uno en el fondo, otro en el

medio y otro en el borde. Ya así no desperdiciarla más.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Es el mal uso de este líquido vital que cada día crece más y vemos como se agota

ya que en hogar se desperdicia mucho dejando la llave abierta mientras te

cepillas.

Lavando con exceso de agua, pero podemos corregirlo, corrigiendo fugas, y

llevando un control del llenado de cisternas o rotoplas, evitando que el agua sobre

pase del nivel adecuado.

OBJETIVO GENERAL:

Diseñar un equipo que sea capaz de medir el nivel del agua en su tinaco o

cisterna y así mostrarlo en un tablero con focos LED.

OBJETIVO ESPECIFICO

Aprender el uso y funcionamiento de diversos componentes electrónicos.

Diseñar un circuito que se capaz de medir el nivel del agua a su nivel

especifico.

Solucionar, o contribuir con la solución de alguna problemática de la vida

cotidiana. En este caso controlar los niveles de agua en épocas de invierno

en donde se puede reciclar aguas lluvias.

HIPOTESIS

Medidor de nivel de agua, es un tablero con led¨s. Empleado normalmente en

tinacos cisternas elevadas o semienterrados. El objetivó es para indicar un nivel

correspondiente al agua.

JUSTIFICACIÓN

La razón primordial que motivo a la realización de este proyecto fue el mal uso que

los ciudadanos le dan al agua, y por medio de este producto no costoso podrá

cuidar ese vital liquido que es agua.

MARCO TEORICO

Están constituidos por dispositivos generalmente muy simple; la creatividad y el

ingenio producen las soluciones más variadas.

Las siguientes formas clásicas de medir el nivel del agua: 

1. Reglas-Limnimetrica 

2. Tubo-piezometrico-con-visor-de-vidrio 

3. Flotador 

4. Medidor-neumático

Para la gran mayoría de casos, es suficiente la indicción local o a una distancia

pequeña. En los casos raros en os que interesa el registro, de pueden obtener

fácilmente los dispositivos necesarios, de los fabricantes de aparatos de

instrumentación. 

En este se presentan tres normas CETESB para medidores de tipo neumático y el

tipo flotador con transmisión y del tipo con transmisión eléctrica. Aunque tales

normas se han elaborado teniendo en mente el control del nivel de agua en los

tanques de agua de elevados filtros de estaciones de tratamientos de agua,

también pueden ser utilizados para cualquier tipo de tanque ya que han sido

diseñados para un buen desempeño comercial.

1. Regla-Limnimetrica.

Se emplea generalmente para medir el nivel de agua en ríos, represa, pozos de

succión, cajas de arena y tanques sin cubierta.   Proporcionan solo indicación.

La regla debe ser de material resistente a la corrosión, y de un color que contrate

con los números gravados en su cuerpo; debe fijarse firmemente después de

verificar su precisión. Este es el sistema más simple para medir el nivel del agua.

2. Tubo Piezómetro con visor de vidrio.

Se trata de un tubo de vidrio que se conecta a la pared lateral de tanques abiertos

o cerrados, presurizados o no. Su diámetro interno debe ser superior a 12mm para

evitar los efectos de la capacidad.

3. Flotador.

El elemento esencial de un medidor de nivel de agua de este tipo es un flotador, el

cual es hecho de material resistente a la corrosión, acoplado a una escala o

dispositivo para la transmisión de su movimiento a distancias. Es empleado

normalmente en tanques apoyados, enterrados, semienterrados y elevados,

haciéndose variar la configuración geométrica del sistema de transmisión de

movimiento del flotador.

La posición de la boya es la que define el nivel del agua; la parte sumergida de la

boya debe permanecer prácticamente constante. En los caos que la variación

puede provocar errores de medición, este hecho debe considerarse durante la

calibración de la escala. La distancia entre la escala y el flotador no debe exceder

de 100m. 

Se puede esperar que la indicación del nivel sea bastante precisa si las

dimensiones del flotador han sido bien determinados y si los elementos mecánicos

para transmisión a distancia de los movimientos del flotador han sido bien

equilibrados.

4. Medidor neumático.

Se utiliza para medir el nivel de agua en situaciones de difícil acceso a la misma,

como por ejemple, en pozos tubulares. Este medidor consiste en un tubo de

diámetro pequeño, abierto en tubo el extremo, sugerido bajo el nivel del agua.

Después de introducir aire comprimidos al tubo, hasta lograr que se elimine toda el

agua que estaba contenida en el mismo, se debe mantener una pequeña y

continua alimentación de aire, de forma de garantizar la salida permanente de

burbujas por el extremo inferior del tubo.

Una vez observada esa conclusión, se verificara un equilibrio entre la presión

interna en el tubo y la altura de agua sobre el punto de descarga del aire.

Conviene observar que un exceso de caudal de aire ocasionaría un desequilibrio,

debido a la perdida de carga en la tubería.

La presión de equilibrio debe medirse en un manómetro. Esta presión es igual, en

metros de columna de agua, a la longitud sumergida del tubo del aire, se obtendrá,

por diferencia la profundidad del nivel de agua. El tubo de aire puede ser de hacer,

latón, cobre o plástico, de diámetro interno pequeño.

Si el tubo fuera colocado en un pozo para uso permanente, el mismo debe ser

protegido contra la corrosión y debe ser, de preferencia, continuo, es decir, sin

uniones. Se debe observar que existe estanquidad en los demás puntos del

sistema, como ser: conexiones, manómetros, etc.

Además es necesario conocer con exactitud la profundidad que alcanza el

extremo de la tubería de aire. En el caso de medir nivel de agua durante un

ensayo de bombero, el extremo del tubo de aire debe quedar como mínimo a

3metros sobre la entrada de agua el sistema de elevació

¿Cuánta Agua se Gasta en un familia de 4 personas?

Debemos hacer un alto al desperdicio de agua, porque aunque a veces no nos damos

cuenta, estamos mandando por el resumidero el agua potable cuando otras personas la

están necesitando mucho.

Si te fijas bien en la siguiente información podrás saber cuánta agua gastamos por descuido

o mala actitud y que también podemos hacer lo correcto… recordemos que las cosas se

cuidan cuando se tienen.. Y si tú tienes agua potable en tu casa, o trabajo, debes ayudar

usándola con inteligencia para que siempre haya y alcance para todos.

El cuarto de baño:

Una llave abierta 10 litros x minuto

Llenar una tina 300 litros x minuto

Bañarse con Regadera 100 litros x 5 minutos

Lavarse los dientes 20 litros por no cerrar la  llave

Inodoro de 6 a 18 litros cada vez 

 La cocina

Lavando platos  100 litros x 10 minutos

Lavavajillas  Entre 19 y 30 litros x ciclo

Llave que Gotea De 150 a 200 litros diarios

Para lavar un vaso 7 vasos

Limpieza de Ropa

Lavando ropa 200 litros x carga completa

Fuera de Casa

Lavar el carro con manguera 500 litros

Lavar el carro con cubeta 50 litros (2 ½ cubetas)

1 m2 de jardín  25 litros a la semana

Manguera abierta regando  1800 litros por hora

PROCEDIMIENTO Y DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS.

Para comenzar a realizar el proyecto se adquirieron primeramente los materiales, como se

enlistan a continuación:

Materiales:

4 diodos 2N2222

gabinete

20 metros de cable numero 22.

2 led’s de color rojo de 5mm

1 led’s de color verde de 5mm

1 led’s de color amarillo de 5mm

5 terminales

Un interruptor.

4 Tornillos

4Tuercas galvanizadas

4 tuercas de acero inoxidable

Recipiente o tanque

Fuente de alimentación de 9 V.

Termo fil.

Una cinta de aislar.

Posteriormente se diseña la parte mecánica, en este proyecto se opto por usar tres tipos de

color de led’s ya que cada uno conforme a su color va indicar el nivel de la presión de agua.

Listas de herramientas utilizadas.

Taladro.

Pinzas.

Desarmador.

Cerillos

Cautín.

Estaño.

Pasta para solar.

Pistola de silicón.

Construcción del guía cables hechos de pvc:

Fig1.- Para comenzar se explicara primeramente la parte mecánica se inicio por a

perforación del tubo pvc el cual lleva dentro de si cables que especificaran e nivel del

agua.

Fig2.- Se perfora la tapa del recipiente o contenedor del agua para su simulación.

Fig3.- Ya que se perforo la tapa del depósito de agua se introducen los cables al tubo

de pvc.

Fig4.- Ya listo él tuvo de pvc se prepara para acomodarlo en la tapa el depósito

fijándolo con cinta de aislar.

Fig5.- Se introduce el tubo de pvc en la tapa del depósito o recipiente.

Fig6.- Se coloca la tapa en recipiente ya preparado y proseguimos a preparar la

alimentación del dispositivo.

Fig7.- Se revisa el tipo de transformador a utilizar.

Fig8.- Este es el momento en el que se ensambla las resistencias y los led´s a la porta

bocina.

Fig9.- Posteriormente se sujetan con silicón.

Fig10.- Se adapta el transformador de corriente de 120volts a 9volts.

Fig11.- Se verifica que los led´s estén en sus lugares. Correspondientes.

Fig12.- Se aprovecha una parte del porta led´s y se adapta un interruptor para

simulación dela bomba de agua.

Fig13.- Aquí podemos obsevar el interruptor por dentro del porta led´s.

Fig14.- Interruptor ya instalado.

Fig15.-Armando el sensor.

Fig16 Armado y con el deposito.

El circuito:

Como se puede apreciar en el siguiente diagrama se encuentra el esquema electrónico que

se encarga de verificar la fuente de luz de los led´s, ya que se utilizaron 5 led´s y 5

resistencias a si como cables conductor de corriente.

Fig17.-

Diagrama electrónico del prototipo.

Explicación sobre el proyecto.

El funcionamiento de estos sensores se basa en la variación de la resistencia eléctrica

determinada por el agua, esta variación es función de la altura de la lámina liquida. Se puede

utilizar otro tipo en el que el transmisor es una resistencia de barra A sumergida en el tanque

R. la línea de agua varia en la barra en función de la variación del volumen de agua en el

tanque.

La corriente de operación es transmitida a través de la parte ni sumergida de la barra,

pasando por el agua y por el hielo conductor C. Por lo tanto, el agua cierra el circuito

eléctrico entre la parte no sumergida de la barra y el hilo conductor. Cuando la superficie del

agua sube, la resistencia disminuye, aumentando entonces el valor de la corriente en el

circuito de medición y viceversa. Esa corriente es medida en un amperímetro, con una

escala calibrada en metros de columna de agua o volumen, de acuerdo con lo que sea más

adecuado localmente.

Resultados Indicar el nivel de agua en un recipiente.

El proyecto se inició con la elaboración de un sensor de nivel de presión de agua, siendo

utilizado para medir y controlar la cantidad de líquido presente en un recipiente. Estos

también se denominan como: sistema de control. Para obtener la medida del agua que se

desea tener con un tanque o depósito, se utilizara para uso doméstico, que mantiene el nivel

real con un nivel deseado y corrigiendo el mal uso que anteriormente se le daba a este vital

líquido.

Duración

El proyecto se va a realizar en un periodo de 3 meses en el transcurso de estos tres

meses le dedicáremos tiempo los fines de semana, el cual vamos a seguir los 5 pasos

correspondientes siendo la última la presentación del proyecto .

Cronograma

PASOS SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE

1.- Planteamiento del

Problema

x x x x

2.- Investigación del

prototipo

X x x x x

3.- Elaboración y diseño X X X X

4.- Realización de un

Prototipo

Comprobación de

funcionamiento

X X X X X

5.- Presentación Final X X X

PRESUPUESTO

Inversión APORTES DE LA INSTITUCIÓN O DEL GRUPO TOTAL

en INVESTIGADOR

Materiales Tubo de pvc, Un metro de tuvo pvc de ½ pulgada.

Una cinta de aislar.

Porta bocina.

15 metros de cable numero 18.

Resistencias de 120 Ω (5 en total)

2 leds de color rojo de 5mm

2 leds de color verde de 5mm

1 leds de color amarillo de 5mm

Un interruptor.

Tornillos (4).

Recipiente o tanque

Fuente de alimentación de 12 V.

Clavija con cable numero 12.

Termo fil.

$15.00

$25.00

$50.00

$35.00

$5.00

$6.00

$6.00

$3.00

$15.00

$2.00

$10.00

$135.00

$56.00

$48.00

TOTAL: $441.00

FIJACIÓN DE PRECIOS

Cu= Costo

Unitario

M= Margen

ganancia

P= Precio

P = Cu * ( 1 + M )

Cu= 441 y M= 100 %

P= 441 * ( 1 + 1 ) = 882.00

P= $ 882.00

El producto se venderá a $882.00 cubriendo el costo unitario de

inversión y un 100% del margen de ganancia; Por lo que al

comprador le beneficiará un 100% pues sabrá con exactitud la

cantidad de venta de su producto.

PIRAMIDE DE MASLOW. (Medidor de Nivel de Agua)

Nuestro producto cumple las necesidades del consumidor, basándose prácticamente en la

Seguridad; todo consiste en la necesidad de suplir una forma de vida básica, principalmente

R E A L I

Z A C I Ó N

R E C O N O C I

M I E N T O

F I S I O L O G I C A S

S E G U R I D A D

en la seguridad de la cantidad de agua contenida en un recipiente, lo cual con lleva a tener

una visualización del nivel de agua proviniendo la probable escasez de ésta.

CARACTERÍSTICAS DE VALOR:

( Estética, Seguridad, Compatibilidad, Economía y Calidad )

CARACTERÍSTICAS ¿POR QUÉ? ¿CÓMO COMUNICAR?

ESTÉTICA

Porque se puede adaptar en

cualquier área de tu hogar,

brindando una buena imagen

sin alterar la imagen del

alrededor.

Por medio de folletos e

instructivos.

SEGURIDAD

Porque conduce bajo voltaje

lo cual protege tanto a niños

como a personas adultas de

una posible sobrecarga.

Realizando pruebas del

dispositivo frente al

cliente.

COMPATIBILIDAD

Puedes instalarlos en

cisternas, tinacos, depósito

de agua y en tu propio tanque

de agua residual, no importa

el tamaño ni las dimensiones.

A través de diagramas y

figuras donde

especifique tamaño,

dimensiones y niveles

del recipiente al utilizar.

ECONOMÍA

Por la cantidad de energía

que consume, la cantidad del

agua ahorrada al utilizar el

deposito y por el bajo precio

en el mercado.

Comparando precios en

el mercado.

CALIDAD

Brinda un excelente servicio

del 98% en su

funcionamiento y es exacto.

Conforme a su

sensibilidad tanto al

entorno y duración de

su vida útil.

LOGOTIPO

PUBLICIDAD DEL PRODUCTO (Tríptico).

CONCLUSIÓN

El objetivo en un principio, fue realizar un sensor de presión de nivel de agua, que fuese

amigable con los usuarios, el propósito fue alcanzando lo cual no es necesario una alta

capacitación y conocimiento acerca de la dramática (su manejo es invisible) para tomar

muestra del nivel de los recipientes deseados.

Además las constantes son requeridas al operador para el desarrollo de los cálculos pues

son fáciles de obtener, es decir no tiene que mover o realizar una ardua investigación en

busca de dichos valores solo se tiende a medir algunas partes físicas del medidor de agua.

RECOMENDACIONES

En un sensor de presión de nivel de agua, es recomendable un manejo u operación sutil

(delicada) a su manejo; no es recomendable exceder el límite de líquido (agua) requerido en

el tanque con su capacidad, en el cual podría presentar daños en el dispositivo.

REFERENCIAS

Libros

(1)Principios de Electricidad y Electrónica II

Escrito por Antonio Hermosa Dónate.

Boixareu Editorial marcombo

(2) Principios de Electricidad y Electrónica I (2a Edición)

Escrito por Antonio Hermosa Dónate.

Boixareu Editorial marcombo