DISPOSITIVO OPTIMIZADOR DEL USO DE AGUA POTABLE (AHORRADOR DE AGUA POTABLE) •
IDEA La idea para el Diseño del DISPOSITIVO OPTIMIZADOR DEL USO DE AGUA POTABLE, surge por la problemática que se observa a diario en hogares unifamiliares, hoteles y en general en cualquier establecimiento que disponga de una ducha para baño con servicio de agua caliente, cuando desde el momento que se abre la llave o grifo del agua caliente hasta que sale a la temperatura adecuada para bañarse, se produce una pérdida de agua potable, esta cantidad de agua tiene como destino la cloaca o los depósitos de agua servida. La pérdida de esta cantidad de agua tiene un costo incalculable y en los casos en donde es almacenada para su potabilización representa altos costos económicos y en algunos casos, su destino esta en los desagües de aguas servidas, desaprovechando un recurso irrecuperable y de costos incalculables, sin haberle dado ningún uso. ¿Cómo hacer para recuperar la pérdida o desperdicio del agua potable en una ducha con agua caliente?
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NECESIDAD En la actualidad, cuando la prioridad de la Humanidad se debe enfocar en garantizar a la gran mayoría de la población Mundial el acceso a los RECURSOS BASICOS vitales para la supervivencia, se hace necesario que le demos prioridad a la conservación y ahorro de la principal fuente de la VIDA como lo es el AGUA y asícolaborar con la preservación de la existencia de los seres vivos y por ende del ser Humano. No esta demás recordar que podemos vivir toda la vida sin combustible, ocho (8) días sin recibir alimentos, toda una vida sin ropa, sin medios de transporte, sin medios de comunicación, pero es imposible vivir dos (2) días sin agua. Son alarmantes las cifras del año 2017 del FONDO DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA INFANCIA (UNICEF sus siglas en ingles) y de la ORGANIZACIÓ N MUNDIAL DE LA SALUD (OMS) en las que se mencionan que en la actualidad existen Dos mil cien (2100) millones de personas que carecen de agua potable en sus hogares y más del doble no disponen de saneamiento seguro. De los 2100 millones de personas que no disponen de agua gestionada en forma segura, Ochocientos cuarenta y cuatro (844) millones de personas no tienen ni siquiera un servicio básico de agua potable, esto incluye a Doscientos sesenta y tres (263) millones de personas que tienen que emplear más de treinta (30) minutos de viaje para recoger agua de fuentes lejanas de sus hogares y Ciento cincuenta y nueve (159) millones de personas que todavía consumen agua no tratada procedente de fuentes de agua de superficie, tales como arroyos, lagos etc.
Las cifras de UNICEF también exponen que al día mueren más de Cuatro mil (4000) niños por falta de agua y de acuerdo a sus proyecciones para el año 2040, la escasez de agua afectará a más de Cuarenta (40) millones de niños, es decir, uno(1) de cada cuatro(4) niños en el mundo. Como podemos ver estas cifras son extremadamente alarmantes y es necesario aportar todo cuanto esté a nuestro alcance para revertir estas nefastas proyecciones, que se encuentran no muy lejanas, hablamos de Veinte (20) años, es decir estamos a la vuelta de la esquina, es importante destacar que los estratos presentados toman en cuenta solo niños, ya que la fuente es UNICEF, sin embargo, en su entorno se encuentra una gran cantidad de seres humanos que incrementan estas estadísticas. •
PROPUESTA El DISPOSITIVO OPTIMIZADOR DEL USO DE AGUA POTABLE (AHORRADOR DE AGUA POTABLE), está pensado para aprovechar al máximo el agua que drena por la tubería del agua caliente hacia las aguas servidas, desde que se abre el grifo hasta el momento en que el agua caliente sale a una temperatura adecuada para realizar la mezcla con el agua fría, retornando este volumen de agua sin usar, al lugar original de almacenamiento por una tubería auxiliar, exclusiva para este fin y asíno desaprovechar (AHORRAR) este recurso NO RENOVABLE.
Ilustración 1. Render/Vista Carcasa Frontal del Producto Final.
Ilustración 2. Render/Perspectiva del Dispositivo amurado a pared.
Ilustración 3 Render/Perspectiva de Despiece y configuración interna.
Ilustración 4 Render/Perspectiva de propuesta alternativa.
IMÁ GENES PROTOTIPO
Ilustración 5 Vista Lateral Derecha
Ilustración 6 Vista Lateral Izquierda
Ilustración 7 Vista Superior
CUANTIFICACION DEL IMPACTO DEL DISPOSITIVO Al considerar el desperdicio de agua potable en las duchas de hogares que disponen de calefacción, se obtienen los siguientes resultados: USOS DE LA DESPERDICIO DESPERDICIO PROMEDIO DE DUCHA POR PROMEDIO ANUAL DE AGUA INTEGRANTES DIA DIARIO POR USO EN LITROS 4 4 10,5 15.330 4000 4000 42000 15.330.000
FAMILIAS 1 1000
En esta muestra se evidencia que solo en mil (1000) familias el desperdicio de agua potable en promedio en un año, es extremadamente alto (15.330.000 de litros). Si proyectamos esta cantidad al número de hogares a nivel mundial, podemos inferir que la gran cantidad de agua desperdiciada, podría ser ahorrada para cubrir importantes necesidades en un gran porcentaje de la población, que no tiene acceso a este preciado líquido. Este dispositivo ofrece grandes prestaciones positivas en AHORRO DEL AGUA POTABLE, reducción de costos en Potabilización e Incremento drástico en la cantidad de agua potable almacenada. Existen otras variables que pueden influir tanto en el ahorro como en el desperdicio de agua potable que se pueden considerar como lo son: ▪ ▪ ▪
CONDICIONES GEOGRAFICAS TEMPERATURA DEL AGUA EN LA FUENTE FRECUENCIA DE USO DEL AGUA CALIENTE
ESCALABILIDAD La idea/producto no solo es aplicable al contexto venezolano en donde ya hay muchas zonas en donde la disponibilidad y el acceso al agua potable es un privilegio, eso tomando en cuenta que vivimos en una región donde poseemos muchas fuentes de agua potable que otras regiones en el mundo. Con este fundamento podemos concluir que la problemática se repite en diferentes sociedades y culturas alrededor del mundo en donde inclusive el acceso al agua potable es aún más difícil, en el que esta idea podría encajar y adaptarse fácilmente en sociedades lejos de nuestras fronteras.
FACTIBILIDAD DE CONTRUCCION E IMPLEMENTACION DEL DISPOSITIVO Los materiales y equipos para construcción y producción en masa del Dispositivo se encuentran en el mercado y son de fácil consecución y su costo está determinado entre los 15 y 23 dólares americanos, por equipo. En lo que respecta a su implementación, depende de la infraestructura de las edificaciones en donde se encuentren los hogares, para determinar las modificaciones que se tengan que hacer, tanto en la tubería como en la infraestructura, esto no debe representar obstáculos para poner en funcionamiento el DISPOSITIVO OPTIMIZADOR DEL USO DEL AGUA POTABLE (AHORRADOR DE AGUA POTABLE). NIVEL DE AVANCE EN LA CONSTRUCCION DEL DISPOSITIVO El Prototipo del Dispositivo se encuentra fabricado en un 100 % y en etapa de prueba. Los elementos empleados en su fabricación ejecutan su funcionamiento propiamente dicho y son puestos en funcionamiento en conjunto para construir el PROTOTIPO y realizar el proceso propuesto, estos componentes se encontraron disponibles en el mercado y no son los definitivos ya que el Dispositivo se construyó de manera tal de poder mostrar el funcionamiento del mecanismo. Al consolidar el proyecto, deben intervenir especialistas en Diseño para obtener el PRODUCTO comercial definitivo y usar los componentes ideales que minimicen los costos, como el valor de los componentes, espacio, energía e instalación entre otros aspectos a mejorar. NIVEL DE SEGURIDAD FISICA En la construcción del Dispositivo se utilizaron elementos metálicos, tubería PVC y componentes eléctricos, cuyos niveles de voltajes (12 V y 24 V) son inofensivos para el ser humano, además que se pueden tener niveles de aislamiento eléctrico muy elevados, asícomo también se pueden reducir los voltajes de operación.
Oportunidad para hacer de este dispositivo parte de una normativa, y que este adherido a normas obligatorias de construcción a nivel de ingeniería sanitaria y arquitectura EN CONSIDERACIÓ N A LOS ASPECTOS FÍSICOS, DE CONSTRUCCIÓ N E IMPLEMENTACIÓ N Realmente la implementación del dispositivo de llegar a ser producido de forma masiva es muy sencilla, no requiere de un volumen empotrado en la pared mayor a 30cm x 25cm x 95cm (alto x ancho x profundidad) todas las conexiones y acoples empleados son de las mismas características de las construcciones convencionales y por supuesto también adaptable a cualquier tipo de construcción, como todo sistema en etapa experimental es completamente perfeccionable y adaptable a las condiciones específicas requeridas por los clientes o solicitantes en específico, en esencia la composición estructural y de funcionamiento del dispositivo sería la misma pudiendo inicialmente realizarse modificaciones requeridas dependiendo de las cantidades solicitadas,
posteriormente estas modificaciones se pueden convertir o derivar en diferentes modelos del dispositivo, ejemplo: modificar los diámetros de las entradas y salidas, modificar las válvulas para manejar diferentes caudales, modificar la disposición de la entrada y la salida, modificar el material de fabricación de acuerdo a pedidos específicos manejando la modificación del análisis de costos aceptado por ambas partes, entre otras que puedan surgir. La implementación en estructuras ya existentes es un poco más costosa y complicada, tanto por la modificación necesaria del concepto ya existente en los usuarios como por los costos económicos que implicaría abrir un espacio físico en un ambiente ya existente para la ubicación del dispositivo, adicional es necesario también la instalación de la tubería de retorno hacia la fuente de almacenamiento que en algunos de los casos es probable que no exista, en tal caso es necesario incluir el depósito de agua potable proveniente del retorno, la educación y la sensibilización respecto al tema del ahorro del agua son claves fundamentales para el éxito del dispositivo. EN CONSIDERACIÓ N A SU IMPLEMENTACIÓ N OBLIGATORIA EN LAS NUEVAS CONSTRUCCIONES. Hasta el momento el dispositivo es completamente desconocido, por ser un invento nuestro se ha mantenido en el anonimato y su divulgación, uso y beneficios es completamente desconocida, es necesaria la divulgación de toda la información disponible para dar a conocer el dispositivo. Ningún ente gubernamental, empresa privada o simplemente usuario final debe ser completamente ajeno al tema y al problema que representa la escasez de agua a nivel mundial, a la situación que representa la disminución drástica en el acceso al agua potable a nivel mundial y mucho menos ajena al mal uso que hacemos del agua potable todos los días al ducharnos, es probable que una persona no se percate de esa situación por no visualizar alguna alternativa, pero al leer la información respecto al dispositivo es muy probable que al hacer uso nuevamente de la ducha recuerde buena parte de la información suministrada y de esta manera se pueda originar un cambio tanto en el uso del agua, en la educación respecto al tema del agua y los conceptos de aprovechamiento del recurso, por otra parte, es responsabilidad directa de los gobiernos el poder brindar los recursos básicos y esenciales a la mayor cantidad de ciudadanos posibles, es acá donde una idea como la nuestra no puede pasar desapercibida y es muy factible que cuente con el apoyo de gobiernos para su impulso, como se podrá determinar y presentar la relación costo/beneficio para comunidades enteras, empresas, hoteles y llevándolo más lejos para la humanidad no son en lo absoluto comparables. Es una relación que solo nos permite ganar a todos al mejorar el uso de un recurso tan valioso y escaso como el agua. ESTUDIO ESTIMATIVO DE COSTOS DE PROTOTIPADO Y PRODUCCIÓ N MASIVA Toda la data presentada en el siguiente cuadro de costos (Ver Siguiente Pag.) está hecha en base a referencias directas de fabricación por parte de nuestro equipo, en el cual se usaron productos finales que se consiguen y están disponibles en el mercado al detal, con la finalidad de demostrar y comprobar en una experiencia real el funcionamiento del mismo, por lo tanto, a fines de prototipado los costos son más altos que si habláramos de fabricación y producción masiva de nuestra idea brillante. Precisamente al industrializar nuestro producto, los costos finales de fabricación se reducirían de manera aún más considerable.
CUADRO DE COSTO ESTIMATIVO (ETAPA DE PROTOTIPADO) ITEM
IMAGEN DESCRIPTIVA
PROCESO DE FABRICACIÓ N
CANTIDAD
PRECIO (Al Detal)
ESTANDAR DE FABRICANTE
1
50,00 USD – 70,00 USD
ESTANDAR DE FABRICANTE
1
Válvula Solenoide de 3 Vías.
Control/Sensor de Temp. (Marca Arduino) + Pantalla Numérica
5,00 USD – 7,00 USD
ESTANDAR DE FABRICANTE
3
1,00 USD – 2,00 USD
ESTANDAR DE FABRICANTE
1
5,00 USD – 10,00 USD
Codos 90° de PVC de 1/2”
Transformador para conexión eléctrica 120V/240V Entrada – 12/24V de Salida
*Carcasa y Estructura Interna FABRICACIÓ N 1 (Material: Chapa de hierro Galvanizado ARTESANAL/MANUAL 1.2mm de Espesor) 30 USD – 50USD **Acabado Final: Pintura Uretano aplicada con Pistola al aire. *Para fines de prototipado se estima que su fabricación en chapa galvanizada agilizaría y reduciría significativamente los costos de fabricación que si se llegase a realizar mediante otros métodos de prototipado tales como: Impresión 3D o Mecanizado mediante CNC (Maquinas de control numérico), y emularía de manera eficaz lo que seria el producto final proyectado. **La Pintura Uretano comúnmente usada en el mundo automotor le daría a la pieza resistencia térmica y a las rayaduras además de darle buen anclaje al material, sumado a esto brindaría al prototipo un aspecto símil material plástico (ABS) proyectado para fines de producción en masa. Fuentes y Referencias de compras hechas directamente mediante la web de https://www.mercadolibre.com.ve/ y vendedores mayoristas y al detal como https://www.materialeslosandes.com/
CUADRO DE COSTO ESTIMATIVO (ETAPA DE PRODUCCION EN MASA) ITEM
IMAGEN DESCRIPTIVA
PROCESO DE FABRICACIÓ N
CANTIDAD
PRECIO DE FABRICACIÓ N
ESTANDAR DE FABRICANTE
1
5,00 USD – 15,00USD
ESTANDAR DE FABRICANTE
1
Válvula Solenoide de 3 Vías.
Control/Sensor de Temp. + Pantalla Numérica
0,90 USD – 3,00 USD
ESTANDAR DE FABRICANTE
3
0,05 USD – 0,25 USD
ESTANDAR DE FABRICANTE
1
0,20 USD –0,50 USD
Codos 90° de PVC de 1/2”
Transformador para conexión eléctrica 120V/240V Entrada – 12/24V de Salida
*Carcasa y Estructura Interna (Material: Plástico ABS) **Acabado Final: Recubrimiento Mate color Blanco.
1 FABRICACIÓ N INDUSTRIAL AUTOMATIZADA - INYECCIÓ N DE PLASTICO (ABS)
5,00 USD –10,00 USD
Los costos de fabricación en masa están sujetos a variaciones propias del ente fabricante o manufacturero, por ello se hace un rango estimativo presente en el cuadro más arriba. Las piezas y partes que componen la electrónica del producto están sujetos a estándares internacionales de seguridad, producción y control de calidad, en el que el fabricante adapta los componentes al espacio y diseño de la carcasa como tal. Se puede apreciar que los costos de fabricación final son mucho menores a los costos de prototipado, esto se debe principalmente a los métodos de fabricación usados, capacidad productiva y automatización del ente manufacturero a elegir.
Para el producto final a industrializar se propone realizar su carcasa y estructura interna en plástico (ABS), debido a sus propiedades de resistencia mecánica y térmica, además de ser uno de los polímeros mas comercialmente usados en el mundo de los electrodomésticos. Para obtener el producto final se debe pasar por un proceso de Inyección de Plástico mediante Moldes, esto permite un volumen alto de productividad y reducción de costos de manufactura, además de generar rapidez y eficiencia en producción. En el cuadro de costos no se está considerando la inversión inicial a realizar para la fabricación del molde de la pieza a replicar. ***Fuentes y Referencias de costos hechos mediante cotizaciones formales realizadas a grandes entes manufactureros especializados en el área.