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EDUARDO ALARCÓN
CAMILA BELTRÁN
DAVID TUMBAJOY
Bogotá D.C., junio de 2010
Departamento de Ingeniería Mecánica y MecatrónicaLínea de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico
XXVI MUESTRA DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS
AHORRADOR DE AGUA IMPLEMENTADO EN LA DUCHA Y EL INODORO
ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN
La mayoría de las acciones que se tienen para el ahorro
del agua se encuentran dirigidas a procesos industriales.
Se pretende brindar la posibilidad de ahorrar agua desde
el hogar.
¿Por qué usar el agua potable en servicios que no lo
requieren, como el inodoro, lavar un vehículo o lavar
ventanas?
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE DISEÑO
Desperdicio de agua: Uso de agua potable en el
hogar para aplicaciones que no lo requieren.
Técnicas ineficientes de ahorro de agua.
Reducir el consumo de agua
Disminuir el impacto ambiental del uso inapropiado
del agua.
OBJETIVO GENERAL
REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE
Encuestas:
- Muestra: 70 personas -Muestra: 42 personas
REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE
Listado de requerimientos
Traducción de las
necesidades
Jerarquización de las
necesidades
1. AHORRO DEL RECURSO
2. COSTOS
3. FUNCIONES BASICAS
4. MOTIVACION
5. SEGURIDAD E HIGIENE
6. CONFORT
7. CARACTERISTICAS FISICAS Y
ADAPTABILIDAD
8. MANTENIMIENTO Y MONTAJE
ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA (BENCHMARKING)
Sistemas ahorradores encontrados en el mercado
Ahorrador reductor de caudal.
Grifería hidrostática, Válvula de
llenado.
Esclusa.
Duchas y griferías con los últimos
estándares de calidad para el
ahorro de agua.
Inodoro de doble descarga
DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL
GENERACIÓN DE CONCEPTOS
GENERACIÓN DE CONCEPTOS
Lista de Subfunciones:
A. Recolectar agua
B. Filtrar agua
C. Generar gradiente de presión
D. Controlar y detener flujo
E. Almacenar agua
F. Detectar descarga
G. Abastecer el tanque
H. Abastecer el tanque
I. Encender el dispositivo
J. Permitir el uso normal del inodoro
Lista de Subfunciones:
A. Recolectar agua
B. Filtrar agua
C. Generar gradiente de presión
D. Controlar y detener flujo
E. Almacenar agua
F. Detectar descarga
G. Abastecer el tanque
H. Abastecer el tanque
I. Encender el dispositivo
J. Permitir el uso normal del inodoro
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE
SOLUCIÓN GENERADAS
COMBINACION POR
FUNCIONES
12 OPCIONES PROMETEDORAS
MATRIZ PUGH
CONCEPTO 17
4 CONCEPTOS MAS
PROMETEDORES
ALTERNATIVA DE DISEÑO GLOBAL
DOMINANTE.
GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
Arquitectura: RANURA - MODULAR
Facilidad de ensamble
La interacción entre los elementos es única.
GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
Recolectar agua de la ducha y enviarla al inodoro
Recolectar agua de la ducha
Plataforma de recolección
Sistema de filtro de agua y limpieza
Transportar el agua
- Motor aspirador – Bomba
Almacenar el agua y proveer
de agua al inodoro
Tanque de almacenamiento
Sistema de control
- Sensor plataforma
- Sensor de tanque de almacenamiento nivel máximo
-Sensor de tanque de almacenamiento en nivel mínimo.
-Sistema de encendido del dispositivo
A. Recolección de agua
- Superficie mínima de la ducha (dato tomado de las
encuestas).
- Altura aproximada de pie de ducha (100 mm)
- Dimensiones de la bomba:
Altura de la bomba: 90mm
Altura salida de agua: 31.3
Altura total aproximada de la bomba: 120 mm
Altura de la plataforma: 120mm
- Material a usar: FIBRA DE
VIDRIO. Características
mecánicas:
Resistencia a la flexión:1100 kg/cm²
Resistencia a la compresión:
0.36GPa
- Peso máximo a soportar: 150 kg
CONSIDERACIONES INICILES-RESTRICCIONES
A. Recolección de agua
PIEZAS ESTANDAR
A. Recolección de agua
DIAGRAMA FINAL
DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA
*V2 representa una señal sinusoidal proporcionada por un transformador alimentado
de la red doméstica (Vac)
Flujo de Materia
APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO
•El inodoro utiliza un 35 % de agua potable y un 65% de agua reutilizada de la ducha.
•Se almacenan 127 L/dia de los cuales 82,5 L son provenientes del agua de la ducha.
•En un hogar promedio de 4 personas con un inodoro de 10 L se logran 2 descargas por persona con el agua de la ducha. Si el inodoro es de 6 L se alcanzan incluso 14 descargas diarias en total.
•Con un consumo de la bomba de 0.2 kW el costo de energía eléctrica consumida al mes es de $557,11.
•El dispositivo es autónomo en su funcionamiento regular y no interfiere con el uso normal y adecuado del inodoro.
ANÁLISIS ECONÓMICOUNIDAD DISPOSITIVO REAL
MATERIALES CANTIDAD VALOR VALOR PARA EL PRODUCTO
PLATAFORMA SUPERIOR
ROLLO DE FIBRA DE VIDRIO Metro 6000 30000
PINTURA 5000 5000
RESINA Litro 10000 25000
PLATAFORMA INFERIOR
ROLLO DE FIBRA DE VIDRIO Metro 6000 21000
PINTURA 5000 4000
RESINA Litro 10000 15000
VAIVEN
ALAMBRE ACERO GALVANIZADO DE 3mm metro 10000 2500
TANQUE DE ALMACENAMIENTO
LAMINA DE POLIETILENO m² 32000 80000
RECIPIENTE DE PROTECCION BOMBA Y ACCESORIOS
LAMINA DE ACLIRICO m² 15000 5000
SOPORTE TANQUE DE ALMACERNAMINETO
LAMINA DE ACERO 20000
PINTURA ELECTROSTATICA 10000
TOTAL 217500
FABRICACION Y ENSAMBLE CANTIDAD VALOR PARA EL PRODUCTO
PLATAFORMA SUPERIOR
MOLDE 1 90000
MONTAJE 50000
PLATAFORMA INFERIOR
MOLDE 1 45000
MONTAJE 35000
VAIVEN
MONTAJE 4500
TANQUE DE ALMACENAMIENTO
MOLDE EN RESINA 1 800000
PROCESO 40015
RECIPIENTE DE PROTECCION BOMBA Y ACCESORIOS
MONTAJE 20000
SOPORTE TANQUE DE ALMACERNAMINETO
MONTAJE 20000
TOTAL 1104515
PIEZAS ESTANDAR CANTIDAD COSTO UNIDAD COSTO PROTOTIPO
Sistema A ( Plataforma)
CANASTILLA PLASTICA 1 5600 5600
REJILLA BAÑO 1 2200 2200
REJILLA POCETAS 1 2900 2900
ACOPLE PVC ROSCADO 1 1500 1500
CHECK 3/4 in 1 17900 17900
ACOPLE PVC DOBLEMENTE ROSCADO 1 3000 3000
CONEXIÓN MANGUERA ROSCA INTERNA 1 3200 3200
TUBO PVC 1 3800 3800
TAPA TUBO PVC 2 400 800
TAPON PVC 1 1 750 750
TAPON PVC 2 2 450 900
SENSOR FIN DE CARRERA 1 2000 2000
ANTIDESLIZANTE 4 500 2000
Sistema B (Tanque de almacenamiento)
FLOTADOR SENSOR ELECTRICO 1 20000 20000
CONEXIÓN MANGUERA MACHO - HEMBRA 1 2000 2000
ACOPLE NYLON 2 1100 2200
BOYA (CONJUNTO) 1 12500 12500
TORNILLOS 8 600 4800
CHAZOS 8 150 1200
Sistema C (Bomba y accesorios)
BOMBA 1 50000 50000
RECIPIENTE DE PROTECCION BOMBA Y ACCESORIOS 1 30000 30000
TRANSFORMADOR 1 12000 12000
RESISTENCIAS 4 100 400
POTENCIOMETRO 1 950 950
CONDENSADOR 2 300 600
CABLES 1 3000 3000
RELE 1 1500 1500
Interconexión de sistemas
MANGUERA SANITARIO 1,5 m (incluye conexiones) 1 5500 5500
MANGUERA SANITARIO 1 m (incluye conexiones) 1 4500 4500
MANGUERA HULE PLATAFORMA - BOMBA 1/2 in 1 3000 3000
MANGUERA HULE BOMBA - TANQUE 1/2 in 1 3000 3000
COSTO TOTAL 203700
COSTO TOTAL 1.525.715
DISPOSITIVO REAL
COSTO TOTAL 429.520
PROTOTIPO
COSTO TOTAL 538.250
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
La estética del producto como valor objetivo se podría alcanzar con mejores resultados si el dispositivo fuese incluido en el baño desde la
construcción del espacio.
En el diseño del producto surge un problema particular con el sistema de transporte de agua: el diseño debe acoplarse a los dispositivos del
mercado que no satisfacen los verdaderas requerimientos del producto.
Se desea dejar una conciencia de ahorro y reutilización del agua en el hogar, para lograr
otros procesos similares
HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA
EMPLEADAS
•Solid Edge
•Ansys
•Workbeanch
•Proteus versión 6.0
MUCHAS GRACIAS
Eduardo Alarcón - [email protected]
Camila Beltrán – [email protected]
David Tumbajoy – [email protected]
