Sistema de control para disminuir el consumo de gas L.P. en calentadores de agua domésticos

Primer contacto para el desarrollo del proyecto.

*Proyecto que representara a CONALEP Nayarit en la Feria Internacional de Ciencias CIENTEC en Lima Perú.

 A pesar de los continuos esfuerzos por utilizar tecnologías amigables con el ambiente en materia de sistemas de calefacción de agua (boiler), estas aún continúan fuera del alcance de la mayoría de las personas que los utilizan, siendo sistemas basados en gas licuado de petróleo (L.P.) los más utilizados. La constante alza de los precios del gas y  la baja del poder adquisitivo en las familias promedio, induce a estas a buscar alternativas que permitan optimizar sus gastos en equipamiento e insumos en servicios de vivienda. Derivado de una problemática constante que se vivía en mi hogar, relacionada con el hecho tan común de dejar encendido el calentador de agua (boiler) por un tiempo más allá de lo habitual planteamos una alternativa tecnológica que permita, mediante un sistema de control  digital disminuir el consumo de gas a través de la manipulación de su flujo con el fin de apagar un calentador de agua mediante una aplicación móvil en la cual el usuario decida la configuración de consumo apegado a sus necesidades, brindando con ello un ahorro económico al usuario, así como la reducción del impacto ambiental generado por la quema de combustibles fósiles.

Introducción.

En el sector residencial de México, el gas es el combustible más usado, ya que representa el 42% del consumo de energía del sector, 38% el gas licuado de petróleo (L.P.) y 4% el gas natural. Sin embargo, su peso en la economía de las familias es aún más importante ya que el gasto en gas representa el 63% del gasto total en energéticos. A su vez, el uso del gas para calentamiento de agua es su principal destino ya que se estima que el 54% del consumo de gas del sector residencial corresponde al calentamiento de agua. (Secretaría de energía, 2016)

Para lograr que un calentador de agua tenga un correcto funcionamiento, es necesario mantenerlo permanentemente encendido. De acuerdo al censo aplicado por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) en la Encuesta Nacional de Ingresos y Gastos de los Hogares de 2014, el ingreso mensual de una familia promedio asciende a $2,572. Donde el consumo desmedido del gas impacta en la economía de estos hogares de forma negativa.

Formulación del problema.

Elevación del consumo energético de una residencia debido al uso innecesario de gas L.P. en un calentador de agua de paso.

Objetivos.

Disminuir el consumo de gas L.P. del calentador de agua mediante la implementación de un sistema automatizado de control.

  • Desarrollar  un sistema electrónico de control capaz de apagar el calentador de agua a través de la manipulación del flujo de gas, basado en tiempos preestablecidos que el usuario final pueda elegir a su conveniencia desde una aplicación móvil.

  • Desarrollar una aplicación móvil  con una interfaz amigable para el usuario que permita establecer los periodos de tiempo que requiere para que su calentador de agua reciba flujo o no de gas, capaz de vincularse con el sistema electrónico previamente desarrollado.

Resultados.

Considerando que el calentador de agua esté a merced de uso durante las 24 horas del día, pero solo siendo usado durante una hora de él, el calentador, por lo tanto, permanecerá 23 horas apagado gracias al dispositivo. Con esto se puede concluir que de ser cíclico este proceso durante 365 días y teniendo en cuenta los datos de ahorro de gas ofrecidos por la Tabla 3, además del precio del gas L.P. que según la Asociación Mexicana De Distribuidores De Gas Licuado Y Empresas Conexas, A.C al mes de noviembre de 2016 es en promedio de $13.35 por kilogramos.

Tabla 3.

Ahorro de gas L.P. en gramos al suspender el uso del piloto de gas.

Tiempo de suspensión Ahorro de gas L.P.
1 hora 13 gramos
23 horas 299 gramos
960 horas 8,970 gramos
8,395 horas 109,135 gramos

Fuente: Asociación Mexicana De Distribuidores De Gas Licuado Y Empresas Conexas, A.C

Diseño PCB en Eagle Layout Editor

Aplicación móvil

Aplicación móvil para configuración

Sistema embebido desarrollado en PCB a dos caras.

Sistema enviando señal denegando el flujo de gas

 

 

*** Actualización 7 de noviembre de 2017

 

Prototipo para presentar en la Feria Internacional de Ciencia y Tecnología CIENTEC, Lima Perú.

Diseño en Eagle Layout Editor

Diseño en Eagle Layout Editor

 

 

 

Antecedentes de participaciones y acreditaciones obtenidas del proyecto.

  • Octubre de 2016 – Primer participación del proyecto y acreditación a feria nacional – Expociencias Estatal Nayarit 2016.
  • Diciembre de 2016 – Presentación nacional del proyecto y acreditación a feria internacional – Expociencias Nacional, Villahermosa Tabasco 2016.
  • Junio de 2017 – Tramites para la publicación del proyecto en el libro “Eden del conocimiento”.
  • Julio de 2017 – Participación en Hackaton en la vertiente de IoT – Campus Party Mexico 8, 2017.
  • Octubre de 2017 – Presentación y participación en feria virtual – FETEPS 11, Feria de Ciencia y Tecnología del Centro Paula de Souza, Sao Paulo, Brasil. 10° lugar clasificación categoría internacional.
  • Noviembre de 2017 – Presentación y participación en feria internacional – CIENTEC Perú 2017
  • Noviembre de 2018 – Presentación y participación en la Feria Nacional de Ciencias e Ingenierías – FENACI 2018.
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