modelo de vivienda domotica sistemica para el valle de mexico t é sis

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

UNIDAD PROFESIONAL “ADOLFO LÓPEZ MATEOS” SECCION DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN

MODELO DE VIVIENDA DOMOTICA

SISTEMICA PARA EL VALLE DE MEXICO

T É S I S PARA OBTENER EL GRADO DE

MAESTRÍA EN CIENCIAS EN INGENIERÍA DE SISTÉMAS

PRESENTA:

Ing. LIVIA ARELI COLÍN DIAZ

DIRECTOR DE TESIS:

DR. FRANCISCO JAVIER ACEVES HERNANDEZ

MÉXICO, D.F. JULIO 2012

2

Modelo de vivienda domótica sistémica para el Valle de México

3


4


INDICE

Índice de figuras……………………………………………………………………………6

Índice de tablas……………………………………………………………………………..7

Resumen……………………………………………………………………………….……8

Abstract……………………………………………………………………………………..8

Introducción………………………………………………………………………………...9

Justificación……………………………………………………………………………….10

Objetivos e hipótesis………………….…………………………………………………...11

1. Capítulo 1 MARCO TEÓRICO-METODOLÓGICO

1.1. TEORÍA GENERAL DE SISTEMAS…………………………………………..…12

1.1.1. Definiciones nominales para sistemas…………………………………………...…13

1.1.2. Clasificaciones básicas de sistemas generales…………………………………...…13

1.1.3. Metodología para solución de sistemas suaves de Peter Checkland (SSM)..…..….13

1.1.4. Enfoque y descripción de la metodología sistémica para una vivienda

domótica….…………………………….……………………..……………............15

1.2. INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y DOMÓTICA………………..………………...17

1.2.1. Edificios inteligentes……………………………………………………………….18

1.2.2. Impacto en el medio ambiente……………………………………………………..19

2. Capítulo 2 DIAGNOSTICO DE LA PROBLEMATICA DE LAS VIVIENDAS

EN EL VALLE DE MEXICO

2.1. LA ENERGIA ELECTRICA EN VIVIENDAS……………………………….…..20

2.2. USO INEFICIENTE DE LA ENERGIA ELECTRICA…………………………...21

2.2.1. Sistemas de aire acondicionado………………………………………………….…22

2.2.2. Sistemas de iluminación……………………………………………………………22

2.2.3. Aparatos electrónicos (Stand-By).…………………………………………………23

2.3. USO INEFICIENTE DEL AGUA EN VIVIENDAS……………………………..25

2.4. IMPACTOS AMBIENTALES…………………………………………………….26

2.4.1. Producidos por el desperdicio de energía eléctrica……………………………...…26

2.4.2. Producidos por el desperdicio de agua……………………………………………..27

3. Capítulo 3 ESTADO DEL ARTE

3.1. ELEMENTOS BÁSICOS EN UNA VIVIENDA DOMÓTICA……………….….29

3.1.1. Iluminación…………………………………………………………………………29

3.1.2. Ventilación y climatización………………………………………………………...31

3.1.3. Sistemas hidráulicos…………………………………………………………….….36

5


3.1.4. Agua y saneamiento…………………………………………………………….….37

3.1.5. Aprovechamiento de agua pluvial………………………………………………...39

3.1.6. Inodoros secos y atomizadores en grifos……………………………….…………42

3.2. ENERGIA SOLAR EN UNA VIVIENDA………………………………….……..43

3.2.1. Sistema fotovoltaico……………………………………………………………..…44

3.2.2. Funcionamiento………………………………………………………………….…46

3.2.3. Factores para el rendimiento de un panel fotovoltaico………………………….…47

3.2.4. Vida útil y mantenimiento…………………………………………………….……47

3.2.5. Aplicaciones……………………………………………………………………..…48

3.2.6. Impacto ambiental……………………………………………………………..…...48

Capítulo 4 MODELO PROPUESTO

4.1. ESPECIFICACIONES DE LA VIVIENDA Y REQUISITOS BÁSICOS……………50

4.1.1. Especificaciones de la vivienda…………………………………………………..…50

4.1.2. Requisitos básicos…………………………………………………………………...51

4.2. PROPUESTAS PARA EL USO EFICIENTE DE ENERGIA EN LA VIVIENDA….52

4.2.1. Iluminación en la vivienda……………………………………………………..……52

4.2.2. Iluminación en exteriores………………………………………………………...….53

4.2.3. Iluminación y ventilación natural……………………………………………………53

4.2.4. Uso de paneles fotovoltaicos ……………………………………………………..…55

4.3. PROPUESTAS PARA EL USO EFICIENTE DE AGUA EN LA VIVIENDA…..…56

4.3.1. Modelo de sistema de aprovechamiento de agua pluvial para la vivienda……….…56

4.3.2. Modelo de aprovechamiento de agua en la vivienda por medio de uso

de aguas grises…………………………………………………………………….…57

4.3.3. Uso de inodoros secos, sensores y atomizadores para grifos……………………..…58

Capitulo 5 ANALISIS DE COSTO BENEFICIO

5.1. COMPARACIÓN DE COSTOS ENTRE UNA VIVIENDA NORMAL Y EL

MODELO PROPUESTO…………………..………………………………………………60

5.1.1. Material y costos de construcción……………………………………………….…..60

5.1.2. Material y costos de sistemas de iluminación……………………………………….61

5.1.3. Material y costos de sistemas de ventilación…………………………………….….62

5.1.4. Material y costos de paneles fotovoltaicos……………………………………….....63

5.1.5. Material y costos para el modelo de aprovechamiento de agua pluvial…………..…64

5.1.6. Material y costos para el modelo de aprovechamiento de aguas grises…….…….…65

5.1.7. Material y costos para el uso de inodoros secos y atomizadores………………..…..65

5.1.8. Material y costos totales del proyecto…………………………………………..…...67

CONCLUSIONES………………………………………………………………………...68

RECOMENDACIONES………………………………………………………………….70

6


Bibliografía, Hemerografía y Webgrafía…………………………………………….….71

Glosario………………………………………………………………………………...….72

Anexos………………………………………………………….……………………….…76

INDICE DE FIGURAS

1.1. Desarrollo de las etapas de la metodología de sistemas blandos (SSM)………………15

1.2. Diagrama ilustrativo para el estadio 2 de la metodología de sistemas blandos………..15

2.1. Consumo promedio de energía eléctrica en las viviendas de México a

nivel nacional………………………………………………………………………………20

2.2. Partes de una lámpara incandescente………….………….………….…………..……22

2.3. Fuga de agua en un grifo………….………….………….………….………….……...26

3.1. Lámpara solar de led tipo poste para jardines. ………….………….………….…...…31

3.2. Equipo de aire acondicionado tipo ventana………….………….………….…………32

3.3. Equipo de aire acondicionado tipo paquete………….………….………….…………32

3.4. Equipo de aire acondicionado tipo dividido………….………….………….…………33

3.5. Enfriador de agua centrífugo………….………….………….………….…………..…34

3.6. Regadera Automática Contra Incendio …………..………….………….………….…37

3.7. Sistema grande de aguas grises………….………….………….………….…………..38

3.8. Sistema pequeño de aguas grises………….………….………….………….………...38

3.9. Canaleta con rejilla y válvula para el lavado de las primeras lluvias………….………39

3.10. Diseño básico de un sistema de almacenamiento de agua pluvial. ………….………42

3.11. Inodoro seco con tapa-trampa para malos olores. ………….………….……………42

3.12. Atomizador de agua para grifo ………….………….………….………….…………43

3.13. Efecto fotovoltaico en una célula solar………….………….………….…………….44

3.14. Instalación solar fotovoltaica sin inversor, utilización a 12Vcc………….………….45

3.15. Instalación solar fotovoltaica con inversor, utilización a 230Vca………….……..…45

4.1. Modelo y características de la vivienda………….………….………….………….….51

4.2. Modelo básico de la localización de las luminarias, enchufes

y contactos de la vivienda ………….………….………….………….………….……52

4.3. Luminaria con sensor de movimiento a base de Led………….………….………..….53

4.4. Localización de las lámparas solares tipo poste el jardín de la vivienda………….….53

4.5. Localización de ventanales y domo dentro de la vivienda………….…………………54

4.6. Ventana de persianas regulable y Diagrama de posiciones de cada alabe de

la ventana .......................................................................................................................55

4.7. Panel fotovoltaico para el techo de la vivienda………….………….………….…...…55

4.8. Ejemplo de una vivienda con techo a doble caída con canaletas para el sistema de

aprovechamiento de agua pluvial y cisterna tipo rotoplas. ………….………….…………56

7


4.9. Calentador solar………….………….………….………….………….…...……….…56

4.10. Sistema de aguas grises seleccionado para la vivienda………….…………..………57

4.11. Inodoro seco para la vivienda con trampa de acero inoxidable y sistema

anti-olores…………………………………………………………………………….58

4.12. Grifo auto recargable Ecopower- Toto, con sensor y turbina………………………..58

4.1.3. Atomizador de agua para grifo y para regadera………….……….………………....59

5.1. Ventana de persianas regulables con cristal opaco……………………………………62

5.2. Ventilador para techo marca con Westinghouse de 30………….………….……...…63

5.3. Calentador Solar marca Solaris de 450 litros…………………………………………64

INDICE DE TABLAS

2.1. Consumo de energía eléctrica por los aparatos que más se utilizan en el hogar………21

2.2. Ahorro anual al sustituir una lámpara tradicional (incandescente), una lámpara

de bajo consumo (ahorradoras), un tubo fluorescente, por un tubo de led……………...…23

2.3. Lista de electrodomésticos con energía en espera (stand-by)…………………………24

5.1. Gastos aproximados de la construcción de la vivienda ………………………………60

5.2a. Tabla comparativa de gastos y ahorro de la iluminación de la vivienda para

una tarifa de consumo de hasta 140 KW…………………………………………………..61

5.2b. Tabla comparativa de gastos y ahorro de la iluminación de la vivienda para

una tarifa de consumo mayor de 140 KW…………………………………………………61

5.3. Costos de las luminarias usadas en el proyecto……………………………………....62

5.4. Desglose de material y gasto de un modelo de aprovechamiento de agua pluvial……64

5.5. Desglose general de material y gasto del modelo de aprovechamiento

de aguas grises……………………………………………………………………………..65

5.6. Gasto en litros por el uso de inodoro normal de 20 litros de una familia de

5 personas durante 20 años………………………………………………………………...66

5.7. Gasto en litros por el uso normal de grifos y regaderas de una familia de

5 personas durante 20 años………………………………………………………………..66

5.8. Tabla comparativa de gastos totales según el tipo de ecotecnología usada

en una vivienda normal y en una vivienda domótica……………………………………...67

5.9. Costo total de una vivienda normal y una vivienda domótica………………………..67

C- 1. Costos de la implementación de las propuestas hidráulicas……………….…….....68

C- 2. Costos de la implementación de las propuestas de iluminación………………....…68

8


RESUMEN

En este trabajo de tesis se analiza la problemática del consumo excesivo de agua y energía,

en las viviendas convencionales del Valle de México, y se propone demostrar la hipótesis

de que es factible reducir el consumo de estos recursos en al menos un 20%.

Para tal efecto se analiza el impacto y el costo de varias eco tecnologías ya disponibles en

el mercado nacional, tales como:

Celdas fotovoltaicas

Iluminación por medio de LEDS

Calentadores solares

Ahorradores de agua

Sistema para el aprovechamiento de agua pluvial

Sistema de aprovechamiento de aguas grises

Finalmente, se concluye que la hipótesis propuesta es alcanzable en el modelo de vivienda

domótica propuesto.

ABSTRACT

This thesis analyzes the problem of excessive water and energy consumption in

conventional housing at the Valley of Mexico, and intends to prove the hypothesis that it is

feasible to reduce the consumption of these resources by at least 20%.

For this purpose it is analyzed the impact and cost of various eco technologies already

available on the national market, such as:

• Photovoltaic cells

• LED lighting

• Solar water heaters

• Water savers

• System for rainwater harvesting

• System for greywater utilization.

Finally, it is concluded that the hypothesis is achievable in the proposed domotic dwelling

model.

9


INTRODUCCION

El agotamiento de los recursos no renovables, como el petróleo, es inminente, ya que se

prevé que se agotará en el presente siglo. Por lo tanto es importante buscar la utilización de

fuentes de energías renovables como la solar y todas sus variantes. Existen alternativas en

el mercado para hacer uso eficiente de las fuentes renovables de energía.

Por otro lado, en el Valle de México escasea el agua potable. Por lo tanto también es

importante buscar alternativas para hacer un uso eficiente de la misma; por ejemplo

aprovechando el agua de lluvia y haciendo uso eficiente de las aguas grises, previamente

tratadas.

En esta tesis se aplican estas premisas con el fin de aprovechar las fuentes renovables de

energía y de agua y para eficientar su uso a un costo económico razonable, pero con una

huella ecológica mucho menor que con las viviendas actuales, a partir de la problemática

planteada.

En el capítulo uno se fundamenta el conocimiento teórico necesario para solucionar la

problemática del uso excesivo de agua y de energía, con la aplicación de la metodología

para solución de sistemas suaves de Peter Checkland en el sistema propuesto.

En el capítulo dos se analiza el uso ineficiente de agua y energía eléctrica en las viviendas

actuales, dentro del Valle de México, así como los impactos ambientales producidos por

este desperdicio de recursos.

En el capítulo tres se consideran los antecedentes necesarios para la implementación de las

propuestas en este sistema domótico.

En el capítulo cuatro se aborda la implementación de diversas eco tecnologías existentes,

para eficientar el uso de los recursos hídricos y energéticos, y así poder también reducir el

impacto ecológico que en la actualidad tiene una vivienda. Se trata de aprovechar los

recursos que se tienen al máximo.

En el capítulo cinco se presentan las ventajas económicas que se tienen al implementar un

sistema domótico, que se verán reflejadas en la huella ecológica que se deja, ya que se

redujeron hasta en un 80% los recursos acuíferos para temporada de lluvia y en 30% la

energía eléctrica.

10


JUSTIFICACION

Actualmente se desperdicia más del 50% de la energía eléctrica en distintos sectores del

país, del cual más de la mitad se debe a su uso irracional dentro de los hogares.

En cuanto a generación de energía eléctrica en México, el 78,6% proviene de fuentes

fósiles convencionales a base de petróleo, de gas natural y carbón, que, al quemarse

producen dióxido de carbono, lo que genera el efecto invernadero y contribuye al cambio

climático global.

El agua es un recurso indispensable para la vida y el desarrollo equilibrado de todo ser

viviente, humanos incluidos. Actualmente, existen déficits en el suministro de este líquido

vital en extensas zonas de la ciudad de México y del país.

Es necesario aprovechar al máximo las fuentes naturales del agua, como puede ser el agua

de lluvia, y/o aprovechar el agua gris, dándole un tratamiento adecuado, para que pueda ser

reutilizada en la vivienda o en otros lugares, por ejemplo, para riego de áreas verdes.

Existen en el mercado ya muchas ecotecnologías que permiten aprovechar las fuentes

renovables de energía y del agua. Por lo tanto, conviene hacer un análisis de las

posibilidades que existen de su implementación en una vivienda domótica, la cual

aprovechará las ecotecnologías disponibles comercialmente, para satisfacer adecuadamente

las necesidades de sus habitantes.

11


OBJETIVO GENERAL

Desarrollar un modelo de vivienda domótica con enfoque sistémico para el uso eficiente de

agua y energía.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

1. Diagnosticar la problemática del desperdicio de agua y energía en viviendas del Valle

de México.

2. Realizar el estado del arte en tecnologías de viviendas domóticas.

3. Proponer un modelo de vivienda domótica que utilice eficientemente agua y energía.

4. Evaluar teóricamente este modelo de vivienda domótica.

HIPOTESIS

Mediante un modelo de vivienda domótica se puede eficientar el uso de agua y energía en

las viviendas del Valle de México en un 20% como mínimo.

12


Capítulo 1 “MARCO TEÓRICO-METODOLÓGICO”

En este capítulo se fundamenta el conocimiento teórico necesario para solucionar la

problemática del uso excesivo de agua y de energía, con la aplicación de la metodología

para solución de sistemas suaves de Peter Checkland en el sistema propuesto.

1.1. TEORÍA GENERAL DE SISTEMAS

La TGS surgió con los trabajos del biólogo austriaco Ludwig von Bertalanffy, publicados

entre 1950 y 1968. La TGS no busca solucionar problemas o intentar soluciones prácticas,

pero sí producir teorías y formulaciones conceptuales que pueden crear condiciones de

aplicación en la realidad empírica. Los supuestos básicos de la TGS son:

1. Existe una nítida tendencia hacia la integración de diversas ciencias naturales y

sociales.

2. Esa integración parece orientarse rumbo a una teoría de sistemas.

3. Dicha teoría de sistemas puede ser una manera más amplia de estudiar los campos

no-físicos del conocimiento científico, especialmente en ciencias sociales.

4. Con esa teoría de los sistemas, al desarrollar principios unificadores que atraviesan

verticalmente los universos particulares de las diversas ciencias involucradas, nos

aproximamos al objetivo de la unidad de la ciencia.

5. Esto puede generar una integración muy necesaria en la educación científica.

La TGS afirma que las propiedades de los sistemas, no pueden ser descritos en términos de

sus elementos separados; su comprensión se presenta cuando se estudian globalmente. La

TGS se fundamenta en tres premisas básicas:

1. Los sistemas existen dentro de sistemas: cada sistema existe dentro de otro más grande.

2. Los sistemas son abiertos: es consecuencia del anterior. Cada sistema que se examine,

excepto el menor o mayor, recibe y descarga algo en los otros sistemas, generalmente

en los contiguos. Los sistemas abiertos se caracterizan por un proceso de cambio

infinito con su entorno, que son los otros sistemas. Cuando el intercambio cesa, el

sistema se desintegra, esto es, pierde sus fuentes de energía.

3. Las funciones de un sistema dependen de su estructura: para los sistemas biológicos y

mecánicos esta afirmación es intuitiva. Los tejidos musculares por ejemplo, se contraen

porque están constituidos por una estructura celular que permite contracciones.

13


1.1.1. Definiciones nominales para sistemas

La palabra "sistema" tiene muchas connotaciones: un conjunto de elementos

interdependientes e interactuantes; un grupo de unidades combinadas que forman un todo

organizado y cuyo resultado (output) es mayor que el resultado que las unidades podrían

tener si funcionaran independientemente. Es "un todo organizado o complejo; un conjunto

o combinación de cosas o partes, que forman un todo complejo o unitario". Siempre que se

habla de sistemas se tiene en vista una totalidad cuyas propiedades no son atribuibles a la

simple adición de las propiedades de sus partes o componentes.

1.1.2. Clasificaciones básicas de sistemas generales

Es conveniente advertir que no obstante su papel renovador para la ciencia clásica, la TGS

no se despega –en lo fundamental– del modo cartesiano (separación sujeto/objeto). Así

forman parte de sus problemas tanto la definición del status de realidad de sus objetos,

como el desarrollo de un instrumental analítico adecuado para el tratamiento lineal de los

comportamientos sistémicos (esquema de causalidad). Bajo ese marco de referencia los

sistemas pueden clasificarse de las siguientes maneras:

a) Los sistemas pueden ser agrupados en reales, ideales y modelos. Mientras los primeros

presumen una existencia independiente del observador (quien los puede descubrir), los

segundos son construcciones simbólicas, como el caso de la lógica y las matemáticas,

mientras que el tercer tipo corresponde a abstracciones de la realidad, en donde se

combina lo conceptual con las características de los objetos.

b) Con relación a su origen los sistemas pueden ser naturales o artificiales, distinción que

apunta a destacar la dependencia o no en su estructuración por parte de otros sistemas.

c) Con relación al ambiente o grado de aislamiento los sistemas pueden ser cerrados o

abiertos, según el tipo de intercambio que establecen con sus ambientes.

Dado que el tema de la domótica es multifactorial, y de comportamiento complejo, por ello

se aplicaran los conocimientos teóricos y prácticos de la Teoría General de Sistemas, así

como la aplicación de la metodología para la aplicación de sistemas suaves de Peter

Checkland.

1.1.3. Metodología para solución de sistemas suaves de Peter Checkland (SSM)

La SSM de Peter Checkland es una metodología sistémica fundamentada en el concepto de

perspectiva o en el lenguaje de la metodología “Weltanschauung”. Un “weltanschauung”

representa la visión propia de un observador, o grupo de ellos, sobre un objeto de estudio,

visión ésta que afecta las decisiones que el(los) observador(es) pueda(n) tomar en un

momento dado sobre su accionar con el objeto. La SSM está conformada por siete (7)

estadios cuyo orden puede variar de acuerdo a las características del estudio, a continuación

se describen brevemente estos estadios.

http://www.monografias.com/trabajos14/dinamica-grupos/dinamica-grupos.shtml

14


Estadio 1: La Situación Problema no Estructurada: en este estadio se pretende lograr una

descripción de la situación donde se percibe la existencia de un problema, sin hacer

hincapié en el problema en sí, esto es sin dar ningún tipo de estructura a la situación.

Estadio 2: La Situación Problema Expresada: se da forma a la situación describiendo su

estructura organizativa, actividades e interrelación de éstas, flujos de entrada y salida, etc.

Estadio 3: Definiciones Raíz de Sistemas Pertinentes: se elaboran definiciones de lo que,

idealmente, según los diferentes “weltanschauung” involucrados, es el sistema. La

construcción de estas definiciones se fundamenta en seis factores que deben aparecer

explícitos en todas ellas, estos se agrupan bajo el nemónico de sus siglas en ingles

CATWOE, a saber: consumidores, actores, proceso de transformación, weltanschauung,

poseedor y restricción del ambiente.

Estadio 4: Confección y Verificación de Modelos Conceptuales: partiendo de los verbos de

acción presentes en las definiciones raíz, se elaboran modelos conceptuales que

representen, idealmente, las actividades que, según la definición raíz en cuestión, se deban

realizar en el sistema (Ramírez 1983). Existirán tantos modelos conceptuales como

definiciones raíz.

Este estadio se asiste de los subestadios 4a y 4b.

Estadio 4a: Concepto de Sistema Formal: este consiste en el uso de un modelo general de sistema de la actividad humana que se puede usar para verificar que los

modelos construidos no sean fundamentalmente deficientes.

Estadio 4b: Otros Pensamientos de Sistemas: consiste en transformar el modelo

obtenido en alguna otra forma de pensamiento sistémico que, dadas las

particularidades del problema, pueda ser conveniente.

Estadio 5: Comparación de los modelos conceptuales con la realidad: se comparan los

modelos conceptuales con la situación actual del sistema expresada, dicha comparación

pretende hacer emerger las diferencias existentes entre lo descrito en los modelos

conceptuales y lo que existe en la actualidad en el sistema.

Estadio 6: Diseño de Cambios Deseables, Viables: de las diferencias emergidas entre la

situación actual y los modelos conceptuales, se proponen cambios tendientes a superarlas,

dichos cambios deben ser evaluados y aprobados por las personas que conforman el sistema

humano, para garantizar con esto que sean deseables y viables.

Estadio 7: Acciones para Mejorar la Situación Problema: finalmente este estadio

comprende la puesta en marcha de los cambios diseñados, tendientes a solucionar la

situación problema, y el control de los mismos. Este estadio no representa el fin de la

aplicación de la metodología, pues en su aplicación se transforma en un ciclo de continua

conceptualización y habilitación de cambios, siempre tendiendo a mejorar la situación.

15


Fig. 1.1. Desarrollo de las etapas de la metodología de sistemas blandos (SSM)

1.1.4. Enfoque y descripción de la metodología sistémica para una vivienda domótica

Basándose en la metodología de sistemas blandos de Peter Checkland y que este está

conformado por 7 estadios (descritos en el tema anterior), se tiene que el enfoque usado

según los estadios para la tesis es:

Estadio 1 (La situación problema no estructurada): El uso ineficiente de agua y energía

eléctrica en viviendas.

Estadio 2 (La situación problema expresada): Acorde a esta problemática se plantea

mediante un diagrama la situación de esta problemática, su interrelación con otras

características así como las probables limitaciones del sistema.

Fig. 1.2. Diagrama ilustrativo para el estadio 2 de la metodología de sistemas blandos

16


Estadio 3 (Definiciones raíz de sistemas pertinentes): La finalidad del estadio tres es

obtener las definiciones raíz partiendo de los sistemas pertinentes obtenidos del estadio dos.

Un sistema pertinente es un sistema de actividad humana, que el investigador usa en la

metodología de sistemas suaves, nombra como candidato a generar discernimiento en

estadios posteriores del estudio. Para cada uno de los sistemas pertinentes se llevó a cabo la

identificación del CATWOE (CATWDA en español). Cada letra de esta palabra, identifica

a cada uno de los elementos que intervienen en el sistema y que van a servir para la

formulación de la definición raíz.

El significado y aplicación de las letras CATWDA para esta tesis es el siguiente:

1. Consumidores o Clientes del sistema: Tomándose en cuenta que en este caso son

las víctimas o beneficiarios de la transformación, los clientes del sistema serán los

habitantes de la vivienda.

2. Actores: Son los ingenieros, arquitectos, y aquellos encargados de hacer la

transformación.

3. Transformación: En este caso sería la transformación de la vivienda común en una

vivienda domótica.

4. Weltanschauung: La cosmovisión, es el punto de vista con el cual se observa

determinado sistema. En este caso desde el punto de vista del habitante de la

vivienda seria no solo el ahorro de agua y energía eléctrica, sino también el impacto

económico y ambiental que este genera.

5. Poseedor o Dueño: Es aquel que podría detener la transformación o el que puede

tomar las decisiones de la misma, en este caso vendría siendo el habitante o dueño

de la vivienda, él es el que tomaría la decisión de detener el proyecto o detenerlo.

6. Restricciones del medio: En este caso las restricciones del medio vendría siendo el

coste económico inicial de la transformación.

Estadio 4 (Confección y verificación de modelos conceptuales): Partiendo de las

definiciones en el estadio 3, se presenta el modelo conceptual que represente idealmente lo

que el sistema debe hacer con el fin de cumplir el objetivo definido.

En este caso el uso irracional de agua y energía eléctrica dentro de las viviendas del Valle

de México ocasiona que se genere un alto impacto económico y ambiental. En una vivienda

domótica donde se proponen ecotecnologías para el uso eficiente de agua y energía, se

obtienen beneficios económicos y con un impacto ambiental menor.

Estadio 5 (Comparación de los modelos conceptuales con la realidad): Dentro del

estadio 2 y 4 se tiene que la principal problemática marcada en ambos es el uso irracional

de agua y energía eléctrica; esto nos lleva a las propuestas ecotecnológicas para su uso

eficiente y así obtener beneficios económicos y un menor impacto ambiental (a largo

17


plazo). La gran diferencia entre estos dos estadios es que el 4 no menciona la principal

restricción que tiene el sistema, que es el costo inmediato del este proyecto.

Estadio 6 (Diseño de cambios deseables, viables): Según lo planteados en el estadio 5 de

la restricción como diferencia de los estadios 2 y 4 se tiene que, en cuanto al coste de

implementación inmediato existe una remuneración acorde al tiempo de vida promedio de

las ecotecnologias seleccionadas; para una vivienda de 5 personas donde las ecotecnologias

tienen un tiempo de vida promedio de 20 años, las ecotecnologias se pagaran a largo plazo,

esto es entre 3 y 5 años, y por lo tanto el tiempo que resta seria remuneración y ahorro para

los habitantes de la vivienda.

Estadio 7 (Acciones para mejorar la situación problema): Una vez implementadas las

propuestas, se debe tener en cuenta el control y su uso correcto principalmente para que el

tiempo de vida de las mismas no se vea disminuido, pero también para que se puedan

realizar más cambios a futuro en cuanto a la mejora del sistema.

1.2. INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y DOMÓTICA

Se denomina inteligencia artificial a la rama de la ciencia informática dedicada al desarrollo

de agentes racionales no vivos; de manera más específica tenemos que es la disciplina que

se encarga de construir procesos que al ser ejecutados sobre una arquitectura física

producen acciones o resultados que maximizan su rendimiento, basándose en la secuencia

de entradas percibidas y en el conocimiento almacenado en tal arquitectura.

Una de las grandes razones por la cuales se realiza el estudio de la inteligencia artificial es

él poder comprender que este fenómeno está encaminado tanto a la construcción de

entidades inteligentes como su comprensión. Se distinguen varios tipos de procesos válidos

para obtener resultados racionales, que determinan el tipo de agente inteligente. De más

simples a más complejos, los cinco principales tipos de procesos son:

Ejecución de una respuesta predeterminada por cada entrada (análogas a actos reflejos en seres vivos).

Búsqueda del estado requerido en el conjunto de los estados producidos por las

acciones posibles.

Algoritmos genéticos (Análogo al proceso de evolución de las cadenas de ADN).

Redes neuronales artificiales (Análogo al funcionamiento físico del cerebro de animales y humanos).

Razonamiento mediante una Lógica formal (Análogo al pensamiento abstracto

humano).

El término domótica proviene de la unión de las palabras domus (que significa casa en

latín) y tica (de automática, palabra en griego, 'que funciona por sí sola'); esta se estableció

como un sistema seguro y comprobado, se desarrolló y comercializó formalmente a finales

del 2001, en Bruselas, Bélgica, el Centro de Domótica e Inmótica de Bélgica reunió

asociaciones, instituciones y organismos afines, con el objeto de ayudar a estandarizar el

sistema en Europa y el mundo entero. Sus estándares se aplican mayor y más abiertamente

http://es.wikipedia.org/wiki/Informática

http://www.monografias.com/trabajos35/el-poder/el-poder.shtml

http://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtml

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Agente_inteligente&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Algoritmos_genéticos

http://es.wikipedia.org/wiki/Redes_neuronales_artificiales

http://es.wikipedia.org/wiki/Razonamiento

http://es.wikipedia.org/wiki/Lógica_formal

18


en los países integradores de estos sistemas, entre ellos México, porque establecen las

normas y protocolos para la integración de sistemas y marcas, principalmente europeas,

facilitando la comercialización especializada. Sin embargo, existen en el mundo tres

grandes ramas de la Domótica: la asiática, la estadounidense y la europea.

La rama asiática, liderada por el Japón, controla el mercado oriental con equipos

especializados bajo sus formatos y tecnología propia, desarrollada a partir de conceptos,

equipos y sistemas comercializables sólo en ese país, a veces por cuestiones

socioculturales, y otras por simple protección de tecnología especializada. La rama

estadounidense, que abarca el norte de América, básicamente Estados Unidos y Canadá,

que si bien tiene tecnología propia, sus estándares son diferentes y muy incipientes

comparados con los japoneses, y cabe hacer notar que no siempre funcionan bien en

México, país que por excelencia comercializa e instala la tecnología proveniente de esta

parte del continente, y por último, la rama considerada como la más importante: la europea,

en la que se registra la mayor cantidad-calidad de desarrollo tecnológico, la mayor

cantidad de infraestructura instalada a nivel continental y la mayor cantidad de empresas

dedicadas al rubro.

1.2.1. Edificios inteligentes

Actualmente existen desarrollos tecnológicos y científicos que invariablemente invaden a

la sociedad en todos sus ámbitos; con el desarrollo computacional y el perfeccionamiento

técnico de los diferentes sistemas que intervienen en una edificación y con las tecnologías

actuales de comunicación ha surgido el término de edificio inteligente.

Para una mejor comprensión de la definición un edificio inteligente debe cumplir con 5

puntos de igual importancia:

La máxima economía, refiriéndose a la eficiencia en el uso de energéticos; La máxima flexibilidad; esto se refiere a la adaptabilidad a un bajo costo a los

continuos cambios tecnológicos requeridos pos sus ocupantes y su entorno.

La máxima seguridad entorno, usuario y patrimonio, que nos habla de la máxima

capacidad de proveer un entorno ecológico interior y exterior respectivamente

habitable y sustentable, altamente seguro que maximice la eficiencia en el trabajo a

los niveles óptimos de confort de sus ocupantes.

La máxima automatización de la actividad, que sea eficazmente comunicativo en su

operación y mantenimiento.

La máxima predicción y prevención, debe tener una operación y mantenimiento

bajo estrictos métodos de optimización.

El término de edificio inteligente se usa para referirse a un edificio o vivienda que tiene

algún tipo de automatismo, de forma que, ante una solicitud prevista de una respuesta

adecuada en tres áreas:

Confort

Ahorro Energético

Seguridad.

19


Confort

Este aspecto conlleva todas las características que se puedan llevar a cabo para mejorar el

confort en una vivienda. En la gran mayoría el confort está dado por:

A) Iluminación: Que abarca al apagado general de todas las luces de la vivienda, la

automatización del apagado/ encendido en cada punto de luz, la regulación de la

iluminación según el nivel de luminosidad ambiente.

B) Automatización de todos los distintos sistemas/ instalaciones / equipos dotándolos de

control eficiente y de fácil manejo.

C) Integración del portero al teléfono, o del videoportero al televisor.

D) Control vía Internet.

E) Gestión Multimedia y del ocio electrónico.

F) Generación de macros y programas de forma sencilla para el usuario.

Ahorro energético

El ahorro energético es un concepto al que se puede llegar de varias maneras; en muchos

casos no es necesario sustituir los aparatos o sistemas del hogar por otros que consuman

menos sino una organización eficiente de los mismos. La climatización, la gestión eléctrica

y el uso de energías renovables son algunos de los aspectos a tomar en cuenta para un

ahorro energético eficiente. La climatización consiste en crear condiciones de temperatura,

humedad y limpieza del aire adecuadas para la comodidad dentro de los edificios. La

gestión eléctrica posee dos características, la primera la racionalización de cargas eléctricas

mediante la desconexión de equipos de uso no prioritario en función del consumo eléctrico

en un momento dado y la gestión de tarifas, derivando el funcionamiento de algunos

aparatos a horas de tarifa reducida, y por último el uso de energías renovables.

Protección patrimonial

Consiste en una red de seguridad encargada de proteger tanto los bienes patrimoniales

como la seguridad personal, ya sea con la simulación de presencia, la detección de conatos

de incendio, fugas de gas, escapes de agua, alerta médica, teleasistencia, cerramiento de

persianas y puertas puntual y seguro.

1.2.2. Impacto en el medio ambiente

Un edificio inteligente debe integrarse a su medio ambiente tanto exterior como interior

para producir el mínimo impacto, además de aprovechar todos los sistemas pasivos de

climatización, ventilación e iluminación en forma natural y/o complementándose con

sistemas electromecánicos eficientes. En la actualidad ya existen numerosas innovaciones

que permiten tener un hogar o lugar de trabajo más confortable y en un futuro cercano

probablemente estas innovaciones afecten las costumbres y hábitos dentro del hogar.

http://www.monografias.com/trabajos15/medio-ambiente-venezuela/medio-ambiente-venezuela.shtml

20


Capítulo 2 “DIAGNOSTICO DE LA PROBLEMATICA DE LAS VIVIENDAS EN

EL VALLE DE MEXICO”

En este capítulo se analiza el uso ineficiente de agua y energía eléctrica en las viviendas

actuales, dentro del Valle de México, así como los impactos ambientales producidos por

este desperdicio de recursos.

2.1. LA ENERGIA ELECTRICA EN VIVIENDAS

El uso de la energía eléctrica se ha generalizado al máximo en la aplicación de la

iluminación y de innumerables elementos de uso doméstico en la vivienda.

Regularmente el hecho de dejar conectados los aparatos electrónicos (DVD’s, televisiones,

estéreos, computadoras, etc.), electrodomésticos (como microondas, estufas eléctricas,

licuadoras, etc.), dejar la iluminación encendida (en algunos hogares incluso durante el

día); es una forma de uso irracional de la energía eléctrica.

Fig. 2.1 Consumo promedio de energía eléctrica en las viviendas de México a nivel

nacional, CONAE 2011.

Este desperdicio produce gastos innecesarios y constituye una carga para el medio ambiente

por la emisión de dióxido de carbono, el principal responsable del efecto invernadero.

Nada más en la Unión Europea el consumo de electricidad tan sólo por stand-by se calcula

en 100.000 millones de KV-horas. En la generación de esta cantidad de energía se emiten

40 millones de toneladas de dióxido de carbono, el equivalente de la emisión anual de

Suiza. En Alemania, el 11% del consumo total de electricidad es gastado por artefactos

eléctricos que no se usan pero tampoco se apagan totalmente. Para generar estos 20.000

KV/h se requieren dos instalaciones de gran tamaño; la emisión del gas invernadero CO2

correspondiente a su generación equivale al 1,5% de la emisión total.

21


2.2. USO INEFICIENTE DE LA ENERGIA

Históricamente el problema clave en el tema de la energía en México ha sido satisfacer la

demanda basándose en el criterio de que una escasez de los energéticos representa un freno

en el desarrollo económico.

La planeación, construcción y operación de los sistemas energéticos estaban orientados a la

oferta. Por lo que el dinamismo del sector energético requirió de grandes inversiones para

su constante ampliación, tanto en generación, transmisión y distribución por parte del

gobierno.

El ahorro de energía mediante el uso eficiente de los recursos surge ante el problema del

agotamiento de los recursos primarios y por consideraciones ambientales.

En el siguiente cuadro se observa la potencia promedio en watts de los aparatos de mayor

uso en el hogar, lo que implica desembolsar una cantidad importante de dinero por la

comodidad que las familias obtienen.

Tabla 2.1. Consumo de energía eléctrica por los aparatos que más se utilizan en el hogar,

CONAE 2011.

Aparato Consumo

watts/hora

Equivale a tener

encendidos el siguiente

número de focos (de 60

watts)

Foco 60 1

Videocasetera 75 1

TV color 65 1

Licuadora 350 6

Lavadora 395 6.5

Refrigerador 400 6.5

Secadora de pelo 400 6.5

Cafetera 850 14

Plancha 1,000 16.5

Horno de

microondas

1,000 16.5

Calentador de aire 1,300 21.5

Aspiradora 1,500 25.0

22


2.2.1. Sistemas de aire acondicionado

El Valle de México al ser una zona con un clima variable tiene como consecuencia un

consumo desmedido de energía eléctrica, esto causa que en los hogares se opte por la

utilización del aire acondicionado, esta opción aumenta el desperdicio de energía eléctrica.

Una estructura física que no esté bien planificada en una casa es causa de que no entre

suficiente ventilación en la misma y el aire acondicionado podría ser una buena opción a

simple vista, pero es el electrodoméstico que más gasta energía.

El sistema de aire acondicionado, cuando es requerido, representa aproximadamente de

21.5 focos encendidos según la tabla proporcionada por la CONAE, esto es equivalente a

1260 watts lo cual afecta considerablemente el total del gasto de energía de los

consumidores. Cada mes las familias destinan $411 en promedio para adquirir electricidad

(Obtenido de la Encuesta Nacional de Ingresos y Gastos de los Hogares de 2010).

2.2.2. Sistemas de iluminación

La arquitectura de una casa es una característica muy importante en su iluminación, ya que

si existe una arquitectura adecuada se puede aprovechar al máximo la iluminación natural

del sol y de esa forma el gasto de energía por el encendido de luminarias disminuye.

Actualmente en los hogares del VM se utilizan mucho las lámparas incandescentes que se

consideran poco eficientes ya que el 90% de la electricidad que consume la transforma en

calor y solo el 10% restante en luz. El consumo de los focos ahorradores es 75% menor con

respecto a los focos comunes; por lo general su promedio de utilidad es diez veces mayor y

la iluminan es igual.

1. Envoltura - ampolla de vidrio - bulbo.

2. Gas inerte.

3. Filamento de wolframio.

4. Hilo de contacto (va al pie).

5. Hilo de contacto (va a la base).

6. Alambre(s) de sujeción y disipación de calor del filamento.

7. Conducto de refrigeración y soporte interno del filamento.

8. Base de contacto.

9. Casquillo metálico.

10. Aislamiento eléctrico.

11. Pie de contacto eléctrico.

Fig. 2.2. Partes de una lámpara incandescente

En el siguiente cuadro se muestra un ejemplo del consumo aproximado de watts-hora de un

foco incandescente en relación con una lámpara fluorescente ahorradora.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Incandescent_light_bulb.svg

23


Al comparar la energía de ambas lámparas, el consumidor se podrá dar cuenta que obtiene

ahorros importantes con la fluorescente. La sustitución de las luminarias y lámparas

tradicionales por iluminación LED es ya el presente de la iluminación.

La iluminación LED se distingue por consumir entre un 80 y 90% menos de electricidad

que una lámpara incandescente tradicional y un 65% menos de electricidad que una

lámpara de bajo consumo de tecnología fluorescente

En los últimos años las bombillas LED han experimentado un gran avance que ha mejorado

sus cualidades y costes, aumentando su versatilidad y haciéndolas asequibles para todo tipo

de usuarios.

Tabla 2.2. Ahorro anual al sustituir una lámpara tradicional (incandescente), una lámpara

de bajo consumo (ahorradoras), un tubo fluorescente, por un tubo de led. (FIDE 2010)

En algunos hogares el desperdicio de energía eléctrica en iluminación se debe al encendido

continuo o permanente de los focos, por ejemplo dejarlos encendidos en la noche o para

simular presencia cuando no hay nadie en el hogar.

2.2.3. Aparatos electrónicos (Stand-By)

Los desperdicios más importantes en los hogares son producidos por el stand-by de los

aparatos de TV y video seguidos por los equipos de audio (Ver Tabla 2.1). Los aparatos que

registran el consumo más alto son, los equipos de telecomunicación, copiadoras,

computadoras e impresoras. Si se siguen usando los aparatos con el consumo de energía

actual del desperdicio de energía por el uso del stand-by y la emisión de gases CO2 se

elevarán hasta el 15%.

El avance tecnológico ha implicado que muchos de estos equipos (al permanecer

conectados como “vampiros” al circuito de alimentación eléctrica), continúen consumiendo

energía, aun cuando permanezcan supuestamente “apagados” o no estén efectuando su

principal función; lo que significa un desperdicio de recursos económicos y un aumento de

contaminación.

24


A este consumo de energía, que realizan diversos aparatos electrónicos de manera pasiva,

se le conoce como: energía de espera, aunque también se le considera como: energía de

desperdicio (“Standby power”, “Sleep mode”, “Standby losses” ó “leaking electricity”). Su

crecimiento ha sido tan rápido como su aplicación en cada vez más electrodomésticos.

Se ha podido confirmar, que algunos de los equipos que permanecen conectados las 24

horas del día, llegan a consumir más energía -o desperdiciarla- que cuando están en uso

efectivo. Por ejemplo, una impresora normal, gasta en espera dos tercios de su consumo en

marcha. Además, hay que tomar en cuenta que en cualquier hogar puede haber hasta 10 o

más “vampiros”, que realizan un consumo continuo, acumulativo y sin utilidad.

A continuación se puede observar en la tabla como se especifica más claramente toda la

energía de desperdicio que consumimos.

Tabla 2.3. Lista de electrodomésticos con energía en espera (stand-by), (CONUEE 2009)

25


Los electrodomésticos, como televisores, PC’s y sistemas de sonido dejados en stand-by

significan un desperdicio considerable de energía eléctrica, los electrónicos que se dejan

conectados cuando no están en uso representan alrededor del 10% de la factura eléctrica.

Cuando están en modo stand-by muchos eléctricos consumen desde el 15% hasta el 40% de

cuando están prendidos (CONUEE 2009).

Algunos de los aparatos que consumen energía mientras se encuentran en stand-by son:

Los lavaplatos que se dejan encendidos tras el final de su ciclo consumen 70% de la energía que usan cuando están operando.

La TV promedio se deja en stand-by hasta 17.5 horas al día, utilizando el 10% de su

energía en modo stand-by.

Las lavadoras usan casi el 20% de sus requerimientos de energía en modo stand-by.

Los receptores digitales (TV por cable o satélite) tienen poca diferencia en su consumo cuando están sin usar.

Otros electrodomésticos con alto consumo stand-by son los teléfonos inalámbricos,

radios y estéreos.

2.3. USO INEFICIENTE DEL AGUA EN VIVIENDAS

El agua es un elemento vital que conforma el desarrollo sustentable del país, ya que su

escasez o abundancia extrema, ocasiona desequilibrios en los hábitat naturales, altera las

condiciones hidroclimatológicas del territorio nacional, modifica las condiciones para el

aprovechamiento de los recursos naturales y el bienestar de la población.

Según el FCEA (Fondo para la Comunicación y la Educación Ambiental), uno de los temas

más relevantes de la entidad es el abastecimiento de agua potable para la Zona

Metropolitana del Valle de México (ZMVM), que en el año 2010 alcanzó alrededor de 62

m3/seg., de los que 43.5% correspondieron a los municipios conurbados del Estado de

México y 56.5% al Distrito Federal. Por su fuente, 51.43% del caudal para el Distrito

Federal provino del acuífero del valle de México, 11.43% del acuífero de Lerma y 37.14%

del sistema Cutzamala. Por su parte, los municipios metropolitanos recibieron 70.34%,

3.74% y 25.92% respectivamente de dichas fuentes.

Destaca que la fuente principal de agua para la metrópolis sigue siendo el acuífero del valle

de México que, de acuerdo a las fuentes oficiales, presenta un alto grado de

sobreexplotación, que ha llegado a casi duplicar la recarga, ya que se extraían (en 1994) del

orden de mil 300 millones de metros cúbicos por año, aunque la infiltración alcanzaba

aproximadamente 700 millones de metros cúbicos.

26


Si se estima que el consumo diario de agua en la ZMVM es del orden de 5.35 millones de

m3, cada toma implicaría un consumo general de 2.11 m3/toma/día. Sin embargo, si

consideramos que el consumo humano (doméstico) corresponde a 3.04 millones de m3/día,

el consumo por toma sería de 1.20 m3/toma/día.

Fig. 2.3. Fuga de agua en un grifo

En las viviendas del Valle de México, existe el problema del desperdicio y/o uso

inadecuado de este importante líquido. Una de las cosas que más pueden hacer subir la

factura del agua son las pérdidas o fugas en cañerías y grifos. El goteo de un grifo que no

cierra correctamente puede suponer el desperdicio de hasta 30 litros diarios.

2.4. IMPACTOS AMBIENTALES

2.4.1. Producidos por el desperdicio de energía eléctrica

Las sociedades humanas generan un importante impacto en el medio ambiente, como

resultado de sus actividades. En este sentido cabe señalar a la producción y consumo de

energía como una de las causas más importantes. Sus efectos se manifiestan en forma evidente en el calentamiento global, la contaminación atmosférica, la lluvia ácida, la

contaminación radiactiva o los vertidos de hidrocarburos entre otras afecciones

medioambientales. Como subproducto de las actividades de producción de energía se

generan contaminantes que afectan a la atmósfera, la hidrosfera, el suelo y los seres vivos.

Estas emisiones contaminantes tienen una doble naturaleza. Por un lado existe una

contaminación inherente a la operación normal de los sistemas de producción y por otro

una contaminación producida, en situaciones catastróficas de carácter accidental. Ambas

deben ser valoradas y reducidas hasta niveles asumibles en términos medioambientales y

socioeconómicos.

El mayor impacto, y el que más preocupa globalmente, es el causado por la emisión a la

atmósfera de los gases producidos en la combustión, de la madera y sobre todo de los

combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas).

27


Tomemos como ejemplo el carbón. Como resultado de su combustión se generan

fundamentalmente:

Gases de efecto invernadero: dióxido de carbono (CO2).

Monóxido de carbono: CO.

Gases precursores de la lluvia ácida: dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOX).

Vapor de agua.

Partículas, incluyendo en ocasiones metales pesados.

Compuestos orgánicos.

Del mismo modo, la combustión del petróleo y sus derivados, como la gasolina o el

gasóleo, generan unos resultados que se asemejan a los del carbón. En ellos se puede

disminuir sensiblemente la proporción de azufre, para reducir la emisión de SO2. En el

extremo contrario se encuentran las emisiones de NOX más altas, responsables del smog

fotoquímico, tan frecuente en nuestra ciudad. Igualmente es posible reducir el contenido de

metales pesados, plomo, presente en las gasolinas utilizadas en el transporte terrestre. Un

efecto particular es el causado por las emisiones de la aviación en la estratosfera, que es

como hemos dicho especialmente estable, pudiendo verse afectada la capa de ozono por las

emisiones de óxidos de nitrógeno.

Las emisiones producidas por la quema de la madera se parecen a las del carbón y aunque

su uso ha decaído extraordinariamente en el mundo desarrollado, el consumo de leña sigue

teniendo una gran importancia en amplias áreas de África y Asia. En cualquier caso el

impacto mayor viene causado por la deforestación que se genera cuando su explotación se

hace de forma descontrolada.

2.4.2. Producidos por el desperdicio de agua

El aumento descontrolado de la población y el gran desarrollo industrial de la Gran

Metrópoli ejercen grandes presiones sobre los abastos del vital líquido. El patrón de

desarrollo urbano es clave en el problema del agua. Mientras más crece la mancha urbana,

mas extensiva y compleja es la red de distribución de agua y su mantenimiento. La

incontrolada deforestación ha contribuido a la merma de nuestras reservas de agua.

Al reducirse las áreas boscosas, se reduce la producción de lluvia y por lo tanto disminuyen

las fuentes subterráneas que alimentan los ríos. Además, en áreas desprovistas de árboles y

de la sombra que estos brindan, la tasa de evaporación es muy alta, contribuyendo aún más

a la sequía terrestre.

El agua es un recurso imprescindible para el desarrollo de la vida, solo el 0,003 % del

volumen total del planeta es agua dulce disponible para el hombre; la contaminación, el mal

uso, los costos de captación, trasporte y potabilización lo convierten en un recurso limitado

que debe preservarse. En una ciudad promedio se gasta el 71 % del agua potable en las

casas, el 12 % en las industrias, el 15 % en el comercio y el 2 % en servicios, mientras el

consumo promedio de una persona es de 150 l/día (FCEA).

28


La legislación a nivel mundial está reglamentando su utilización para poder conservarlo.

Medidas como reúso, tratamiento, regulación, educación, concientización, mantenimiento

de redes de trasporte, medición y sistemas tarifarios acordes, logrará su disponibilidad por

mucho tiempo. La edificación actual y futura no escapa a esta realidad y es un factor

indispensable para la minimización del uso del agua y su futura conservación.

29


Capítulo 3 “ESTADO DEL ARTE”

El estado del arte en este capítulo considera los antecedentes necesarios y los elementos

básicos de la vivienda para la implementación de las propuestas en este sistema.

3.1. ELEMENTOS BÁSICOS PARA UNA VIVIENDA DOMÓTICA

3.1.1. Iluminación

Se tiene que en las casas-habitación la selección de la iluminación es mucho más que

colocar lámparas en las diversas habitaciones para poder ver en la obscuridad por lo tanto a

manera con que se ilumine un lugar tendrá un efecto en cómo se sienta o se vea una

habitación.

El utilizar diferentes técnicas de iluminación hará crear una sensación agradable, cómoda y

acogedora; el hacer resaltar alguna pieza decorativa o simplemente proporcionar una

iluminación que le parezca de mayor amplitud a un área de trabajo.

Cuando se planea la iluminación de alguna habitación, se comienza considerando las

actividades que ahí se realizan, así como la sensación que quiere lograr. Las tres

clasificaciones de iluminación son las siguientes: directa, indirecta y acentuada.

La iluminación directa se utiliza para auxiliar en iluminar el área donde se

permanece mucho tiempo efectuando alguna actividad. La iluminación directa

podrá ser utilizada por ejemplo: debajo de los gabinetes de cocina, en un estudio o

despacho para la lectura o por encima de una mesa de juego o billar. Las lámparas

que cuelgan o de techo, de mesa o las lámparas por debajo de gabinetes

proporcionarán una luz brillante, sin reflejos para una iluminación directa y

adecuada.

La iluminación indirecta es la que genera un ambiente en una habitación y le

proporciona una iluminación básica sobre un área muy amplia; así como le da un

toque sutil a la decoración. Este aspecto de la iluminación es importante en una

buena planeación interna de la iluminación, ya que se podrá utilizar en combinación

con la iluminación directa y acentuada. Los candelabros, las lámparas empotradas o

algunas otras lámparas en los plafones le proporcionarán una iluminación indirecta

en una habitación y se convertirán en un punto visual muy importante en la

decoración de una casa.

La iluminación acentuada se utiliza para darle énfasis a ciertos objetos o a ciertas

características de alguna habitación. Quizá se tenga alguna pieza ornamental o de

decoración que se quiere hacer resaltar cómo por ejemplo: una figura, pintura o

fotografía. Las lámparas que cuelgan del techo y las que se colocan sobre las

paredes son las más indicadas para generar un efecto agradable y son la parte

esencial para resaltar ciertos puntos visuales en una habitación.

30


Todas las luminarias a aplicar tendrán rendimientos elevados, con luminancias suaves,

especialmente en zonas de trabajo, para que no se produzca el indeseable fenómeno del

deslumbramiento.

Selección de la iluminación

Se descartarán lámparas de incandescencia por su bajo rendimiento y alto consumo. Se

adoptarán lámparas fluorescentes (y/o leds según el espacio donde se deberá usar), tanto en

su versión lineal como compacta, debido a su bajo consumo, larga vida útil y que

reproducen perfectamente todas las tonalidades de luz requeridas en cada recinto. En

algunas zonas de elevada superficie, adoptaremos luminarias con lámparas de halogenuros

metálicos, como en la zona del porche de entrada, ya que dichas lámparas son idóneas para

espacios de elevada altura y continuado funcionamiento.

Se ha optado por alumbrado de tipo directo en zonas de trabajo, y semidirecto en zonas de

paso y de relax (salas de café o estar, por ejemplo). Qué cantidad y qué tipo de luz es la

que se necesita, depende de la actividad que se vaya a realizar. Para actividades específicas

cómo el escribir, leer o efectuar algún trabajo manual se necesitará luz brillante y libre de

cualquier reflejo.

Lámparas solares

Las lámparas solares están provistas de placas fotovoltaicas que acumulan la energía del sol

en baterías durante el día, para ofrecerla en forma de luz a la noche. Resultan una buena

opción no sólo para el jardín, sino también para iluminar pasillos o rincones de la casa, ya

que pueden permanecer encendidas, dependiendo del modelo, entre seis y ocho horas.

Para su recarga no es necesario que el sol esté presente de manera continuada, aunque sí

necesitan ocho horas de sol en promedio para garantizar una iluminación prolongada. Esto

limita su uso a espacios del hogar en los que la luz no sea imprescindible, motivo por el que

se suelen instalar principalmente en jardines, pasillos y piscinas, para los que existen

diversos diseños. También pueden utilizarse en el interior del hogar, por ejemplo, el cuarto

de los niños como iluminación tenue nocturna, aunque se ha de cargar durante el día.

Su encendido es automático en algunos modelos, gracias a una célula fotoeléctrica que se

activa una vez cae la noche. De esta manera y puesto que su funcionamiento es automático,

es posible regular su apagado o encendido, lo que puede resultar inconveniente para

espacios en los que no se necesita luz constante. No obstante, hay modelos que cuentan con

un interruptor o que se activan sólo si su sensor detecta movimientos a su alrededor.

Un punto importante a tener en cuenta es que se ha de constatar la calidad de la batería y la

duración de su intensidad lumínica, ya que existen modelos de baja eficacia que se cargan

rápido pero ofrecen poca autonomía. Por otra parte, la batería de estos artefactos en general

ha de ser reemplazada cada dos años aproximadamente, dependiendo del modelo y de la

capacidad del reflector. En las de baja calidad, el precio de la batería puede igualar incluso

al de la lámpara nueva.

http://www.monografias.com/trabajos35/consumo-inversion/consumo-inversion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos3/histocafe/histocafe.shtml

31


Fig.3.1. Lámpara solar de led tipo poste para jardines.

3.1.2. Ventilación y climatización

Para que el aire circule adecuadamente, debe existir una entrada y una salida para que el

transitar se haga fluido, es decir, que no basta con abrir una ventana de una habitación, sino

que además debe abrir una puerta o ventana hacia la calle para que el aire remueva

correctamente la carga ambiental.

En algunos hogares se acostumbra tener un tragaluz que finalmente también puede

convertirse en una entrada y salida de aire, dependiendo de la forma en la que esté

construida y del lugar donde se encuentre.

El acondicionamiento es la técnica empleada para mantener en el interior de un lugar un

estado de aire que proporciona confort a los ocupantes.

Un sistema de acondicionamiento de aire para lograr su objetivo, debe operar en forma

constante y simultánea con las cuatro características siguientes:

Temperatura del aire

Humedad del aire

Velocidad del aire

Pureza del aire

Existen dos tipos de acondicionamiento en función de las estaciones del año.

Acondicionamiento total: también se le denomina acondicionamiento de todo el año y es aquel que mantiene el interior en estado de confort durante las cuatro estaciones

del año.

Acondicionamiento de verano-invierno: es aquel que actúa manteniendo las condiciones de confort durante alguna de las temporadas de verano o invierno.

La forma más básica de controlar la climatización (calderas para calefacción, aire

acondicionado, etc.) de una casa con la domótica es la conexión o desconexión del sistema.

Se puede conectar y desconectar la climatización con el sistema de domótica según una

32


programación horaria, según la presencia de personas en el lugar o de forma manual. Esta

forma es sin embargo muy básica y no alcanza un nivel óptimo de confort o ahorro

energético. También es importante tener en cuenta que este tipo de control domótico no es

posible sobre aparatos que al conectarlos se ponen en modo de Stand-by (por ejemplo

muchos equipos de aire acondicionado) en vez de ponerse en marcha directamente.

Equipos utilizados

Los equipos más comúnmente utilizados en México para las diferentes instalaciones de

acondicionamiento de aire son:

Unidad tipo ventana

Es una unidad paquete autocontenida y su capacidad varía desde 2 000 hasta 9 000

Kcal/hora. Está compuesta de un compresor hermético para refrigerante, un condensador

enfriado por aire, tubo capilar, serpentin evaporativo y descarga por medio de rejilla

multidireccional. Su aplicación se limita al acondicionamiento de un lugar como privado.

Este tipo de equipo es el más utilizado en las casas-habitación que tienen aplicaciones

domóticas ya que es de fácil instalación y se puede programar a como el usuario lo

requiera; además de que tiene la capacidad del ahorro de energía, es económico y a

diferencia de los demás tiene un tamaño apropiado para su instalación en una casa.

Figura 3.2. Equipo de aire acondicionado tipo ventana

Unidad tipo paquete

Igual que la anterior es una unidad autocontenida, su capacidad varía de 6 000 hasta 60 000

Kcal/hora. Está formada por uno o dos compresores semihermeticos para refrigerante,

condensador enfriado por aire, filtro deshidratador, indicador de liquido y humedad, válvula

de expansión ventilador axial para el condensador, ventilador centrifugo para el aire de

inyección y controles integrados para operación automática.

Figura 3.3. Equipo de aire acondicionado tipo paquete

33


Unidad dividida

Se le denomina así porque está compuesta de dos secciones:

Unidad condensadora: Está formada por un compresor, un condensador (enfriador

de aire o de agua), controles (interruptor de alta y baja presión, interruptor de

presión de aceite, manómetros y arrancadores).

Unidad evaporadora: Mejor conocida manejadora de aire, está formada por válvulas de expansión, serpentin evaporador, sección de ventilador y sección de filtros. Se

fabrican dos tipos:

o Unidad manejadora unizona: se aplica para condicionar una sola zona, con

una condición de temperatura y humedad.

o Unidad manejadora multizona: puede acondicionar diferentes o varias

zonas, con diferentes temperaturas y/o humedades simultáneamente.

Figura 3.4. Equipo de aire acondicionado tipo dividido

Enfriadores de agua

Estos tienen la función de proveer el elemento para completar el equipo que suministra el

aire acondicionado. Se fabrican de 3 tipos:

Reciprocante o tornillo: recibe este nombre por el tipo de compresor de

refrigeración que utiliza y es una unidad compuesta por un compresor refrigerante

que puede ser Reciprocante o de tornillo, condensador enfriador por aire o por agua,

accesorios de control y válvula; este tipo de enfriador es normalmente de cascos y

tubos, su capacidad va desde 15 000 hasta 150 000 Kcal/hora.

Unidad enfriadora centrifuga: todos los componentes son iguales al anterior, excepto el compresor para refrigeración, el cual es del tipo centrifugo y las

capacidades comerciales para este tipo de enfriador son de 30 000 hasta 1 500 000

Kcal/hora. En algunas ocasiones se fabrican de capacidades muy superiores a las

comerciales.

Unidad de absorción: esta unidad es totalmente diferente a la anteriores, el principio de funcionamiento es básicamente químico, se utiliza como refrigerante de agua y

bromuro de litio como absorbente; estos dos elementos se evaporan al vacio y se

34


utiliza como fuente de energía vapor de baja presión. Las unidades de absorción se

construyen en capacidades de 30 000 hasta 150 000 Kcal/hora.

Figura 3.5. Enfriador de agua centrífugo

Zonificación del Sistema de aire y calefacción

La zonificación de la climatización de un recinto significa conceptualmente dividirlo en

zonas según el tipo de uso, frecuencia de uso o quién lo usa. La zonificación más básica

para el control de la climatización (aire y calefacción) en una casa es incluir todo el lugar

en una zona que puede ser apta para apartamentos muy pequeños. Pero para lugares con un

mayor número de estancias es importante crear varias zonas para poder gestionar la

climatización de una forma independiente entre las zonas, ya que sino algunas estancias

pueden calentarse en exceso o quedar demasiado frías creando una reducción del confort y

un gasto energético innecesario.

Al crear una zonificación de la climatización del lugar controlado por la domótica, hay que

tener en cuenta que cada estancia tiene requisitos distintos. Los factores más determinantes

para poder decidir qué tipo de control domótico se va a dar al lugar en su totalidad y a cada

zona en concreto son:

Uso – La casa en su totalidad y el uso de cada dependencia es fundamental para

decidir el tipo de control que se va a ejercer.

Tipología – El diseño (estancias cerradas, abiertas) y la orientación (considerando posibles aportes energéticos solares, etc.) del mismo.

Acondicionamiento – El acondicionamiento constructivo (aislamientos, tipos de cristal) de la casa y cada estancia.

El Sistema de Climatización – Cada sistema de climatización tiene su particularidad para ser controlado. Algunos sistemas son muy lentos (suelo radiante) mientras

otros pueden acondicionar una estancia en unos pocos minutos (aire

acondicionado).

Se puede tratar cada habitación como una zona o se pueden crear zonas más grandes

agrupando varias estancias en una zona o se pueden combinar ambos. El control individual

de cada estancia es recomendable si hay varios usuarios y sus hábitos son muy variados. Si

los usuarios son pocos y sus hábitos son muy similares se puede alcanzar un buen confort y

ahorro energético agrupando zonas de varias estancias. Un tipo de zonificación que se suele

35


crear son zonas denominas “zona día” (zonas de uso habitual durante el día como el

comedor, la sala, etc.) y “zona noche” (habitualmente limitada a las habitaciones con sus

baños correspondientes).

Niveles de temperatura

Aunque la temperatura de ambiente preferida depende de cada individuo, la actividad que

realiza y la época del año, el control de la climatización con la domótica se suelen

establecer diferentes tipos de niveles de temperatura de referencia, los más comunes son:

Temperatura de Confort – El nivel de temperatura de confort es el estado de la climatización para cuando los usuarios se encuentran en el recinto y usan una

estancia, que sin embargo puede variar según:

La hora del día (por ejemplo una temperatura de consigna de 21ºC durante el

día y 18ºC por la noche),

La época del año (durante el invierno se puede establecer una temperatura de

confort un poco más baja y en verano un poco más alta, para ahorrar energía.

El carácter de la estancia, si las estancias son comunes (cocina, sala, pasillo,

etc.) o individuales (dormitorio, despacho, etc.)

Temperatura de Economía – El nivel de temperatura de economía es un estado de

funcionamiento que se da cuando los usuarios no utilizan una estancia (por ejemplo

un dormitorio durante el día). La temperatura que se establece depende del tipo de

la calefacción (el tiempo que tarde de volver a la Temperatura de Confort y el

ahorro energético que se consigue).

Temperatura Anti-helada – El nivel de temperatura anti-helada está pensado para lugares en zonas donde la temperatura puede estar bajo 0ºC, y que quedan vacíos

durante temporadas más largas (segundas viviendas, viviendas de alquiler, etc.). La

temperatura Anti-helada tiene como objeto de evitar que el agua contenida en las

conducciones de agua, se hiele y produzca roturas en las mismas. Para evitar esto el

sistema de calefacción se puede poner en marcha automáticamente para siempre

alcanzar una temperatura mínima establecida por el sistema (por ejemplo 4ºC).

En un sistema de domótica se gestiona el funcionamiento de la climatización siguiendo el

programa introducido, este seguimiento supone un determinado número de cambios entre

los niveles de temperatura. Sin embargo, el usuario debería poder modificar en cualquier

momento el nivel de temperatura existente (por ejemplo si se encuentra mal y quiere

acostarse durante el día cuando la temperatura programada está en temperatura de

economía). Este cambio puntual, sin embargo, no afecta la programación del sistema. El

sistema de domótica seguirá el perfil de temperatura una vez se restablezca el nivel

programado.

36


Métodos de control de aire y calefacción

Todos los tipos de climatización que integra un control eléctrico o electrónico,

independientemente de la fuente de energía (gas, electricidad, etc.) son factibles de ser

integradas en el control del sistema de domótica, en una u otra manera. Algunos sistemas

suelen llevar un controlador propio muy avanzado (por ejemplo los sistemas de suelo

radiante o aire acondicionados) y en esos casos es mejor limitar la integración de estos

sistemas a por ejemplo recoger datos del sistema (como la temperatura en distintas zonas) o

actuar sobre el sistema de climatización, en una forma más sencilla, para cambios de estado

(como el cambio del modo verano / invierno, día / noche o entre “temperatura de confort” y

“temperatura de economía”) o similar. En resumen, hay dos principales formas de

interactuar con los sistemas de climatización en la casa:

Control Directo: El control directo utiliza actuadores y sensores propios del

sistema de domótica y es el sistema de domótica que aloja el programa y la

programación del control de la climatización.

Control Indirecto: Con un control indirecto, es el sistema (o los sistemas) de

climatización que alojan el programa y la programación y el sistema de domótica se

limita a enviar información para poner la climatización en distintos modos y recibir

información de los modos y temperaturas.

3.1.3. Sistemas hidráulicos

Sistemas de detección y extinción de incendios

Dentro de una casa es importante contar con un sistema de prevención y eliminación del

fuego, entre los más comunes se encuentran aparatos como detectores de humo, detectores

de temperatura, barreras infrarrojas de humo, detectores de gases, detectores de llama,

avisadores de alarma, sirenas, luces estroboscópicas.

Las regaderas automáticas del sistema sprinkler disponen de un orificio para la salida del

agua, el cual tiene un tapón que impide la salida del agua a temperaturas normales. El tapón

está sostenido por un mecanismo de dos brazos, ensamblados con un fusible formado por

dos placas metálicas unidas con soldadura. En un incendio, el calor generado funde la

soldadura, haciendo que la presión del agua que actúa sobre el tapón, desarme el sistema de

tapón, permitiendo la salida del líquido. El agua sale por el orificio y pega contra una

lámina, diseñada para distribuir el agua a manera de lluvia. Cada sprinkler cuenta con su

propio fusible, por lo que solamente se dispararán aquellas regaderas que estén en la zona

de influencia del incendio.

También sistemas hidráulicos que actúan automáticamente arrojando agua o productos

químicos para la extinción de las llamas (sprinklers).

37


Fig. 3.6. Regadera Automática Contra Incendio o Sprinkler

La actividad de los sistemas hidráulicos automáticos de regaderas o sprinklers, así como el

sistema automático de riego temporizado por sistemas electrónicos; en el caso de los

sanitarios para un hogar , se encuentran equipos de automatización, fluxómetros con sensor

para WC migitorios llaves y regaderas automatizadas; que aparte de brindar confort ayudan

al uso eficiente del agua favoreciendo de esta manera la ecología, maximizan el higiene al

no tener que tomar contacto con los objetos directamente y brindan una presencia

vanguardista y tecnológica.

3.1.4. Agua y saneamiento

Aguas grises

Las aguas grises o aguas usadas son las aguas generadas por los procesos de un hogar, tales

como el lavado de utensilios y de ropa así como el baño de las personas. Se distinguen de

las aguas cloacales contaminada con desechos del retrete, llamadas aguas negras, porque las

aguas grises no contienen bacterias patogenas. Son de vital importancia, porque pueden ser

de mucha utilidad en el campo del regadío ecológico.

Las aguas grises recicladas de la bañera o tina de baño pueden ser utilizadas en los retretes,

lo que ahorra grandes cantidades de agua, pero deben tener un tratamiento para depurarlas,

y que no tengan olores ni mal aspecto.

Uso de las aguas grises

Ventajas que proporciona el re-uso de las aguas grises:

Diseño patentado que garantiza seguridad.

Reducción del consumo de agua potable hasta un 70%, combinando el uso de agua de lluvia y el agua gris tratada.

Alta eficiencia en lugares con altos consumes de agua potable y pequeñas áreas de

recolección de agua de lluvia.

Alta seguridad operacional y bajos costos de operación.

Diseño compacto e instalación soterrada, que evitan el uso de espacios adicionales dentro de la casa.

Libre de ruidos.

Se le puede acoplar un control remoto

http://es.wikipedia.org/wiki/Hogar

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Utensilio&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Ropa

http://es.wikipedia.org/wiki/Persona

http://es.wikipedia.org/wiki/Desecho

http://es.wikipedia.org/wiki/Retrete

http://es.wikipedia.org/wiki/Aguas_negras

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tina_de_baño&action=edit&redlink=1

38


Descripción corta de un sistema de reciclaje de aguas grises

Sistema grande: El agua tratada (filtrado) es almacenada en un tanque de agua clara para

utilización posterior. La capacidad diaria es de 6000 litros que corresponde a una demanda

diaria de agua-de-servicio para 120 personas. El tamaño reducido de los poros de la

membrana retiene partículas sólidas, bacterias, así como virus. El filtrado contiene niveles

de impurezas inferiores al límite determinado por las directrices de la UE para aguas aptas

para bañarse.

Fig. 3.7. Sistema grande de aguas grises

Sistema pequeño: El agua tratada (filtrado) es almacenada en un tanque de agua clara para

utilización posterior. La capacidad diaria es de 500 litros que corresponde a una demanda

diaria de agua-de-servicio para 10 personas. El tamaño reducido de los poros de la

membrana retiene partículas sólidas, bacterias, así como virus. El filtrado contiene niveles

de impurezas inferiores al límite determinado por las directrices de la Unión Europea para

aguas aptas para bañarse.

Fig. 3.8. Sistema pequeño de aguas grises

39


3.1.5. Aprovechamiento de agua pluvial

Los Sistemas de Captación y Aprovechamiento del Agua de Lluvia (SCALL) (o agua

pluvial), para uso doméstico y consumo humano representan una solución para abastecer en

cantidad y calidad a las numerosas poblaciones que sufren la carencia de este vital líquido.

Los componentes principales para el aprovechamiento de agua pluvial son:

Área de captación

Sistema de conducción

Infraestructura de almacenamiento

Filtración y tratamiento

Área de captación

El área de captación es la superficie sobre la cual cae la lluvia. Las áreas que se utilizan

para este fin son los techos de casas habitación tratados con materiales que lo

impermeabilizan. Es importante que los materiales con que está construida esta superficie,

no desprenda olores, colores y sustancias que puedan contaminar el agua pluvial o alterar la

eficiencia de los sistemas de tratamiento. Además, la superficie debe ser de tamaño

suficiente para cumplir la demanda y tener la pendiente requerida para facilitar el

escurrimiento pluvial al sistema de conducción; es importante mencionar que solo se debe

considerar la proyección horizontal del área de captación y expresarla en m2.

Sistema de conducción

El sistema de conducción se refiere al conjunto de canaletas o tuberías de diferentes

materiales y formas que conducen el agua de lluvia del área de captación al sistema de

almacenamiento a través de bajadas con tubo de PVC.

Los materiales utilizados son: aluminio, lámina galvanizada, PVC y recursos maderables

de cada región. Actualmente se ha visto que los arquitectos, ingenieros y dueños de casas

consideran estructuras diversas para la colección del agua de lluvia. En la figura 3.9 se

muestra el diagrama completo de un sistema de colección y trampa para sólidos tipo rejilla.

Fig. 3.9. Canaleta con rejilla y válvula para el lavado de las primeras lluvias (CONAFOVI

2009)

40


Infraestructura de almacenamiento

Son cisternas o tanques donde se almacena el agua de lluvia captada, que puede utilizarse,

previo al tratamiento para uso doméstico durante todo el año.

Los materiales más utilizados para la construcción de las cisternas o tanques de

almacenamiento son los siguientes:

Plásticos: Fibra de vidrio, polietileno y PVC.

Dentro de las nuevas tecnologías de productos geo-sintéticos se encuentran la geo-

membrana, que son impermeables a fluidos y partículas, evitan filtraciones, fugas y

contaminación del agua almacenada. La geo-membrana de PVC, el polietileno de alta

densidad y alto peso molecular y el polipropileno reforzado ofrecen muchas ventajas:

facilidad de instalación, elasticidad, resistencia a punzonamiento, de fácil colocación por

ser termofusionable (cisternas, canales y otros depósitos); algunas de sus propiedades son:

25 años de vida y elongación del 200 % sin perder su estructura molecular.

La impermeabilización obtenida con 1 mm de espesor de geo-membrana de PVC equivale a

la impermeabilidad de 1 m de arcilla compactada. Una cisterna de concreto resulta de

cuatro a cinco veces más costosa que una recubierta con estos productos geo-sintéticos.

Metales: Barril de acero, tanque de acero galvanizado.

Es el material más utilizado en la construcción de cisternas y tanques que almacenan agua

de lluvia. El acero galvanizado no es resistente a la corrosión, pero es frecuentemente más

resistente a la oxidación. En los tanques nuevos podría existir un exceso de zinc, el cual

puede afectar el sabor del agua de lluvia almacenada. Estos tanques deben lavarse con agua

antes de usarse

Concreto: Ferro-cemento, piedra y bloque de concreto.

Las cisternas de ferrocemento son rápidas de construir, igualmente los materiales se

consiguen fácilmente para que los mismos usuarios las construyan, la desventaja de estas

cisternas es que el agua se calienta con facilidad, por lo que la cisterna siempre tiene que

ser pintada de blanco, la obra no puede ser interrumpida pues las capas subsecuentes del

aplanado no se adhieren suficientemente entre sí, lo cual puede ocasionar pérdidas de agua

por filtración, estas cisternas no son recomendadas en zonas sísmicas, ya que pueden

fracturarse, sobre todo cuando se secan.

Algunas cisternas de concreto se fabrican bajo condiciones controladas, después son

trasladadas al sitio de instalación. La capacidad de almacenamiento es de 5 a 35 m3; cuando

las dimensiones son mayores se construyen en el sitio seleccionado. La calidad del agua

almacenada depende de los acabados realizados sobre sus paredes y el material utilizado

para impermeabilizar. Las cisternas pueden estar sobre la superficie del suelo, enterradas o

semienterradas; sin embargo, es una tecnología costosa para los países en desarrollo.

41


Madera: Madera roja, abeto, ciprés (es eficiente pero cara).

Las civilizaciones humanas han utilizado estas cisternas, construidas con Secoya, u otra

madera para almacenar agua para diversos usos y para consumo humano. Actualmente este

tipo de cisternas tienen una gran presentación estética, a veces resulta una opción deseable

ya que son construidos de pino, cedro y ciprés, envuelto con cables de acero de alta tensión

Diagrama básico de un sistema para el aprovechamiento de agua pluvial

El diseño básico de recogida de aguas pluviales consta de los siguientes elementos:

1. Cubierta (área de captación): En función de los materiales empleados tendremos

mayor o menor calidad del agua recogida.

2. Canaleta (sistema de conducción): Para recoger el agua y llevarla hacia el

depósito de almacenamiento. Antes de los bajantes se aconseja poner algún sistema

que evite entrada de hojas y similares.

3. Filtro (filtración y tratamiento): Necesario para hacer una mínima eliminación de

la suciedad y evitar que entre en el depósito o cisterna.

4. Depósito (infraestructura de almacenamiento): Espacio donde se almacena el

agua ya filtrada. Su lugar idóneo es enterrado o situado en el sótano de la casa,

evitando así la luz (algas) y la temperatura (bacterias). Es fundamental que posea

elementos específicos como deflector de agua de entrada, sifón rebosadero anti

roedores, sistema de aspiración flotante, sensores de nivel para informar al sistema

de gestión, etc.

5. Bomba (sistema de conducción): Para distribuir el agua a los lugares previstos. Es

muy importante que esté construida con materiales adecuados para el agua de lluvia,

e igualmente interesante que sea de alta eficiencia energética.

6. Sistema de filtración y tratamiento: agua de lluvia-agua de red: Mecanismo por el

cual tenemos un control sobre la reserva de agua de lluvia y la conmutación

automática con el agua de red. Este mecanismo es fundamental para aprovechar de

forma confortable el agua de lluvia. Obviamente se prescinde de él si no existe otra

fuente de agua.

7. Sistema de drenaje: de las aguas excedentes, de limpieza, etc. que puede ser la red

de alcantarillado, o el sistema de vertido que disponga la vivienda

42


Fig.3.10. Diseño básico de un sistema de almacenamiento de agua pluvial.

3.1.6. Inodoros secos y atomizadores en grifos

Mingitorios secos

Los mingitorios secos aprovechan la gravedad para descargar los líquidos ya sea al drenaje

o a depósitos para aprovechar la orina como fertilizante. Esto es lo fácil. Lo que no es tan

fácil es evitar que el olor del drenaje salga por el inodoro, sin embargo, nuevamente la

tecnología ha resuelto esto. Actualmente existen inodoros cuentan con una

sorprendentemente sencilla válvula que permite el paso del líquido, pero no del aire.

El ahorro de agua y de líquidos para la trampa de olores hace altamente rentable a este

dispositivo. La mayoría de los inodoros ecológicos sin agua están fabricados en cerámica

color blanco.

Fig.3.11. Mingitorio seco con tapa-trampa para malos olores.

43


Atomizadores de agua para grifos

Los atomizadores surgieron hace algunos años con el objeto de ahorrar agua como bien

escaso, y como en el caso de otros muchos productos creados para ayudar al medio

ambiente y también a nuestro bolsillo. Se trata de sistemas muy sencillos, pero que sin

embargo tienen grandes resultados, con el atomizador de la imagen gastaríamos al menos 6

veces menos agua y sin notarlo, que es también importante.

Los atomizadores basan en la premisa de que cuando abrimos un grifo, sobre todo cuando

lo usamos para higiene o limpieza podemos desperdiciar hasta un 60% con el consiguiente

gasto y deterioro del medio ambiente, de manera que, sin reducir la presión encontraron

esta manera de que saliera menos agua por minuto simplemente haciéndola pasar por un

atomizador.

El chorro es igual, con la misma presión, lo que no conlleva ningún tipo de incomodidad,

sólo que sale menos agua permitiendo que la utilicemos toda y ahorremos de 4 a 6 litros de

cada 10. Y todo ello con una instalación muy sencilla.

Fig.3.12. Atomizadores de agua para grifo)

3.2. ENERGIA SOLAR EN UNA VIVIENDA

Actualmente, están cobrando mayor importancia a causa del agravamiento del efecto

invernadero y el consecuente calentamiento global, acompañado por una mayor toma de

conciencia a nivel internacional con respecto a dicho problema. Asimismo, economías

nacionales que no poseen o agotaron sus fuentes de energía tradicionales y necesitan

adquirir esos recursos de otras economías, buscan evitar dicha dependencia energética, así

como el negativo en su balanza comercial que esa adquisición representa.

La fuente renovable de energía que es mayormente utilizada en la domótica es la del Sol, o

sea la energía solar.

44


Fig. 3.13. Efecto fotovoltaico en una célula solar

La producción está basada en el fenómeno físico denominado "efecto fotovoltaico", que

básicamente consiste en convertir la luz solar en energía eléctrica por medio de unos

dispositivos semiconductores denominados células fotovoltaicas. Estas células están

elaboradas a base de silicio puro (uno de los elementos más abundantes, componente

principal de la arena) con adición de impurezas de ciertos elementos químicos (boro y

fósforo), y son capaces de generar una corriente de 2 a 4 Amperes, a un voltaje de 0,46 a

0,48 Volts, cada una, utilizando como fuente la radiación luminosa.

Las células se montan en serie sobre paneles o módulos solares para conseguir un voltaje

adecuado. Parte de la radiación incidente se pierde por reflexión (rebota) y otra parte por

transmisión (atraviesa la célula). El resto es capaz de hacer saltar electrones de una capa a

la otra creando una corriente proporcional a la radiación incidente. La capa antirreflejo

aumenta la eficacia de la célula.

3.2.1. Sistema fotovoltaico

Un sistema fotovoltaico es el conjunto de dispositivos cuya función es transformar la

energía solar directamente en energía eléctrica, acondicionando esta última a los

requerimientos de una aplicación determinada. Consta principalmente de los siguientes

elementos:

1) Arreglos de módulos de celdas solares.

2) Estructura y cimientos del arreglo.

3) Reguladores de voltaje y otros controles, típicamente un controlador de carga de

batería, un inversor de corriente cd/ca o un rectificador ca/cd.

4) Baterías de almacenamiento eléctrico y recinto para las mismas.

5) Instrumentos.

6) Cables e interruptores.

7) Red eléctrica circundante.

8) Cercado de seguridad, sin incluir las cargas eléctricas.

45


Estos sistemas no siempre constan de todos los elementos mencionados anteriormente,

puede prescindir de uno o más de éstos, dependiendo del tipo y tamaño de las cargas a

alimentar, el tiempo, hora y época de operación y la naturaleza de los recursos energéticos

disponibles en el lugar de instalación, existen sistemas que solo cuentan con 4 elementos

básicos:

1) Un generador solar, compuesto por un conjunto de paneles fotovoltaicos, que captan la

radiación luminosa procedente del sol y la transforman en corriente continua a baja tensión

(12 ó 24 V).

2) Un acumulador, que almacena la energía producida por el generador y permite disponer

de corriente eléctrica fuera de las horas de luz o días nublados.

3) Un regulador de carga, cuya misión es evitar sobrecargas o descargas excesivas al

acumulador, que le produciría daños irreversibles; y asegurar que el sistema trabaje siempre

en el punto de máxima eficiencia.

4) Un inversor (opcional), que transforma la corriente continua de 12 ó 24 V almacenada en

el acumulador, en corriente alterna de 230 V.

Fig. 3.14. Instalación solar fotovoltaica sin inversor, utilización a 12Vcc

Fig. 3.15. Instalación solar fotovoltaica con inversor, utilización a 230Vca

Es importante destacar que una vez dadas las características de los sistemas fotovoltaicos,

en los que la capacidad de acumulación de energía es limitada, los equipos de iluminación

han de ser de elevado rendimiento y bajo consumo para aprovechar al máximo esa energía.

46


Las más idóneas son las lámparas electrónicas, que dan las mismas prestaciones luminosas

que las bombillas convencionales pero ahorran aproximadamente un 80% de energía y

tienen una duración 8 veces superior. Esto se debe a que el 95% de la energía que

consumen las lámparas incandescentes se transforma en calor y no en luz, mientras que las

electrónicas irradian mucho menos calor y transforman un 30% de la energía que consumen

en luz. También pueden utilizarse lámparas fluorescentes convencionales pero siempre con

reactancia electrónica.

3.2.2. Funcionamiento

En un sistema típico, el proceso de funcionamiento es el siguiente: la luz solar incide sobre

la superficie del arreglo fotovoltaico, donde es trasformada en energía eléctrica de

corriente directa por las celdas solares; esta energía es recogida y conducida hasta un

controlador de carga, el cual tiene la función de enviar toda o parte de esta energía hasta el

banco de baterías, en donde es almacenada, cuidando que no se excedan los límites de

sobrecarga y sobre-descarga; en algunos diseños, parte de esta energía es enviada

directamente a las cargas.

La energía almacenada es utilizada para abastecer las cargas durante la noche o en días de

baja insolación, o cuando el arreglo fotovoltaico es incapaz de satisfacer la demanda por sí

solo. Si las cargas a alimentar son de corriente directa, esto puede hacerse directamente

desde el arreglo fotovoltaico o desde la batería; si, en cambio, las cargas son de corriente

alterna, la energía proveniente del arreglo y de las baterías, limitada por el controlador, es

enviada a un inversor de corriente, el cual la convierte a corriente alterna.

Una vez almacenada la energía eléctrica en el acumulador hay dos opciones: sacar una línea

directamente de éste para la instalación y utilizar lámparas y elementos de consumo de 12 ó

24 V o bien transformar la corriente continua en alterna de 230 V a través de un inversor.

A la potencia de salida, en Watts, que produce un panel fotovoltaico en condiciones de

máxima iluminación solar, se le llama potencia pico del panel, y posee una radiación de

aproximadamente 1 kW/m2 (la que se produce en un día soleado al mediodía solar).

Ya que la Ciudad de México posee un clima calado pero a la vez la mayoría de sus días son

nublados, es de preocuparse cómo se comportan los paneles fotovoltaicos en estas

condiciones, por lo tanto es importante mencionar que estos generan electricidad incluso en

días nublados, aunque su rendimiento disminuye.

Es importante también mencionar que la ciudad de México posee unas coordenadas que

van de 19º03' a 19º36' de latitud Norte y 98º57' a 99º22' de longitud Oeste, esto significa

que los paneles fotovoltaicos deberán estar situados acorde a estas coordenadas y a la

ubicación de la vivienda para un mayor aprovechamiento de la luz solar.

47


3.2.3. Factores para el rendimiento de un panel fotovoltaico

Fundamentalmente de la intensidad de la radiación luminosa y de la temperatura de las

células solares. La intensidad de corriente que genera el panel aumenta con la radiación,

permaneciendo el voltaje aproximadamente constante. En este sentido tiene mucha

importancia la colocación de los paneles (su orientación e inclinación respecto a la

horizontal), ya que los valores de la radiación varían a lo largo del día en función de la

inclinación del sol respecto al horizonte.

El aumento de temperatura en las células supone un incremento en la corriente, pero al

mismo tiempo una disminución mucho mayor, en proporción, de la tensión. El efecto

global es que la potencia del panel disminuye al aumentar la temperatura de trabajo del

mismo. Una radiación de 1.000 W/m2 es capaz de calentar un panel unos 30 grados por

encima de la temperatura del aire circundante, lo que reduce la tensión en 2

mV/(célula*grado) * 36 células * 30 grados = 2,16 Voltios y por tanto la potencia en un

15%. Por ello es importante colocar los paneles en un lugar en el que estén bien aireados.

3.2.4. Vida útil y mantenimiento

Teniendo en cuenta que el panel carece de partes móviles y que las células y los contactos

van encapsulados en una robusta resina sintética, se consigue una muy buena fiabilidad

junto con una larga vida útil, del orden de 30 años o más. Además si una de las células

falla, esto no afecta al funcionamiento de las demás, y la intensidad y voltaje producidos

pueden ser fácilmente ajustados añadiendo o suprimiendo células. Las instalaciones

fotovoltaicas requieren un mantenimiento mínimo y sencillo, que se reduce a las siguientes

operaciones:

1) Paneles: requieren un mantenimiento nulo o muy escaso, debido a su propia

configuración: no tienen partes móviles y las células y sus conexiones internas están

encapsuladas en varias capas de material protector. Es conveniente hacer una inspección

general 1 ó 2 veces al año: asegurarse de que las conexiones entre paneles y al regulador

están bien ajustadas y libres de corrosión. En la mayoría de los casos, la acción de la lluvia

elimina la necesidad de limpieza de los paneles; en caso de ser necesario, simplemente

utilizar agua y algún detergente no abrasivo.

2) Regulador: la simplicidad del equipo de regulación reduce sustancialmente el

mantenimiento y hace que las averías sean muy escasas. Las operaciones que se pueden

realizar son las siguientes: observación visual del estado y funcionamiento del regulador;

comprobación del conexionado y cableado del equipo; observación de los valores

instantáneos del voltímetro y amperímetro: dan un índice del comportamiento de la

instalación.

3) Acumulador: es el elemento de la instalación que requiere una mayor atención; de su uso

correcto y buen mantenimiento dependerá en gran medida su duración. Las operaciones

usuales que deben realizarse son las siguientes:

48


4) Comprobación del nivel del electrolito (cada 6 meses aproximadamente): debe

mantenerse dentro del margen comprendido entre las marcas de "Máximo" y "Mínimo". Si

no existen estas marcas, el nivel correcto del electrolito es de 20 mm por encima del

protector de separadores. Si se observa un nivel inferior en alguno de los elementos, se

deben rellenar con agua destilada o desmineralizada. No debe rellenarse nunca con ácido

sulfúrico.

5) Al realizar la operación anterior debe comprobarse también el estado de los terminales

de la batería; debe limpiarse de posibles depósitos de sulfato y cubrir con vaselina neutra

todas las conexiones.

6) Medida de la densidad del electrolito (si se dispone de un densímetro): con el

acumulador totalmente cargado, debe ser de 1,240 +/- 0,01 a 20 grados Celsius. Las

densidades deben ser similares en todos los vasos. Diferencias importantes en un elemento

es señal de posible avería.

3.2.5. Aplicaciones

Prácticamente cualquier aplicación que necesite electricidad para funcionar se puede

alimentar con un sistema fotovoltaico adecuadamente dimensionado. La única limitación es

el coste del equipo y, en algunas ocasiones, el tamaño del campo de paneles. No obstante,

en lugares remotos alejados de la red de distribución eléctrica, lo más rentable suele ser

instalar energía solar fotovoltaica antes que realizar el enganche a la red.

Entre las principales aplicaciones se incluyen: electrificación de viviendas, sistemas de

bombeo y riego, iluminación, depuradoras de aguas residuales, etc.

3.2.6. Impacto ambiental

La energía solar fotovoltaica, al igual que otras energías renovables, constituye, frente a los

combustibles fósiles, una fuente inagotable, contribuye al autoabastecimiento energético

nacional y es menos perjudicial para el medio ambiente, evitando los efectos de su uso

directo (contaminación atmosférica, residuos, etc.) y los derivados de su generación

(excavaciones, minas, canteras, etc.). Los efectos de la energía solar fotovoltaica sobre los

principales factores ambientales son los siguientes:

Clima: la generación de energía eléctrica directamente a partir de la luz solar no

requiere ningún tipo de combustión, por lo que no se produce polución térmica ni

emisiones de CO2 que favorezcan el efecto invernadero.

Geología: Las células fotovoltaicas se fabrican con silicio, elemento obtenido de la

arena, muy abundante en la Naturaleza y del que no se requieren cantidades

significativas. Por lo tanto, en la fabricación de los paneles fotovoltaicos no se

producen alteraciones en las características litológicas, topográficas o estructurales

del terreno.

Suelo: al no producirse ni contaminantes, ni vertidos, ni movimientos de tierra, la

incidencia sobre las características físico-químicas del suelo o su erosionabilidad es

nula.

49


Aguas superficiales y subterráneas: No se produce alteración de los acuíferos o de

las aguas superficiales ni por consumo, ni por contaminación por residuos o

vertidos.

Flora y fauna: la repercusión sobre la vegetación es nula, y, al eliminarse los

tendidos eléctricos, se evitan los posibles efectos perjudiciales para las aves.

Paisaje: los paneles solares tienen distintas posibilidades de integración, lo que hace

que sean un elemento fácil de integrar y armonizar en diferentes tipos de

estructuras, minimizando su impacto visual. Además, al tratarse de sistemas

autónomos, no se altera el paisaje con postes y líneas eléctricas.

Ruidos: el sistema fotovoltaico es absolutamente silencioso, lo que representa una

clara ventaja frente a los generadores de motor en viviendas aisladas.

Medio social: El suelo necesario para instalar un sistema fotovoltaico de dimensión

media, no representa una cantidad significativa como para producir un grave

impacto. Además, en gran parte de los casos, se pueden integrar en los tejados de las

viviendas.

50


Capítulo 4 “MODELO PROPUESTO”

Las instalaciones modernas han cambiado totalmente respecto a las convencionales. Hoy

en día, esta tecnología está muy superada, ahora los clientes son más exigentes y sus

demandas van destinadas principalmente a:

Confort.

Uso flexible en las habitaciones.

Seguridad.

Posibilidad de comunicación.

Consideraciones medioambientales.

Reducción de coste energético y de funcionamiento (la más demandada).

Este capítulo trata acerca de la implementación de diversas tecnologías existentes, para

eficientar el uso de los recursos naturales y energéticos, y así poder también reducir el

impacto ecológico que en la actualidad tiene una vivienda. Se trata de aprovechar los

recursos que se tienen al máximo.

4.1 ESPECIFICACIONES DE LA VIVIENDA Y REQUISITOS BÁSICOS

4.1.1. Especificaciones de la vivienda

Se utilizara una vivienda común de dos plantas con las características siguientes:

La vivienda ocupa un área de 180m2 en total

Posee dos plantas principales, garaje y patio

El garaje tendrá espacio para colocar 2 autos compactos.

Dentro de la vivienda hay 3 recamaras principales (planta alta), más una de servicio (planta baja).

Un baño principal, 2 pequeños y medio baño para visitas.

Sala principal (planta baja) y sala familiar (planta alta).

Comedor.

Cocina.

Estudio.

Sala de estar en el patio de servicio.

Lavandería.

Terraza.

De acuerdo a las especificaciones antes mencionadas la vivienda será para un máximo de 4

a 6 personas (mas el cuarto de servicio que puede o no ser ocupado), de tal forma que para

una mejor comprensión del espacio mencionado un plano sencillo se muestra en la figura

4.1. La vivienda seleccionada será de gran confort para familias de tamaño regular (2

adultos, 2 niños, y/o un familiar de tercera edad) con mascotas. La vivienda está ubicada de

este a oeste.

51


Figura 4.1. Modelo y características de la vivienda

4.1.2. Requisitos básicos

Iluminación: Dentro de la casa, los puntos de conmutación deben situarse cerca de las puertas, así como en la zona de dormitorios y comedor. Control en múltiples

puntos de la casa, ya sea para asearse, para cocinar, para ver la TV, para reuniones

con amigos, para estudio, en definitiva, para conseguir el máximo confort.

Agua y saneamiento: Para este caso la casa deberá contar con un sistema de reciclado de aguas grises previamente instalado y un sistema de aprovechamiento de

aguas pluviales (agua de lluvia), así como también el uso de inodoros secos y grifos

en las llaves, donde de ser posible se le adicionara un sensor para la apertura y el

cierre automático en los mismos.

Calefacción de las habitaciones: Debe incluirse un control individual de la

temperatura de las habitaciones que permita también ser visualizado y controlado de

forma manual como por ejemplo desde persianas hasta ventiladores de forma que no

requiera un gran gasto y sea cómodo de usar).

Equipamiento de seguridad: La vivienda ha de estar prevista de sensores de movimiento que en ocasiones haga la función de iluminación a su paso (cuando se

encuentre el cliente en el hogar), y en otras de alarma (cuando la alarma esté

enclavada y se abandone el hogar).

52


4.2. PROPUESTAS PARA EL USO EFICIENTE DE ENERGIA EN LA VIVIENDA

4.2.1. Iluminación en la vivienda

La iluminación de la vivienda es una de las cuestiones más importantes que se manejan en

este proyecto, es por eso (y en base al modelo de la casa mostrado en el tema anterior, Fig.

4.1) que se opto por realizar un modelo básico del lugar para la posición de la iluminación

Fig. 4.2. (nótese que no es un diagrama eléctrico solo es un modelo base).

Fig. 4.2. Modelo básico de la localización de las luminarias, enchufes y contactos de la

vivienda

La iluminación seleccionada es a base de leds puesto que a mediano y largo plazo es más

rentable y más duradero, además de que el gasto energético es mínimo y se tiene la

posibilidad de utilizar un rango más amplio de colores acorde al tipo de iluminación

deseada o al lugar de su localización, además de que se le pueden adaptar sensores de

presencia que permita automatizar la iluminación de los sectores de paso. Por medio de la

función simulación de presencia las luces se prenderán y apagarán automáticamente

simulando que la casa está habitada cuando viajemos o no estemos en casa por largo

tiempo.

53


Fig. 4.3. Luminaria con sensor de movimiento a base de Led (Fuente: Mercado libre)

4.2.2. Iluminación en exteriores

Acorde a las dimensiones en mostradas en el modelo del tema 4.1.1. (Fig. 4.1, se puede

observar que el jardín no requiere de un gran gasto en cuanto a iluminación se refiere, es

por eso que se seleccionaron las lámparas solares de led tipo poste colocadas en el jardín de

la vivienda cada 3 metros aproximadamente según muestra la figura siguiente con los

puntos marcados en rojo (Fig. 4.3.).

Fig. 4.4. Localización de las lámparas solares tipo poste el jardín de la vivienda

De esta manera se podrá aprovechar al máximo la iluminación de las luminarias en la noche

y sin gastar demasiada energía de forma que los gastos también se verán reducidos, además

por ser lámparas especializadas para jardines no se tendrá problemas ante las condiciones

climáticas de la zona (lluvias, ventiscas, etc.).

4.2.3. Iluminación y ventilación natural

Para el mayor aprovechamiento de recursos y energía eléctrica en el tema de iluminación y

ventilación es necesario recurrir a otro tipo de opciones, como lo son utilizar grandes

ventanales en zonas especificas de la casa y tipos diferentes de arboles (acorde a la zona

donde se ubique la vivienda) para controlar la misma iluminación de forma natural, de esta

manera será más confortable y agradable a la vista incluso; la mejor de las opciones es colocar arboles de tipo caducos (como lo son las jacarandas) para poder aprovechar al

máximo la iluminación natural en invierno (ya que no poseen hojas en esta temporada) y en

verano poder controlar el exceso de luz con las hojas naturales del árbol.

54


La mayoría de la iluminación que se puede aprovechar dentro de la casa (acorde a la Fig.

4.1) será en las zonas marcadas en la figura siguiente (Fig. 4.4), de forma que se puede

observar que tanto el primer piso como el segundo estarán debidamente iluminados de

forma natural durante el día, además de que también se colocara un pequeño domo en la

parte del techo correspondiente a la zona donde están las escaleras para que se pueda

aprovechar la iluminación natural al máximo dentro de la casa.

Fig. 4.5. Localización de ventanales y domo dentro de la vivienda

En la figura anterior se muestra la localización de los ventanales y el domo marcados con

rectángulos y círculos rojos respectivamente.

La ventilación natural será de manera sencilla de controlar puesto que solo se colocaran

ventanas de persianas regulables para que se pueda aprovechar al máximo la ventilación

natural dentro de la vivienda cuando esta lo requiera, la ventaja de este tipo de ventanas es

que al ser regulables (manualmente) es posible mantenerlas cerradas o abiertas según el

habitante lo desee, además de que se pueden fabricar en varios colores y su tamaño es

variable y se ajusta al tamaño que el habitante de la casa lo desee (Fig4.5).

55


Fig. 4.6 Ventana de persianas regulable y Diagrama de posiciones de cada alabe de la

ventana

4.2.4. Uso de paneles fotovoltaicos

El uso de un panel fotovoltaico en este proyecto es muy recomendable ya que se busca el

mayor ahorro energético y gracias a la manera en que estos funcionan (Para más detalles de

su funcionamiento y características véase el capitulo 3) no dañan el medio ambiente, su uso

requiere un gasto inicial pero es remunerable a largo plazo ya que su tiempo de vida es

grande y el ahorro que proporcionan también. Se utiliza un panel fotovoltaico de mediano

tamaño (Ver Fig. 4.6) para que sea posible ahorrar el gasto básico de la iluminación dentro

de la casa.

Fig. 4.7. Panel fotovoltaico para el techo de la vivienda, con capacidad de 90 W y vida útil

de 20 años (Fabricado por SOLARTEC)

El panel deberá estar orientado hacia el sur ya que de esta manera recibirá más radiación

solar durante todo el día y también durante el año.

Con un panel de esta capacidad se generan 90 Watts, suficientes para proporcionar una

potencia suficiente para iluminar 22 lámparas de led, aproximadamente de 4 Watts cada

una.

56


4.3. PROPUESTAS PARA EL USO EFICIENTE DE AGUA EN LA VIVIENDA

4.3.1. Modelo de sistema de aprovechamiento de agua pluvial para la vivienda

Para el aprovechamiento de agua pluvial en este proyecto se tiene en cuenta que la forma

del techo es de doble caída para poder aprovechar al máximo el agua de lluvia en las

canaletas, de la misma manera la cisterna que se utilizara es de tipo rotoplas (véase Fig.

4.7).

Fig.4.8. Ejemplo de una vivienda con techo a doble caída con canaletas para el sistema de

aprovechamiento de agua pluvial y cisterna tipo rotoplas.

La ventaja de este tipo de cisternas es principalmente su bajo costo, su fácil obtención y mantenimiento, su tiempo de largo vida a comparación de los otros tipos de cisternas y el

hecho de que mediante estas se evitan las filtraciones, de manera que es de las más

rentables para un sistema de aprovechamiento de agua pluvial.

En caso de que los habitantes de la vivienda requieren el uso de agua caliente puede ser

mediante el uso de algún calentador solar adicional (Fig. 4.8), de la misma manera que los

paneles fotovoltaicos que se utilizan, el calentador solar deberá estar orientado hacia el sur

ya que de esta manera recibirá más radiación solar durante todo el día y durante todo el año

dependiendo de la estación del mismo ya que en días nublados la intensidad total de la luz

solar disminuirá a un 10% solamente.

Fig. 4.9. Calentador solar con capacidad de 450 litros para 5 personas y 20 años de vida

útil a un precio de $ 17, 500.00 pesos aproximadamente (Fuente: Mercado libre)

57


4.3.2. Modelo de aprovechamiento de agua en la vivienda por medio de uso de aguas

grises

Acorde a lo visto en el capítulo 3, se selecciono un sistema pequeño de aguas grises de tal

manera que su capacidad sea para unas 10 personas como máximo, este tipo de sistemas

pueden llegar a manejar hasta unos 500 litros diarios aproximadamente, de forma que

acorde a su tipo de construcción y el filtrado que posee el agua puede rehusarse, para regar

plantas y/o jardines o como agua de servicio (para lavar autos, etc.), ya que gracias a este

tipo de sistemas y a su filtración los niveles de impurezas con las que sale el agua son

inferiores al límite determinado por las directrices de la unión europea.

La colocación de este tipo de sistemas será de manera subterránea (de ser posible) o

también como no requiere de un gran espacio puede colocarse en la parte trasera de la casa

de forma que no incomode a los habitantes de la misma.

El modelo seleccionado para el proyecto deberá poseer como mínimo las características

siguientes:

Ahorrador de espacio

Fácil mantenimiento

Seguro y saludable

Figura 4.10. Sistema de aguas grises seleccionado para la vivienda (Ramirez Acán,

ESIME)

58


4.3.3. Uso de inodoros secos, sensores y atomizadores para grifos

Para un mayor ahorro de agua y por ende una reducción en los costos de la misma se

recomienda la utilización de inodoros secos con tapa- trampa para evitar los malos olores

(como el mostrado en el capítulo 3), debido a que su uso todavía no es muy común en la

actualidad, solo se deja como una recomendación para los habitantes de la vivienda, pero

para un mayor entendimiento de los mismos en la siguiente figura se explica de manera

más detallada la utilización y beneficios del mismo.

Fig.4.11. Inodoro seco para la vivienda con trampa de acero inoxidable y sistema anti-

olores modelo CL3003 (Fuente: Cuida tu mundo)

Existe en el mercado un tipo de grifo auto recargable elaborado por la empresa japonesa

Toto que genera su propia energía al activarse mediante un sensor de movimiento que

detecta cuando se acerca algún objeto.

La turbina EcoPower, que funciona con agua, genera una corriente eléctrica que se

almacena en las celdas recargables que alimentan el Sistema de Sensor Inteligente tanto del

grifo como de la válvula, se recarga con apenas cinco usos por día y se optimiza con unos

meros 10 usos por día y solamente utiliza menos de un litro de agua (un cuarto de galón ó

0.946 litros) por lo cual ahorra agua, y esto también representa un menor consumo de

electricidad y costos de mantenimiento menores debido al recambio frecuente de baterías

descartables ya que el tiempo de vida de cada batería utilizada en estos grifos es de 19 años

en promedio, y una mejor ecología con funcionalidad de manos libres y cierre automático.

Fig.4.12. Grifo auto recargable Ecopower- Toto, con sensor y turbina (Fuente:Toto)

59


Los atomizadores para grifos son una opción muy rentable en la actualidad de esta manera

se pueden ahorrar desde un 47% hasta un 65 % depende del tipo de atomizador

seleccionado, el más rentable y el que se usara en este proyecto es el atomizador de agua

para grifo que limite el caudal a 5 litros por minuto lo cual nos proporcionara un ahorro del

65%, este atomizador es independiente de la presión del agua e incluso puede colocarse en

lavabos con una fuerte presión de suministro.

Fig.4.13. Atomizador de agua para grifo y para regadera (Fuente Dr. Francisco Javier

Aceves Hernández)

60


Capitulo 5 “ANALISIS DE COSTO BENEFICIO”

En este apartado se presentan las ventajas económicas que se tienen al implementar un

sistema domótico, que se verán reflejadas en la huella ecológica que se deja, ya que se

redujeron hasta en un 80% los recursos acuíferos para temporada de lluvia y en 30% la

energía eléctrica.

5.1. COMPARACIÓN DE COSTOS ENTRE UNA VIVIENDA NORMAL Y EL

MODELO PROPUESTO

5.1.1. Material y costos de construcción

En la tabla mostrada a continuación se desglosan de manera general los presupuestos (para

un desglose más detallado véase anexo 2), para la construcción de una casa normal que

posee un terreno de 180m2 en total, dos plantas principales, garaje y patio, dentro de la

vivienda hay 3 recamaras principales (planta alta), más una de servicio (planta baja), un

baño principal, 2 baños y medio más pequeños, sala principal (planta baja) y sala familiar

(planta alta), comedor, cocina, estudio, lavandería y terraza.

Tabla 5.1. Costos aproximados de la construcción de la vivienda convencional

(Fuente: Construaprende)

Descripción

Total

(Pesos)

Preliminares y plataformas 939.61

Cimentación 16, 010.49

Muros de la planta baja 8, 363.49

Muros planta alta 9, 653.61

Loza planta baja 15, 651.23

Loza planta alta 14, 153.56

Azotea e impermeabilización 7, 141.91

Albañilería 4, 627.28

Rampa de escaleras 1, 807.97

Aplanados en Plafones 9, 494.07

Aplanados en muros interiores 15, 560.76

Pisos y alfombras 23, 784.71

Acabados en Muros y Plafones Exteriores 9, 973.86

Herrería 1, 197.31

Cancelería de Aluminio 14, 750.44

Muebles y Accesorios 3, 433.78

Limpiezas 738.02

Total Aproximado del proyecto (Área de Construcción) 167, 314.42

61


Ademes de estos costos, en el caso de la vivienda domótica se añadirán los costos de otros

aditamentos: 1- domo del tejado en $2,160 pesos con una media de 1.80x 2.40 m, y la

cancelería de 2 pulgadas a precio cliente x metro cuadrado esta en $1500.00 con cristal de

6mm si se tiene en cuenta que los ventanales son de aproximadamente 1.5 x 2 m, se tiene

que cada ventanal sale en aproximadamente $4,500.00 pesos, ahora 15 ventanales en total

en la vivienda lo que nos da un precio aproximado de $67,500 pesos, por lo tanto, por

mandar a hacer los ventanales mas el domo del tejado, para la vivienda saldría en

$69,660 pesos aproximadamente.

El costo de la construcción de una vivienda normal es de $167,314.42 pesos y el costo de

la construcción con el aumento de ventanales y domo en el proyecto es de

$236,974.42, lo cual aumenta a primera vista considerablemente el costo de la vivienda

domótica, pero se debe tener en cuenta las remuneraciones económicas de las propuestas de

iluminación, agua y gas principalmente.

5.1.2. Material y costos de sistemas de iluminación

En este proyecto una de las remuneraciones más importantes serán los costos en la parte de

iluminación, teniéndose en cuenta que se cuenta con 27 luminarias de led en total dentro de

vivienda (Véase figura 4.2 para mayor detalle), y 12 luminarias de led tipo poste para el

jardín, se presenta un aproximado de los costos aproximados y ahorro a comparación de la

iluminación que presenta una casa normal con focos incandescentes en una vivienda de las

mismas características que la del proyecto presente.

Tabla 5.2a. Tabla comparativa de gastos y ahorro de la iluminación de la vivienda para

una tarifa de consumo de hasta 140 KW* Tipo de

luminaria Número de luminarias

Watts Totales

Tarifa por energía

consumida hasta 140

Watts

Número de horas de

uso aproximado

al día

Gasto por año

Ahorro por año

Ahorro por 20 años**

Bombilla LED 4 W

27

108

$ 0.745

5 Horas

$ 146.84

$ 3,524.15

$70,482.80

Foco incandescente 100 W

27

2700

$ 0.745

5 Horas

$ 3,670.98

$ 0.00

$ 0.00

Tabla 5.2b. Tabla comparativa de gastos y ahorro de la iluminación de la vivienda para

una tarifa de consumo mayor de 140 KW* Tipo de

luminaria Número de luminarias

Watts Totales

Tarifa por energía

consumida mayor a

140 Watts

Número de horas de

uso aproximado

al día

Gasto por año

Ahorro por año

Ahorro por 20 años**

Bombilla LED 4 W

27

108

$ 0.906

5 Horas

$ 178.57

$4,285.74

$85,714.91

Foco incandescente 100 W

27

2700

$ 0.906

5 Horas

$4,464.31

$ 0.00

$ 0.00

* Sujeto a cambio por precio de tarifa

** Tiempo de vida promedio de las tecnologías propuestas

62


Tabla 5.3. Costos de las luminarias usadas en el proyecto (Fuente: Mercado Libre, precio

sujeto a marca) Tipo de luminaria Cantidad Precio unitario

(Pesos) Costo total

(Pesos)

Luminaria de Led 4W con sensor de movimiento 27 $ 259.00 $ 6, 993.00

Lámpara de Led solar tipo poste 12 $ 275.00 $ 3, 300.00

Costo total de inversión $ 10,293.00

En el caso de la iluminación exterior como se colocaran lámparas solares de Led tipo poste,

no es necesario hacer una tabla comparativa, basta con mencionar que al ser lámparas

solares el ahorro por consumo va a ser del 100 % en comparación con lámparas exteriores

con bombillas tradicionales, ya que las lámparas solares no consumen energía eléctrica de

la línea proporcionada por la Comisión Federal de Electricidad y por lo tanto no

representan ningún gasto económico al recibo de la luz.

5.1.3. Material y costos de sistemas de ventilación

La vivienda presentada en este proyecto está diseñada para la ventilación dentro de esta sea

de manera natural y solo se ocupen unos pocos ventiladores de techo para épocas de calor

de forma que se ahorraría el costo de instalación de un aire acondicionado, ya que utilizar

uno o varios (de cualquier tipo) aumentaría de manera considerable la energía eléctrica

consumida y el gasto económico que estos generan.

En la parte superior de los ventanales se opto por utilizar pequeñas ventanas de persianas de

cristal opaco para poder regular tanto la ventilación en la vivienda como la iluminación de

la misma, las ventanas de persianas poseen una medida de 1x2 m, van a ir colocadas en la

parte superior de los ventanales y tienen un precio de $1,450.00 cada una de manera que si

se necesitan 15 piezas eso generaría un gasto de $21,750.00 pesos.

Fig.5.1. Ventana de persianas regulables con cristal opaco (Fuente: Empresa Decolarum)

Los ventiladores que se colocaran dentro de la vivienda van a ir empotrados en el techo y

poseen una lámpara la cual puede llevar bombilla de led (Fig. 5.1.) y se necesitarían 8

ventiladores (1 por cada dormitorio y dos para la parte de la sala y el comedor, 1 en la sala familiar y uno en el estudio), el precio aproximado en el mercado de este tipo de

ventiladores es de $ 850.00 pesos, lo cual nos da un costo de $6,800.00 pesos.

63


Fig.5.2. Ventilador para techo marca con Westinghouse de 30” (Fuente: Mercado libre)

En total la inversión para las ventanas con persianas y los ventiladores seria de $28,550.00

pesos durante el tiempo de vida del ventilador que es aproximadamente 15 años.

La inversión de compra de un aire acondicionado para pared (Minisplit marca LG) es de

$6,200.00 pesos, mas el gasto energético que genera que es de 1000 watts por hora

aproximadamente (depende del modelo) si eso lo multiplicamos por las horas de utilización

(5 horas diarias aproximadamente) y por los 365 días del año, generaría un gasto energético

de 1,825 KW al año si esta cantidad de multiplica por la tarifa aplicada a la vivienda (de

0.745 para los primeros 140 KW y 0.906 para más de 140 KW) lo cual da un gasto

económico por energía consumida de $1,359.62 pesos al año para la tarifa que abarca los

primeros 140 KW y $1,653.45 pesos para la tarifa de más de 140 KW, por los 15 años de

vida del ventilador (sujeto a cambio en la tarifa aplicable) $20,394.37 pesos para la tarifa

de hasta 140 KW y $24,801.75 pesos para la tarifa de más de 140 KW.

Si a estas cantidades les sumamos el precio de compra del aire acondicionado, nos da una

inversión mínima de $26,594.37 pesos (o $ 31,001.75 pesos si es que se cuenta la tarifa de

más de 140 KW) por cada aire acondicionado, ahora en la vivienda se necesitarían 7 piezas

(1 por cada dormitorio y 1 para la parte de la sala y el comedor, 1 en la sala familiar y uno

en el estudio), lo cual nos da una inversión aproximada de $186,160.60 pesos.

Con estos datos queda claro que el ahorro con el proyecto seria de $157,610.60 a

comparación del uso de un aire acondicionado, durante 15 años.

5.1.4. Material y costos de paneles fotovoltaicos y calentador solar

En el caso del costo inicial de los paneles fotovoltaicos se tiene que cada panel de 90 Watts

y 20 años de vida útil esta en aproximadamente $6,000.00 pesos, aun que el gasto inicial es

un poco mayor este panel puede ser suficiente para proporcionar una potencia para iluminar

22 lámparas de led, aproximadamente de 4 Watts cada una durante estos 20 años lo cual

nos ahorraría el gasto de la iluminación del interior de la vivienda en un 82%, esto es

si la vivienda genera un gasto económico de $2, 936.80 pesos en iluminación interior

durante 20años, con un panel fotovoltaico de estas características solo se gastaría un

aproximado de $ 528.62 pesos en este mismo tiempo.

64


Para un mayor aprovechamiento de la luz solar se opto por utilizar un calentador solar

marca Solaris con una capacidad de 450 litros para 5 personas con un tiempo de vida de 20

años, a un precio de $ 17, 500.00 pesos aproximadamente (precio sujeto a cambios por tipo

y marca).

Fig.5.3. Calentador Solar marca Solaris de 450 litros. (Fuente: Solaris)

5.1.5. Material y costos para el modelo de aprovechamiento de agua pluvial

Un sistema de aprovechamiento de agua pluvial para el proyecto presentado posee un costo

aproximado inicial de $6,187.00 pesos, aun que es un costo relativamente alto lo importante

es el ahorro de agua y económico que este genera, ya que su tiempo de vida útil es de 25

años, durante este tiempo el costo económico y el desperdicio de agua se ve minimizado

considerablemente.

Teniendo en cuenta que el sistema de agua pluvial manejado deberá poseer en su material

de instalación mínimo, el área de captación, las canaletas de captación, tubería, filtros y

cisterna de almacenamiento, donde se usara una de aproximadamente una capacidad de

2500 litros, marca Rotomex con un costo de $2,500.00 aproximadamente.

Tabla 5.4. Desglose de material y gasto de un modelo de aprovechamiento de agua pluvial

(Fuente: Proyectos para captación de agua pluvial, Vargas Rubén, ESIME-Azcapotzalco)

Material Precio estimado

Cisterna Rotomex 2500 litros $ 2, 500.00

Prefiltro $ 110.00

Filtro $ 390.00

Bomba de ¼ HP $ 690.00

Canaletas $805.00

Otras piezas (Válvulas, codos, tuberías,

cople, abrazadera, tornillos, tuercas)

$1, 692.00

Total Aproximado $ 6,187.00

Su uso puede economizar gastos y desperdicio de agua sobre todo en la parte de lavado de

pisos, baños, lavar ropa e incluso para bañarse; durante un año una familia gasta en estos

aspectos aproximadamente 803,000 litros, eso es un aproximado de 803 m3.

65


El precio actual en el D.F. del m3 de agua en el está en $ 4.95 pesos (Fuente: El

informador, 9 junio 2012), con esta tarifa se genera un gasto económico de $ 3,974.85

pesos en un año, por los 25 años del tiempo de vida de esta tecnología se tiene un gasto

económico total de de $99,371.25 pesos, lo que significa que en este tipo de tecnología se

genera un ahorro de $93,184.25.

5.1.6. Material y costos para el modelo de aprovechamiento de aguas grises

Con un modelo de aprovechamiento de aguas grises (con un tiempo de vida de 20 años,

sujeto a su debido mantenimiento) se busca economizar el gasto generado por la utilización

de agua en el riego de jardines, lavado de autos, como mínimo, lo cual significa un gasto de

280 litros diarios aproximadamente, esto es 102,200 litros anuales y un gasto económico

de $505.90 pesos en un año y $ 12,647.25 en 20 años. La cotización aproximada de un

sistema de aprovechamiento de aguas grises es la siguiente:

Tabla 5.5. Desglose general de material y gasto de un modelo de aprovechamiento de

aguas grises

(Fuente: Proyectos para reciclado de aguas grises, Vargas Rubén, ESIME-Azcapotzalco)

Material Precio estimado

Tanque para recolección (500 litros) $1, 200.00

Tanque para filtrado (500 litros) $1, 200.00

Tanque para clarificado (500 litros) $1, 200.00

Bomba de ¼ HP $ 690.00

Otras piezas (Válvulas, codos, tuberías,

cople, abrazadera, tornillos, tuercas)

$1, 692.00

Mano de obra $ 5,000.00

Total Aproximado $ 10,982.00

Esto significa, que el ahorro aproximado económico durante el tiempo de vida de este

modelo propuesto seria de $1,665.25 pesos.

5.1.7. Material y costos para el uso de mingitorios secos, sensores y atomizadores para

grifos

El uso de mingitorios secos ayuda principalmente al ahorro en cuanto a gasto de agua se

refiere y como consecuencia el ahorro monetario, un mingitorio de la marca makech como

el señalado en el capítulo 4 tiene un valor en el mercado de $ 5,125.00 y una vida útil de 20

años si se van a utilizar 4 inodoros el precio total es de $ 20,500.00 pesos, pero no existe

gasto de económico por desperdicio de agua para este mingitorio durante ese tiempo de

vida.

En el caso del precio por los atomizadores para la regadera es de $300.00 pesos y las

boquillas para lavabo están en $50.00 pesos, si se necesitan 3 atomizadores para regadera y 5 para lavabo se tiene una inversión inicial de $1,150.00 pesos.

66


En el caso de los grifos se opto por utilizar el modelo auto recargable Ecopower- Toto, con

sensor y turbina el cual tiene un precio en el mercado de $ 439.00 pesos, si se necesitan 5

piezas el costo total seria de $ 2, 195.00 pesos.

En el caso del gasto del agua utilizada en un inodoro común durante ese tiempo seria de:

Tabla 5.6. Gasto en litros por el uso de inodoro normal de 20 litros de una familia de 5

personas durante 20 años Litros usados

en el inodoro

Numero de

descargas diarias

Número de

personas

Número de

días

Gasto total de

litros en 20 años

20 3 5 365 2,190,000

En el caso del agua utilizada en los grifos y regaderas de tiene que:

Tabla 5.7. Gasto en litros por el uso normal de grifos y regaderas de una familia de 5

personas durante 20 años Litros diarios

usados en el

grifo normal

(Para lavar los

dientes, manos,

cara etc.)

Litros usados en la

regadera normal (durante

un baño al día de

aproximadamente 10 a 15

minutos sin cerrarla)

Número

de personas

Número de

días

Gasto total de

litros en 20

años

60 200 5 365 9,490,000

Si juntamos ambas cantidades se tiene que en 20 años una familia de 5 personas que habite

una vivienda normal de 2 pisos con la estructura de la construcción similar a la presentada

en el proyecto desperdiciaría en 20 años un aproximado de 11, 680, 000 litros de agua.

Si hacemos la conversión de litros a metros cúbicos para el cálculo económico generado

durante estos 20 años nos daría un aproximado de 11, 680 m3. Si el precio actual en el D.F.

del m3 de agua en el está en $ 4.95 pesos (Fuente: El informador, 9 junio 2012), se tiene

que se genera un gasto económico de $57,816.00 pesos (sujeto a cambio de tarifa).

Con el uso de los inodoros secos este gasto se reduce bastante, y si a esto le agregamos el

uso de atomizadores y los grifos con sensor y turbina se tiene que solo se usarían 21 litros

diarios en los grifos y 70 litros en las regaderas esto significa que el gasto que genera en 20

años seria de 166,075 litros.

Realizando la misma conversión a m3 nos da un total de 166.075 m

3, con la multiplicación

por la tarifa aplicable actualmente se tiene que generaría un gasto económico de $ 822.07

pesos en 20 años, si a esta cantidad le sumamos el costo total del material utilizado, que

es de $ 23, 845.00 pesos, se tiene que el gasto total incluyendo el material (mingitorios

secos, sensores y atomizadores para grifos) en un periodo de 20 años en cuanto al uso de

estas ecotecnologias es de $ 24, 667.07 pesos, lo cual nos da un ahorro de $ 33, 148.93

pesos durante este tiempo.

67


5.1.8. Material y costos totales del proyecto

En el caso de una vivienda domótica y una normal se generan gastos totales en cuanto a la

inversión del proyecto, la siguiente tabla muestra el desglose, la comparación y el ahorro de

los materiales de las ecotecnologías usadas.

Tabla 5.8. Tabla comparativa de gastos totales según el tipo de ecotecnología usada en

una vivienda normal y en una vivienda domótica (en pesos, considerando los gastos de

operación y mantenimiento durante 20 años)* Tipo de gasto Gasto total en una

vivienda normal

Gasto de materia

necesario para el proyecto

Gasto total para la

vivienda domótica

Ahorro

Tipo de ecotecnología usada

Construcción de obra y ventanales y

domo para la vivienda 167, 314.42 69, 660.00 236, 974.42 69, 660.00

Iluminación (interior y exterior) ** 107, 922.75 41, 172.00 44, 108.79 63, 813.96

Aire acondicionado ó ventilación 186, 160.60 28, 550.00 28, 550.00 157, 610.60

Gasto económico por consumo de agua o aprovechamiento de aguas pluviales

99, 371.25 6, 187.00 6, 187.00 93, 184.25

Gasto económico por consumo de agua o aprovechamiento de aguas grises

12, 647.25 10, 982.00 10, 982.00 1, 665.25

Gasto económico por consumo de agua o uso de mingitorios secos y grifos con

sensor y atomizador

57, 816.00 23, 845.00 24, 667.07 33, 148.93

Tanque de gas de 20 Kg y calentador

solar*** 27, 600 17, 500.00 17, 500.00 10, 100.00

* Algunas cantidades esta sujetas a cambio por tarifa aplicada durante el tiempo estimado

** Se toma en cuenta 4 cambios en luminarias durante los 20 años

*** Tomando en cuenta que 1 tanque de gas de 20 Kg cuesta $ 230.00 pesos y es funcional durante 2 meses

(si se usa únicamente para bañarse), tomando en cuenta 6 cambios de tanque en un año, durante 20 años.

Basándose los costos obtenidos en este capítulo y en la tabla 5.8, se obtienen los costos

totales de inversión, para un periodo de 20 años, tanto en una vivienda normal como en la

vivienda domótica con las eco tecnologías propuestas.

Tabla 5.9. Costo total de una vivienda normal y una vivienda domótica (ver desglose de

costos en anexo 5)

DESCRIPCION CANTIDAD (pesos)

Vivienda normal 197 467.27

Vivienda domótica 371 210.42

68


CONCLUSIONES

En este trabajo se han analizado y propuesto diferentes opciones tecnológicas para

implementar en una vivienda domótica, donde, aparentemente el costo inicial para realizar

el proyecto es de $ 371, 210.42 pesos, que es mayor al de una vivienda común de

características similares la cual su costo es de aproximadamente $ 197, 462.27 pesos

(Véase desglose en anexo 5), pero se deben considerar que el precio de la vivienda

domótica es para 20 años, mientras que la cotización de gastos para la vivienda común es

de solo 1 año. Por lo tanto los costos totales se ahorran sobre todo en gas, agua y energía

eléctrica además de que se posee un impacto ambiental mucho menor.

Mediante la implementación del proyecto hidráulico, que abarca las propuestas del

aprovechamiento de agua pluvial, el reciclaje de aguas grises y el uso de mingitorios secos

y grifos con sensor y atomizador, se estimo un costo de $ 41, 014.00 pesos.

Tabla Conclusiones 1. Costos de la implementación de las propuestas hidráulicas.

(Presentada en las tablas 5.4 y 5.5 de la pagina 64 y 65 respectivamente)

Costo para el modelo de aprovechamiento de aguas grises $ 10,982.00

Costo para el modelo de aprovechamiento de agua pluvial $ 6,187.00

Costo para la propuesta de mingitorios secos y grifos con

sensor y atomizador

$ 23, 845.00

Costo total $ 41, 014.00

Por otra parte mediante la implementación del proyecto en el aspecto de energía eléctrica,

que abarca principalmente la propuesta de los sistemas de iluminación que es el cambio de

luminarias se estimo un costo de $ 41, 172.00 pesos.

Tabla Conclusiones 2. Costos de la implementación de las propuestas de iluminación

(Presentada en la tabla 5.3 de la pagina 62)

Luminaria de Led 4W con sensor de movimiento $6,663.00

Costo por lámpara solar de led tipo poste $3,300.00

Costo total* $41, 172.00 * Tomando en cuenta el cambio por uso de las luminarias durante los 20 años

En una vivienda para una familia de 5 personas actualmente se gastan $7,371.55 pesos

anuales en agua, $ 13, 330.15 en energía eléctrica y $1, 380.00 en el uso de gas (con un

tanque bimestral de 20 Kg a $230.00 pesos), en una familia el gasto anual en estos tres

aspectos seria de $ 22, 081.70 pesos.

Tomándose en cuenta que el costo de las propuestas es para un tiempo de vida de 20 años

en promedio, se divide la diferencia que representan las ecotecnologias usadas del costo

total del proyecto que es de $ 173, 784.15 y el gasto de una vivienda normal en un

periodo de 1 año que viene siendo $ 22, 081.70 pesos, la cual nos da un valor de 7.86.

Este valor indica el tiempo en que se pagan los gastos de las propuestas, que es de

aproximadamente 7 años 10 meses, lo que nos da un ahorro para los habitantes de la

casa domótica de 12 años y 2 meses restantes.

69


Si estos 12 años se multiplican por el gasto anual de una vivienda normal se obtiene el

ahorro económico aproximado de $ 268, 645.96 pesos. Sujeto a que el proyecto fue

calculado con las tarifas actuales con fecha del 9 de junio del 2012, el ahorro podría llegar a

modificarse de forma que seguramente se incremente el ahorro económico por cambio en

las tarifas durante el tiempo de vida del proyecto.

Basándose en la “tabla comparativa de gastos totales según el tipo de ecotecnología usada

en una vivienda normal y en una vivienda domótica”, 5.8, de la página 67 se tiene que el

gasto total en cuanto a energía eléctrica (iluminación y aire acondicionado) se refiere, en

una vivienda normal para un lapso de 20 años es de $ 294, 083. 35 pesos y en una vivienda

domótica es de $ 72, 658.79 pesos, lo cual nos indica que se tiene un ahorro del 24.70%.

Para el caso de los proyectos hidráulicos se tiene que en una vivienda normal el gasto total

en 20 años seria de $ 169, 834.50 pesos, y en una vivienda domótica de $ 41, 836.07 pesos,

esto es un ahorro de 24.63%

POR LO ANTERIOR EL PROYECTO ES FACTIBLE

70


RECOMENDACIONES

Es factible el desarrollo de más tecnologías que no generen un gasto económico ni

ecológico al habitante de la vivienda.

La iluminación natural dependerá de la zona de construcción.

El uso de paneles fotovoltaicos requerirá mantenimiento (limpieza básica) para mayor eficiencia.

El aprovechamiento de agua pluvial solo es económicamente viable donde hay más de 300 mm de precipitación pluvial anual.

Tanto en el aprovechamiento de agua pluvial como en el de aguas grises se requerirá

un manual para limpieza básica y mantenimiento para no acorta el tiempo estimado

de uso.

Los costos estimados tanto en energía eléctrica como en agua y gas serán sujetos a cambio de tarifas durante el tiempo estimado (20 años) y se deberán cambiar.

No dejar conectados aparatos eléctricos cuando no se utilizan, ya que estos aun sin estar en uso consumen energía eléctrica.

En los días que no se cuente con mucha radiación solar o días nublados se

recomienda reducir al mínimo el consumo de energía eléctrica.

Es importante que se cree conciencia en el público en general acerca de este tipo de propuestas para tener un mayor impacto ambiental positivo.

71


BIBLIOGRAFIA

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cálido y tropical”. México, D.F.: Editorial Concepto.

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VIVIENDA UNIFAMILIAR CON EL SISTEMA EIB”.

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72


GLOSARIO

Aguas Grises: Las aguas grises o aguas usadas son las aguas generadas por los procesos de

un hogar, tales como el lavado de utensilios y de ropa así como el baño de las personas.

Aguas jabonosas: son las provenientes de los lavabos, lavadoras, mingitorios de uso

domestico o industrial.

Aguas negras: Tipo de agua que está contaminada con sustancias fecales y orina,

procedentes de desechos orgánicos humanos o animales.

Aislamiento térmico: Capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor por

conducción.

Alero: Parte de la cubierta de los edificios que sobresale de la fachada.

Almacenamiento: Depósito temporal de líquidos o sólidos previo su utilización.

Asoleamiento: Necesidad de permitir el ingreso del sol en ambientes interiores.

Atmosfera: Capa de aire que rodea la Tierra.

Bacteriológico: Rama de la microbiología consagrada al estudio de las bacterias.

Bomba de agua: Dispositivo encargado de transmitir el agua desde un punto a otro.

Cambio Climático: Cambio en el clima, atribuible directa o indirectamente a la actividad

humana, que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad

climática natural observada durante períodos de tiempo comparables.

Captación: Consiste en extraer y/o recoger el agua de la naturaleza y almacenarla para su

utilización.

Carga eléctrica: Se define como una magnitud proporcional a la cantidad de electrones

que posee en exceso o en defecto con respecto a su estado neutro.

Celdas solares: Es un dispositivo que convierte la energía lumínica del sol en electricidad.

Centrales Eléctricas: es una instalación capaz de convertir la energía mecánica, obtenida

mediante otras fuentes de energía primaria, en energía eléctrica.

Climatización: Dar a un espacio cerrado las condiciones de temperatura, humedad relativa,

calidad del aire y, a veces, también de presión, necesarias para el bienestar de las personas.

Coeficiente de escorrentía: Indica qué porcentaje de la precipitación anual circula por una

superficie.

73


Colectores solares: Dispositivo destinado a captar la radiación solar incidente para

convertirla, en general, en energía térmica.

Confort: Aquello que produce bienestar y comodidades.

Efecto fotoeléctrico: Emisión de electrones por una superficie metálica, producida por la

iluminación del metal. A los electrones así liberados se les llama fotoelectrones.

Eficiencia: La relación de la potencia de salida de una maquina rotatoria en comparación

con su potencia de entrada.

Elíptico: Curva semejante a un círculo, pero achatado, simétrico respecto de dos ejes

perpendiculares entre sí, con dos focos.

Energía eléctrica: Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la

existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una

corriente eléctrica entre ambos.

Energía solar fotovoltaica: Energía eléctrica obtenida mediante la conversión directa de la

radiación solar.

Energía: Capacidad para realizar un trabajo.

Energías renovables: Energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente

inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras porque son

capaces de regenerarse por medios naturales.

Estudio beneficio-costo: Estudio que se requiere para que se justifique un proyecto

financiado, los beneficios deben de exceder sus costos. El análisis de costo beneficio en una

herramienta de toma de decisiones para desarrollar sistemáticamente información útil

acerca de los efectos deseables e indispensables de los proyectos.

Factibilidad: El estudio de factibilidad, es una de las primeras etapas del desarrollo de un

sistema. El estudio incluye los objetivos, alcances y restricciones sobre el sistema, además

de un modelo lógico de alto nivel del sistema actual. A partir de esto, se crean soluciones

alternativas para el nuevo sistema, analizando para cada una de estas diferentes tipos de

factibilidad.

Filtros: Cuerpo poroso o aparato a través del que se hace pasar un fluido, para limpiarlos

de las materias que contiene en suspensión, o para separarlo.

Fotoeléctrico: Perteneciente o relativo a la acción de la luz en ciertos fenómenos eléctricos,

como la variación de la resistencia de algunos cuerpos cuando reciben radiaciones

luminosas de una determinada longitud de onda.

Gasificación: Proceso para la producción de un gas combustible o de uso industrial a partir

de combustibles sólidos o líquidos.

74


Generación de energía eléctrica: Consiste en transformar alguna clase de energía no

eléctrica, sea esta química, mecánica, térmica, luminosa, etc., en energía eléctrica.

Geopolíticas: Es la ciencia que, considerando a la Geografía como ciencia del globo

viviente, estudia los aspectos morales y materiales del mundo, para prever y orientar el

desarrollo de las naciones, en el que influyen profundamente los factores geográficos.

Incidente: Parte del rayo de luz desde el objeto hasta el punto en que se quiebra o refleja.

Intensidad de carga: Es una magnitud física, diferente a la anterior, que indica el ritmo

con el que se transfiere la carga. Es proporcional a la cantidad de electrones por segundo

que pasan de un lugar a otro.

Luz: Claridad que irradian los cuerpos en combustión, ignición o incandescencia.

Masa: Magnitud física que expresa la cantidad de materia que contiene un cuerpo.

Módulos solares: Es un módulo que aprovecha la energía de la radiación solar. El término

comprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente (usualmente

doméstica) y a los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad.

Motor: Máquina destinada a producir movimiento a expensas de otra fuente de energía.

Movimiento de Rotación: Giro de un cuerpo celeste alrededor de su eje.

Movimiento de Traslación: Movimiento del planeta tierra alrededor del Sol.

Perihelio: Punto en el que un planeta se halla más cerca del Sol.

Pirolisis: Descomposición de un compuesto químico por acción del calor.

Proyecto: Idea que se tiene de algo que se quiere hacer y de cómo hacerlo.

Radiación electromagnética: Es una combinación de campos eléctricos y magnéticos

oscilantes, que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro.

Radiación solar: Cantidad de energía procedente del sol que se recibe en una superficie y

tiempo determinados.

Recibos: Un recibo o constancia de pago es una constancia que sirve para certificar que se

ha pagado por un servicio o producto.

Recursos Naturales: Son el conjunto de elementos naturales que se encuentran en la

naturaleza de forma no modificada, escasos con relación a su demanda actual o potencial.

Regulador de carga: Dispositivo encargado de proteger a la batería frente a sobrecargas y

sobre descargas.

75


Reutilización: Volver a usar un producto o material varias veces.

Sistemas aislados: Es aquel que no puede intercambiar ni energía ni materia con su

entorno.

Sistemas fotovoltaicos: Es el conjunto de dispositivos cuya función es transformar la

energía solar directamente en energía eléctrica, acondicionando esta última a los

requerimientos de una aplicación determinada.

Sostenible: Dicho de un proceso: Que puede mantenerse por sí mismo, como lo hace, p. ej.,

un desarrollo económico sin ayuda exterior ni merma de los recursos existentes.

Sustentabilidad: Se refiere al mantenimiento del equilibrio de las relaciones de los seres

humanos con el medio, logrando un desarrollo económico mediante el avance de la ciencia

y la aplicación de la tecnología, sin dañar la dinámica del medio ambiente.

Tanque elevado: dispositivo destinado al almacenamiento de agua.

Tanque séptico: Un depósito subterráneo para almacenar las aguas residuales de casas que

no están conectadas a las líneas de alcantarillado. Los residuos van directamente desde las

casas al depósito.

Viable: Dicho de un asunto, que por sus circunstancias, tiene probabilidades de poderse

llevar a cabo.

76


ANEXO 1

NOMENCLATURA

Magnitudes y unidades derivadas más usadas en ingeniería eléctrica

77


ANEXO 2

DESGLOSE DE PRECIOS PARA LA CONSTRUCCION BASICA DE UNA

VIVIENDA DE 2 PISOS, PARA 5 PERSONAS

Descripción Costo Total

Casa Duplex

Preliminares y plataformas

Trazo y nivelacion topografica de terreno para estructuras, estableciendo ejes y 554.96

referencias para superficies de 300-900m2

Excavacion a mano material "B" seco cepas de 2.00-4.00 mts. incluye: afloje, 133.33

extraccion, amacice, limpieza de plantilla y taludes, medida en banco

Tuberia concreto simple de 15cm (6") incluye: suministro e instalacion, bajado, 191.68

maniobras, desperdicios, junteo con mortero cemento-arena 1:3.

Relleno cepas material de excavacion "A" o "B" compactado con equipo manual al 16.95

85% proctor incluye; seleccion y volteo, a mano

Acarreo carretilla 1a.estacion cascajo no roca, 20.00 m. de distancia horizontal, 15.03

incluyendo carga y descarga, de materiales

Acarreo camion 1er.km material producto excavacion, arena, grava y cascajo 18.14

volumen suelto camino plano pavimentado incluye: carga a mano y descarga volteo.

Acarreo camion km subsecuentes material producto excavacion, arena, grava 9.51

cascajo, volumen suelto, camino plano pavimentado

total 939.6

Cimentacion

Excavacion a mano material "B" seco cepas de 2.00-4.00 mts. incluye: afloje, 373.32

extraccion, amacice, limpieza de plantilla y taludes, medida en banco

Plantilla concreto f'c=100 kg/cm2 de 5 cm. , incluye: acarreo a 1a. estacion a

20.00m. 1,204.69

acero de refuerzo cimentacion N 2.5 (5/16") incluye: habilitado y armado, ganchos, 709.16

traslapes, desperdicios y acarreos

acero de refuerzo cimentacion N 3 (3/8") incluye: habilitado y armado, ganchos, 385.04


acero de refuerzo cimentacion N 4 (1/2") incluye: habilitado y armado, ganchos, 1,383.49


78


acero de refuerzo estructura N. 2 (1/4") alambron incluye: habilitado y armado 76.75

ganchos, traslapes, desperdicios y acarreos

acero de refuerzo cimentacion N 3 (3/8") incluye: habilitado y armado, ganchos, 1,100.12


malla electrosoldada 66-88 en losas, pisos firmes de cimentacion, planta baja, 628.24

incluye: suministro, colocacion, traslapes desperdicios y acarreos

Cimbra aparente en columnas circulares sección 40cm. incluye: materiales y mano 406.13

de obra.

Concreto premezclado f'c=200kg/cm2 en losas planas y reticulares de 8,581.32

superestructura, r.n., tma 20mm. (3/4")rev 10cm., incluye: acarreos a 1a. estacion a

20.00m.

Acarreo carretilla 1a.estacion cascajo no roca, 20.00 m. de distancia horizontal, 82.12






Inst. hidraulica de tuberia de cobre nacional tipo y conexiones de bronce; inc: 403.1

ramaleos de agua fria, conexion a muebles, pruebas hidraulicas, materiales ,

acarreos, desperdicios, pasta, soldadu ra, herr, equipo y mano de obra.

Instalacion sanitaria de tuberia y conex de fofo mca tisa tub y conex de cobre p 525.94

desague de cocina, acarreo, plomo, esto pa, sold, prueba sanit, conex a muebles,

Total 16010.49

Muros Planta Baja

Impermeabilizacion cadenas de cimentacion para desplante de muros a base de 2 538.78

capas de emulsion asfaltica y 1 capa de fieltro asfaltico con riego de arena, incluye:

limpieza y acarreos a 1a. estacion a 20.00 m.

Muro block concreto ligero 12x20x40 cm. 12 cm.espesor, asentado con mezcla 5,323.32

mortero plasto-cem-arena 1:6, con refuerzo escalerilla a cada 2 hiladas juntas de

1cm. de espesor acabado comun, hasta una altura de 3.50 m., incluye: acarreos a

1a. estacion a 20.0 m.

Cimbra comun cadenas, castillos, cejas repisones seccion mayor a 0.020m2 incluye: 305.64

materiales y mano de obra.

Concreto f'c=200kg/cm2, normal agreg. ¾" fabricado en obra a mano incluye: 234.42

acarreos 1a. estacion a 20.00m.

79


Inst. hidraulica de tuberia de cobre nacional tipo y conexiones de bronce; inc: 851



Instalacion sanitaria de tuberia y conex de fofo mca tisa tub y conex de cobre p 1,110.33


total 8363.49

Losa piso 1

acero de refuerzo estructura N. 4 (1/2") incluye: habilitado y armado, ganchos 113.61


acero de refuerzo estructura N. 3 (3/8") incluye: habilitado y armado, ganchos 711.8


acero de refuerzo estructura N 2.5 (5/16") incluye: habilitado y armado, ganchos 129.57




Cimbra comun en losas y trabes hasta3.50 m. de altura incluye: materiales y mano 1,511.53

de obra.

Losa viguetas y bovedilla 20cm. espesor con capa de compresion de 5 cm. 5,538.53

concreto f'c=200kg/cm2, bombeado hasta 3.50m. altura revenimiento14, malla

electrosoldada 6x6-10/10 incluye: acarreos a 1a. estacion de 20 m incluye:

acarreos a 1a. estacion de 20 m

malla electrosoldada 66-66 en muros de cimentacion y planta baja, incluye: 673.93

suministro, colocacion, traslapes desperdicios y acarreos

Concreto premezclado f'c=200kg/cm2 en columnas de superestructura, r.n., tma 3,825.17

20mm. (3/4")rev 14, incluye: acarreos a 1a. estacion a 20.00m.

Inst. hidraulica de tuberia de cobre nacional tipo y conexiones de bronce; inc: 1,298.89





total 15651.23

Muros piso 2

Muro block concreto ligero 12x20x40 cm. 12 cm.espesor, asentado con mezcla 6,353.70



80



Cimbra comun cadenas, castillos, cejas repisones seccion mayor a 0.020m2 incluye: 261.9

materiales y mano de obra.

Concreto f'c=200kg/cm2, normal agreg. ¾" fabricado en obra a mano incluye: 250.87

acarreos 1a. estacion a 20.00m.

Inst. hidraulica de tuberia de cobre nacional tipo y conexiones de bronce; inc: 1,209.31





total 9653.61

Losa piso 2



acero de refuerzo estructura N. 3 (3/8") incluye: habilitado y armado, ganchos 0


Cimbra comun en losas y trabes hasta3.50 m. de altura incluye: materiales y mano 1,110.77

de obra.

Losa viguetas y bovedilla 20cm. espesor con capa de compresion de 5 cm. 7,541.26

concreto f'c=200kg/cm2, bombeado hasta 3.50m. altura revenimiento14, malla

electrosoldada 6x6-10/10 incluye: acarreos a 1a. estacion de 20 m incluye:

acarreos a 1a. estacion de 20 m

malla electrosoldada 66-66 en muros de cimentacion y planta baja, incluye: 964.67

suministro, colocacion, traslapes desperdicios y acarreos

Concreto premezclado f'c=200kg/cm2 en columnas de superestructura, r.n., tma 3,737.51

20mm. (3/4")rev 14, incluye: acarreos a 1a. estacion a 20.00m.

Inst. hidraulica de tuberia de cobre nacional tipo y conexiones de bronce; inc: 313.53



Instalacion sanitaria de tuberia y conex de fofo mca tisa tub y conex de cobre p 409.07


total 14153.56

Azoteas e Impermeabilizaciones

Chaflan 10x10cm. con ladrillo y mortero cem-are 1:5, incluye: acarreo a 1a. estacion 624.05

81


a 20.00m.

Pretil tabique rojo con mortero cem-are 1:4 14cm. de espesor acabado comun, 495.3

incluye: acarreo 1a. estacion a 20.00m.

Impermeabilizacion con pony-plas app. de 3.00mm. de espesor, liso negro, en rollo 4,147.50

de 10.00m., incluye: limpieza de la superficie y acarreos a 1a. estacion a 20.00m.

Pretil tabique rojo con mortero cem-are 1:4 14cm. de espesor acabado comun, 675.93

incluye: acarreo 1a. estacion a 20.00m.

dala de desplante, seccion 15 x 20 cm, concreto f'c=150 kg/cm2, r.n. ag.max. 562.28

3/4", reforzada con 4 varillas de 3/8" de diametro (no. 3) y estribos de 1/4" de

diametro (no. 2) a cada 20 cm, cimbrado comun, incluye: acarreo de los

materiales a una 1a. estacion a 20.00 m. de distancia horizontal.

Muro block concreto ligero 12x20x40 cm. 12 cm.espesor, asentado con mezcla 571.67




Muro de tabique rojo recocido7x14x28cm de 14 cm. de espesor asentado con 65.17

mezcla mortero plasto-cem-arena 1:4 juntas de 1.5 cm. de espesor acabado comun

hasta 3.50 m. altura incluye: acarreos a 1a. estacion a 20.0 m.

Total 7141.9

Albañileria

Impermeabilizacion en charola de regadera con primer emulsika y emulsion igol

techo 40.3

y pintura protectiva sika rojo, incluye: acarreos a 1a. estacion a 20.00 m.

Relleno con tezontle charolas de bano o desniveles de pisos, incluye: acarreo a 1a. 62.6

estacion a 20m

Firme de 5cm espesor concreto f'c=150kg/cm2 resistencia normal, agregado 71.79

maximo de 40mm., hecho en obra con revolvedora, incluye: acarreo a 1a estacion a

20m.

Registro 0.4x0.6x1m de tabique rojo asentado con mortero cem-are 1:4 incluye: 374.45

marco y tapa.

Losa plana 10 cm. peralte concreto f'c=200 kg/cm2 en super estructura, incluye: 773.75

cimbra aparente, habilitado 70kg acero5/8"y1/2" x m3 de concreto.

Piso concreto armado f'c=150kg/cm2.de 8cm. premezclado, refuerzo de malla 771.83

electrosoldada 66-1010, incluye: acarreo a 1a. estacion a 20 m.

Tinaco de 1100lt. , incluye base de tabique aparente. 2,532.56

82


total 4627.28

Rampas de Escaleras

Cimbra comun en losas y trabes hasta3.50 m. de altura incluye: materiales y mano 886.56

de obra.

acero de refuerzo cimentacion N 3 (3/8") incluye: habilitado y armado, ganchos, 715.08


Losa plana 10 cm. peralte concreto f'c=200 kg/cm2 en super estructura, incluye: 206.33

cimbra aparente, habilitado 70kg acero5/8"y1/2" x m3 de concreto.

total 1807.97

Aplanados en Plafones

recubrimiento en muros con metal desplegado para refuerzo de aplanados, 4,297.44

con taquetes, tornillos y alambre de sujecion, hasta una altura maxima de 3.00

m., incluye: acarreo de los materiales a una 1a. estacion a 20.00 m. de distancia

horizontal.

Aplanado mortero yeso-cemento-agua de 1.5cm. de espesor a talocha en muros, 274.49

hasta3.00m de altura, incluye: acarreos a 1a. estacion a20.00m.

Aplanado mortero yeso-cemento-agua de 1.5cm. de espesor a talocha en muros, 1,675.52


Tirol pasta calhidra cemento blanco-polvo marmol-agua en plafones acabado rustico 2,641.14

hasta 3.00m. de altura, incluye: acarreos a 1ª. estacion a 20.00 m.

Pintura emalte comex 100 en muros y plafones con mezcla rustica, hasta 3.00 m. de 555.08

altura, incluye: una mano de sellador, dos de pintura y acarreos a 1a. estacion a

20.00 m.

Pintura vinimex 700 comex en muros y plafones con mezcla fina hasta 3.00 m.de 50.4

altura, incluye: una mano sellador y dos de pintura, acarreos a 1a. estacion a20.00

m.

total 9494.07

Aplanados en Muros Interiores

Aplanado mortero yeso-cemento-agua de 1.5cm. de espesor a talocha en muros, 5,084.37


Emboquillado aplanado una arista mezcla cal-are 1:3, 5 cm de.ancho, hasta 3.00 m 1,546.36

de altura incluye: pulido con plana, acarreo a 1a. estacion 20.00m.

Tirol pasta calhidra cemento blanco-polvo marmol-agua en muros acabado 7,717.25

planchado hasta 3.00m. de altura, incluye: acarreos a 1ª. estacion a 20.00 m.

83


Zoclo de parquet de marmol de 10x30.5 cm., color jaspe gris , asentado con mortero 285.8

cemento-arena 1:4, lechadeado con cemento blanco-agua, incluye: acarreos a 1a.

estacion a 20.00m.

Pintura emalte comex 100 en muros y plafones con concreto aparente, hasta 3.00 926.98

m. de altura, incluye: una mano de sellador, dos de pintura y acarreos a 1a. estacion

a 20.00 m.

total 15560.76

Pisos y Alfombras

Alfombra nobilis king's road, con bajo alfombra poli pad blanco., tiras de triplay con 16,428.77

puas y moldura de aluminio, incluye: acarreos a 1ª. estacion a 20.00 m





Piso de parquet de marmol de 15.25x30.5 cm., color jaspe gris , asentado con 475.1

pegamarmol , lechadeado con cemento blanco-agua, incluye: acarreos a 1a.

estacion a 20.00 m.

Piso de loseta interceramic flag stone 30x30cm. de 1ª., asentado con mortero 2,011.09

cemento-arena 1:4, lechadeado con cemento blanco-agua, incluye: acarreos a 1a.

estacion a 20.00 m.

total 23784.71

Acabados en Muros y Plafones Exteriores

Repellado en plafones mortero cem-are 1:3 2 cm de espesor hasta 3.00m de altura 68.56

incluye acarreos 1a estacion a 20.00m

Repellado en muros mortero cem-are 1:3 2 cm de espesor hasta 3.00m de altura 4,065.41

incluye acarreos 1a estacion a 20.00m

Emboquillado aplanado una arista mezcla cal-are 1:3, 5 cm de.ancho, hasta 3.00 m 2,708.46

de altura incluye: pulido con plana, acarreo a 1a. estacion 20.00m.

Pintura vinimex 700 comex en muros y plafones con yeso, hasta 3.00 m.de altura, 3,131.43

incluye: una mano sellador y dos de pintura, acarreos a 1a. estacion a20.00 m.

total 9973.86

Herreria

Pintura comex 100 esmalte en ventaneria metalica, hasta3.00 m. de altura, incluye: 623.7

84


una mano de anticorrosivo , dos de pintura y acarreos a 1a. estacion a 20.00 m.

Pintura comex 100 esmalte en puertas y superficies de madera, hasta 3.00m. de 573.6

altura, incluye: dos manos de pintura y acarreos a 1a. estacion a 20.00 m.

Total 1197.3

Canceleria de Aluminio

Ventana aluminio natural 2" de 1.00x1.20m. corrediza con cristal flotado claro, 3,111.40

incluye: suministro y colocacion, accesorios y acarreo 1a. estacion a 20.00 m. en

p.b. y 1er. nivel.

Ventana aluminio natural 2" de 1.00x0.80m. corrediza vidrio medio doble 3mm, 1,197.70


p.b. y 1er. nivel.

Ventana aluminio natural 2" de 1.00x1.60m. corrediza vidrio medio doble 3mm, 1,503.56


p.b. y 1er. nivel.

Ventana aluminio natural 2" de 1.00x2.10m. 2 corredizas vidrio medio doble 3mm, 3,935.44

incluye suministro y colocacion, accesorios y acarreo 1a. estacion a 20.00 m. en

p.b. y 1er. nivel.

Ventana aluminio natural 2" de 1.00x2.20m. 2 corredizas vidrio medio doble 3mm, 2,173.50

incluye suministro y colocacion, accesorios y acarreo 1a. estacion a 20.00 m. en

p.b. y 1er. nivel.

Puerta aluminio natural 1½" de 0.90x2.20m. con vidrio medio doble 3mm, incluye: 2,828.84

suministro y colocacion, accesorios y acarreo 1a. estacion a 20.00 m. en p.b. y 1er.

nivel.

Total 14750.44

Carpinteria y Cerrajeria

Puerta madera de pino de 0.90x2.10 m. con bastidor de 11/2"x1" @ 30cm forrada 3,888.96

con triplay de cedro incluye: acarreo 1a. estacion a 20m.





Chapa phillips embutir 500MM-AM p/puertas entrada e intercomunicacion, incluye: 2,278.14

suministro y colocacion

Chapa phillips sobreponer 625 p/puertas entrada e intercomunicacion, incluye: 567.18

suministro y colocacion

85


total 10032.32

Muebles y Accesorios

Inodoro ideal std. mod. zafiro color blanco ; inc: materiales de consumo, y mano de 460.96

obra.

Juego de accesorios Ideal Standard para empotrar 158.32

Regadera2 h-600 semiaut.helvex 414.24

Lavabo, mod. veracruz, color blanco; inc: mezcladora e-11sc, y cespol, materiales 736.49

de consumo.

Lavadero concreto con pileta asentado con mortero cemento - arena 1: 4 130.56

Llave nariz p/lavadero; inc: materiales de consumo, 3 y mano de obra. 173.46

Cespol lavabo pvc sanitario 32 mm 73.69

Calentador automatico g-10 dura glas ; inc: 3 materiales de consumo, 1,286.06

total 3433.78

Limpiezas

Limpieza general durante la obra. hasta 3.00 m. de altura incluye: acarreos a 1a. 229.98

estacion a 20 m.

Acarreo carretilla 1a.estacion cascajo no roca, 20.00 m. de distancia horizontal, 22






limpieza final de la obra con detergente en polvo, agua y acido muriatico

diluido, 445.58

hasta una altura maxima de 3.00 m., incluye: acarreo los materiales hasta una

1a. estacion a 20 m. de distancia horizontal.

total 738.02

Inversion Total en Construccion 167314.39

ANEXO 3

86


RECIBO DE PAGO DE AGUA PARA UN DEPARTAMENTO PEQUEÑO Y UN

HABITANTE

87


ANEXO 4

RECIBO DE PAGO DE LUZ PARA UN DEPARTAMENTO PEQUEÑO Y UN

HABITANTE

88


ANEXO 5

OPERACIONES

Desglose de datos para el costo total de la vivienda domótica


Construcción 236 974.42

Material de iluminación 41 172.00

Material de ventilación 28 550.00

Material para aprovechamiento de agua pluvial 6 187.00

Material para aprovechamiento de aguas grises 10 982.00

Material para mingitorios y grifos con sensor y atomizador 23 845.00

Calentador solar 17 500.00

Panel solar 6 000. 00

Total 371 210.42

Desglose de datos para el costo total de una vivienda normal


Construcción 167 314.42

Costo por gasto energético de iluminación 5 302.53

Costo de bombillas de 100 W 1 872.00

Costo por gasto energético de aire acondicionado 1 359.62

Costo del aire acondicionado 6 200.00

Costo de agua no ahorrada por aprovechamiento de agua pluvial 3 974.85

Costo de agua no ahorrada por aprovechamiento de aguas grises 505.90

Costo de agua no ahorrada por uso de mingitorios secos y grifos con

sensor y atomizador

2 890.80

Total 197 467.27

Calculo de costos por gasto energético en iluminación (ejemplo para la vivienda normal)

27 focos interiores + 12 focos exteriores = 39 focos totales de 100 W cada uno

39 x 100 = 3 900 W

3 900 W x 5 Hr/dia = 19 500 W/dia

19 500 x 365 = 7 117 500 W/año

7 117 500/1000 = 7 117.5 KW/año

7 117.5 x 0.745 (Tarifa de CFE) = $ 5 302.53 pesos anuales

5 302.53 x 20 = $ 106 050.75 pesos en 20 años

Focos x Cambios en 20 años cada foco = Focos totales en 20 años

Focos totales en 20 años x Precio de cada foco = Costo total del material

39 x 4 = 156 x 12 = $ 1 872.00 pesos

106 050. 75 + 1 872.00 = $ 107 922.75 pesos de inversión total en iluminación para 20

años.

modelo de vivienda domotica sistemica para el valle de mexico t é sis

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