antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros...

132
INTRODUCCION Según la Comisión Estatal de Servicios Públicos de Tijuana, el 40 % del agua consumida en un hogar promedio proviene del baño y se habla de que un grifo promedio gasta la cantidad promedio de 5 litros por minuto, esto visualizándolo a largo plazo y teniendo en mente la cantidad de personas y las veces que estas la usan representa una fuente considerable de consumo de agua, entonces ¿por qué no reducir el consume que este sistema? Las condiciones del suministro de agua que enfrenta la ciudad de Tijuana siempre han sido adversas, las características hidrográficas, geográficas y climatológicas de la región, aunado al constante crecimiento de la población durante las últimas décadas y el crecimiento de la ciudad como zona económica han llevado a las dependencias gubernamentales del orden municipal, estatal y federal a tomar medidas constantes para poder proveer del vital líquido a su población, viendo estos esfuerzos materializados en obras de extracción y distribución muy costosas y reflejándose en el elevado costo que los ciudadanos deben pagar por el consumo de agua, causando que cada comunidad y familia busque, ya sea dejando de realizar algunas actividades no vitales que involucren agua o realizando una administración más eficiente de la cantidad de agua que emplean. 1

Upload: christian-ro

Post on 11-Apr-2016

214 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

Antecedentes del Agua, y como ha ido evolucionando a través del tiempo, todos los aspectos en cuanto a griferias y como se han tornado mas sencillas de utilizar, y asi poder ahorrar mas agua, y poder prevenir mas enfermedades.

TRANSCRIPT

Page 1: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

INTRODUCCION

Según la Comisión Estatal de Servicios Públicos de Tijuana, el 40 % del agua

consumida en un hogar promedio proviene del baño y se habla de que un grifo

promedio gasta la cantidad promedio de 5 litros por minuto, esto visualizándolo a

largo plazo y teniendo en mente la cantidad de personas y las veces que estas la

usan representa una fuente considerable de consumo de agua, entonces ¿por qué

no reducir el consume que este sistema?

Las condiciones del suministro de agua que enfrenta la ciudad de Tijuana

siempre han sido adversas, las características hidrográficas, geográficas y

climatológicas de la región, aunado al constante crecimiento de la población durante

las últimas décadas y el crecimiento de la ciudad como zona económica han llevado

a las dependencias gubernamentales del orden municipal, estatal y federal a tomar

medidas constantes para poder proveer del vital líquido a su población, viendo estos

esfuerzos materializados en obras de extracción y distribución muy costosas y

reflejándose en el elevado costo que los ciudadanos deben pagar por el consumo de

agua, causando que cada comunidad y familia busque, ya sea dejando de realizar

algunas actividades no vitales que involucren agua o realizando una administración

más eficiente de la cantidad de agua que emplean.

El grifo automático que al funcionar a partir emisiones de luz infrarroja, solo se

activa cuando hay presencia humana, más concretamente cuando las manos se

posicionan cerca de él; esto evita el derroche de agua innecesaria, reduciendo el

consumo que convencionalmente se utilizaría por cada ciclo de encendido.

Estos grifos presentan un diseño pensado precisamente para el ahorro del

agua, funcionando en un rango de flujo que rodea los 1.9 litros por minuto en

comparación con los grifos convencionales que ofrecen en promedio 5 litros por

minuto, siendo una diferencia de 63 %, una cifra a tener en cuenta cuando de elegir

un grifo se trata,

1

Page 2: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

En esta investigación se estudia el ahorro en el consumo de agua y del

posterior ahorro económico dado la considerable inversión que la adquisición de uno

de estos grifos implica, y el tiempo de la recuperación de la inversión para

posteriormente ser rentable, todo esto basándose en la instalación a una vivienda

residencial común en al que habitan 7 individuos.

2

Page 3: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Planteamiento del problema

Ahorrar agua visto desde la perspectiva económica generada durante proceso del

lavado de manos y evitar el contagio de enfermedades por la necesidad de tocar las

llaves de un mezclador convencional, con utilización de una mezcladora de agua

cuyo funcionamiento basado en la detección infrarroja de las extremidades de los

brazos como llave para la apertura del flujo de agua, en comparación con las

mezcladoras de uso convencional que funcionan con llaves de acción manual.

3

Page 4: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Justificación

La escases de agua en partes de california y baja california se ha visto acrecentada

debido a múltiples factores entre los cuales destaca la falta de lluvia en la región y

por ende, el surgimiento de enfermedades por la falta de higiene, de sus

necesidades, así como el aumento en las actividades de producción que requieren

materias primas entre las cuales está el agua; esto aunado a las condiciones

climatológicas a las que está sometida la región.

Por lo tanto, este proyecto se sustenta en la dificultad y costo que representa traer el

agua desde el rio colorado hasta la ciudad de Tijuana, así como la administración

más eficientemente y prevenir la propagación de enfermedades por la falta de

higiene y contacto con superficies que potencialmente puedan tener algún virus o

bacteria.

4

Page 5: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Delimitación

Se pretende determinar el ahorro de agua y consecuentemente económico al

instalar un grifo automático teniendo como referencia con un grifo monomando Moen

modelo 8430.

El grifo automático que se estudió para la investigación es un grifo marca

Delta Faucet modelo 591-HGMHDF

Por motivos económicos la presente investigación es de carácter referencia,

esto es, los datos manejados (con excepción de datos de encuesta y referentes al

flujo del grifo monomando instalado en la residencia) provienen de información de

diversas fuentes.

La residencia donde se realizó el estudio está ubicada en Colonia

Fraccionamiento El Rubí, avenida Del Sauzal No 141 donde residen un total de 7

personas, de las cuales 2 son adultos mayores de 60 años, 3 son adultos de entre 18

y 60 años, y 2 menores de edad.

5

Page 6: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Objetivos

Determinar la viabilidad de la utilización de una mezcladora de detección

infrarroja en el lavado de baño en base a los resultados obtenidos y

comparándolos con la información de las mezcladoras convencionales.

Crear una conciencia ecológica sobre el desperdicio de agua que se genera

durante el lavado de manos.

Prevenir el contagio de enfermedades al contacto con las llaves manuales de

un mezclador común.

Reducir los gastos médicos evitando el contagio de enfermedades en lugares

comunes.

6

Page 7: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Hipótesis

Se reducirá el consumo de agua durante cada ciclo de lavado de manos y por

ende, habrá una reducción en el costo económico por concepto de consumo de

agua, todo esto debido a que el sistema electrónico y mecánico permite que se evite

un consumo innecesario durante la higiene de manos, pues solo ocurrirá un flujo de

agua a través de la mezcladora cuando sea necesario, estimando un ahorro del 10 %

en el consumo de agua

7

Page 8: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Capítulo 1.- Antecedentes

Capítulo 1.1.- GeneralidadesUna de las principales necesidades de la humanidad es el agua, los primero

asentamientos humanos se encontraban siempre ubicados en las costas de los ríos

o cuerpos de agua para la obtención inmediata de este recurso valioso, el cual fue y

sigue siendo utilizado para poder controlar la disponibilidad de otros elementos

necesarios para la subsistencia da especie como los alimentos por medio de

agricultura y la crianza de animales; todo lo anterior podría ser resumido en que la

disponibilidad del agua potable represento un factor crucial para la transición

acontecida entre el nomadismo y el sedentarismo en la especie humana. Por otro

lado, pero no menos relevante se encuentra el uso del agua como el principal medio

de higiene ya que, pues, por naturaleza los animales tienen la necesidad del

acicalamiento por distintos medios, siendo el del ser humano el aseo corporal por

medio del agua; y es la higiene que a la par de la transformación social y científica de

la humanidad ha ido cobrado más importancia y énfasis dadas las condiciones de

urbanización y densidad demográfica que ocasionan una creciente interacción con

residuos y agentes potencialmente nocivos a la salud.

Estadísticamente el 97.4% del agua total que se encuentra en el planeta tierra

se encuentra en los mares. Por consecuencia tan solo el 2.6% restante se encuentra

en tierra. De esta porcentaje restante una pequeña fracción del 0.06% está dispuesta

para el consume de los seres humanos y otras formas de vida, esto debido a que el

restante de las cifras anteriormente mencionadas se encuentran dispuestas a niveles

de subsuelo o están presentes en forma sólida (nieve o hielo).

Capítulo 1.2.- Antecedentes de la distribución y administración del aguaCercano a 7000 años atrás, en Jericó (Israel) el agua alojada en pozos se

empleaba como una fuente de disponibilidad de agua, asimismo se comenzó a

desarrollar un robusto sistema de traslado y suministro del agua. El traslado

individual consistía en canales relativamente sencillos, elaborados por la excavación

8

Page 9: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

en la arena y rocas, pero posteriormente se optaría por emplear tubos huecos.

Tomando como referencia esta Egipto, que empleaba troncos ahuecados de

palmeras, por otro lado en territorios de China y Japón los sistemas de suministro de

agua se basaban en troncos de bambú, por mencionar algunos de los ejemplos más

rudimentarios, pues más tarde el refinamiento de los acueductos se haría notorio

dado el mejoramiento en los materiales base que se emplearon, como los materiales

cerámicos, metálicos o maderas con propiedades mecánicas más afines a la

conducción de agua.

Registrado en torno al año de 3000 antes de Cristo (a.C.) en la población de

Mohenjo- Daro (Pakistán) aplicaba instalaciones y requería de una fuente de agua de

enormes dimensiones, pues una característica que esta población poseía y que la

coloca como un referente en la historia antigua era que contaba con la disponibilidad

de sanitarios de uso general para la población así como instalaciones para agua

caliente; el uso del agua cada vez moldeaba más el progreso de la humanidad.

En la Grecia antigua la gua que provenía de las precipitaciones, de

asentamientos y cuerpos de agua fueron administradas desde tiempos antelados y,

debido al crecimiento de población y sus consecuentes necesidades básicas, el

almacenamiento y suministro del agua (constituido por una compleja red de

distribución) paso a ser un factor indispensable para el mantener los aspectos de

influyentes en el sistema social.

La cultura romana se caracterizó por su parte por tener la arquitectura más

sofisticada y avanzada de su época, lo cual era aparente en sus edificaciones y en

las redes de distribución de agua ya que empleaban el recurso del agua subterránea,

de ríos y agua proveniente de lluvia para el abastecimiento del líquido para su

población. Los romanos ingeniaron y construyeron eminentes represas para el

alojamiento del agua. A su vez empleaban sistemas de tratamiento basado en la

aireación a manera de técnica para la depuración de agua.

9

Page 10: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Los acueductos que implementaban eran sistemas adaptados para el

transporte del agua. Mediante estos ductos el agua fluía por una longitud territorial

considerablemente larga (hablando en el orden de miles de millas). Los materiales

que constituían los sistemas de acueductos en las ciudades de esta civilización eran

predilectamente conformados por cemento, roca, bronce, plata, madera y plomo y

estaban cuidadosamente planeados para proteger el líquido de agentes

contaminantes externos que pudrieran poner en riesgo la calidad del agua.

Sin embargo ocurrió durante la caída del imperio romano, lo que se

denominaría un retroceso en el desarrollo de las técnicas de suministro de agua,

pues se presentaría un cese en el uso de los acueductos con el nivel técnico que

representaban. Durante el periodo que comprendía aproximadamente el año de 500

al 1500 d.C como se antelaba, hubo un lento desarrollo en relación a los sistemas de

tratamiento y distribución de agua, lo que contrajo durante el periodo de la “Edad

Media” una enorme cantidad de incidentes en cuestiones de higiene y salud debido a

la calidad del agua y las técnicas de transporte de las que hacían uso (el material

base que se empleaba era plomo), ya que a diferencia del cuidado que otras culturas

mantenían con respecto la calidad del agua y los medios para mantenerla, era

recurrente que residuos tanto orgánicos como inorgánicos se vertieran directamente

sobre aguas que estarían destinadas a cubrir las necesidades de las comunidades,

contrayendo así enfermedades y epidemias que en ocasiones resultaban en el

diezmo de los asentamientos claves para la estabilidad del organismo político que

gobernaba el territorio que incluía las zonas afectadas. Y es por estos motivos que se

optó por utilizar el agua proveniente de las afueras de las ciudades y que no hubiera

entrado en contacto con las actividades y los residuos generados por el hombre.

Un gran hito en el ámbito de la distribución y potabilización del agua se

registró alrededor del año de 1804 cuando John Gibb construyo el primer sistema de

suministro de agua potable a una ciudad completa, esto en Paisley, Escocia

utilizando el hipoclorito de sodio como base para la desinfección y esterilización del

agua. En lo tres años siguientes se inició el traslado de agua filtrada a la ciudad de

Glasgow (a una distancia cercana a los 10 kms de Paisley).

10

Page 11: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Capítulo 1.3.- Antecedentes y situación actual del agua en Tijuana.La ciudad de Tijuana, está ubicada en las coordenadas 32° 31′ 51″ N, 117° 1′

12″ W, en la costa occidental del Estado de Baja California y el sur con los Estados

Unidos de América, esta y sus demás zonas aledañas se consideran semidesérticas

con una flora y fauna distintiva y afín a las características geográficas. Poseía una

población total de 1 559 683 habitantes hasta el año de 2010, lo que la posiciona

entre una de las diez ciudades más pobladas de México.

Climatérica y geográficamente Tijuana se ubica en una de las zonas del país

que son poco favorecidas por fuentes de agua potable, por una parte no cuenta con

un suministro de agua estable que sea relativamente suficiente para la ciudad y a su

vez que este localizado cerca de esa zona, sumado esto a las características de la

precipitación, que oscila en un promedio anual de 177 mm, todo lo anterior aunado al

hecho de que la ciudad en cuestión es una zona en su mayoría urbanizada y que por

ser una de las zonas fronterizas más importantes de México representa también una

zona con una afluencia de personas prominente, y que en las últimas décadas el

crecimiento en la población de Tijuana se ha desarrollado de manera constante,

superando al promedio nacional. Todo esto tiene como resultado una condición de

incertidumbre con respecto a la disponibilidad del vital líquido para la satisfacción de

las necesidades básicas de la población y las actividades de producción necesarias

para el desarrollo de la ciudad.

Los antecedentes del suministro de agua con el que Tijuana se remontan los

primeros esfuerzos oficiales por darle una solución a los problemas de

abastecimiento de agua a la ciudad datan del año de 1927 y fue efectuado por el

gobierno que conformaba el territorio Norte de Baja California; las acciones tomadas

integraron una serie de estudios hidrológicos necesarios en las cuencas importantes

de la zona, siendo así analizadas las del Rio Tijuana y la de los arroyos Alamar y

Tecate, llegando así a la conclusión de que resultaría viable la construcción de varias

11

Page 12: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

presas principales, las que hoy en día se conocen con el nombre de presa Abelardo

L, Rodríguez y la del Cancio en la cuenca del Rio Tijuana, la presa del Marrón en el

arroyo Alamar a la altura de la línea divisoria Internacional y otras de menos

importancia en el arroyo Tecate. Representando así la presa Abelardo L. Rodríguez

la principal fuente de agua en aquel entonces.

La presa Abelardo L. Rodríguez, según los estudios, garantizaba el abastecimiento

de agua suficiente para una población de 60,000 habitantes así como un sistema de

riego para

1200

hectáreas, con un volumen anual disponible de 11,000,000 metros cúbicos destinas

a los fines antes mencionados y un volumen total de almacenamiento de

138,000,000 m^3.

12

Page 13: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Grafica 1.- Dependencia de fuentes de agua en Tijuana

La construcción de la presa fue financiada con recursos suministrados por el

gobierno del entonces denominado territorio de Baja California y fue concluida en el

año de 1937 por la Comisión Nacional de Irrigación.

El almacenamiento de agua en la presa Rodríguez se inició el 22 de setiembre

de 1936, y en enero del año siguiente se distribuía el líquido por los dos canales

situados en las márgenes del rio. A partir de la falda del cerro colorado el canal norte

repartía el agua a 41 parcelas en todo el valle circundante. El canal sur, de mayor

longitud, surtía a 178 parcelas, que posterior mente en los años cincuenta, ya a raíz

de su transformación de uso agrícola a habitacional. Constituyeron la zona

densamente poblada conocida como la mesa.

Fue a finales de la década de los cuarenta cuando el agua de la presa empezó

a descender de nivel por la escasez de lluvias durante varios años. Sin embargo, un

grupo de norteamericanos se lanzó al experimento de depositar varias toneladas de

diversas clases de peces para su crianza en aguas de la presa. Poco tiempo

después se manifestó el éxito de dicha tentativa al comprobar la multiplicación de la

cantidad original de peces. Entre ellos se encontraban: boquerón, trucha, bina negra,

bagre y mojarra. Gracias al éxito obtenido se promovió la pesca deportiva, que

resultó ser un gran atractivo tanto para el turismo nacional como extranjero. En el

lugar se instaló una casa club de pesca, además de un restaurante y áreas para el

recreo infantil.

A principios de los cincuenta se agravo más la situación por la prolongada

sequía y se requirió, en 1954 prohibir el uso de agua para fines agrícolas,

suministrándose para uso doméstico. En esta época, los antiguos poseedores de

parcelas de La Mesa transformaron el ara agrícola en habitacional, con el

fraccionamiento y venta de predios.

13

Page 14: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

No obstante las inversiones efectuadas en la presa Rodríguez para satisfacer

las necesidades de agua potable, el crecimiento demográfico rebaso las provisiones

estimadas en el año de 1927 al registrar el crecimiento demográfico siguiente:

Tabla 1.- Registro del crecimiento de población (1927-1960)

Como se logra apreciar en la tabla superior, en tan solo un periodo de

aproximadamente 30 años (desde las consideraciones para la construcción de la

presa hasta 1960), la aumento en la población de la ciudad fue de alrededor de 20

veces. En estas cifras solo se encuentra la población fija, pues se estima que

además de esta cantidad se calcula que en el año de 1960 hubo una población

flotante de 33,000 personas como promedio diario, habiendo picos de hasta 150,000

visitantes en un día.

Debido a la combinación de los factores de irregularidad en la precipitación y

la operación inadecuada del vaso de

almacenamiento de la presa llego a

escasearse el agua en la ciudad,

agudizándose particularmente el

problema durante los años de 1960 a 1965

en los que el nivel del agua en el vaso se abatió hasta agotarse. Mientras por un lado

las exigencias iban en aumento, por otro lado las reservas del acuífero disminuían

notablemente al tal grado que hubo necesidad de sobre explotarlo, agravando el

problema.

Diferentes soluciones se estudiaron por los técnicos especializados,

comprendiendo principalmente:

Un proyecto para la transmisión del agua proveniente de la capital, Mexicali a

través de un ducto con una capacidad mínima de 1,000 litros por segundos.

14

Page 15: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

El uso adecuado y transmisión de agua del subálveo de la Misión.

El uso y transmisión del agua proveniente el subálveo del valle de Guadalupe

La tentativa de elaboración de una presa en el valle de Cancio terminando con

ella el sistema de almacenamiento de la cuenca del Rio Tijuana

La coordinación y operación de una planta desalinizadora en inmediaciones

de Rosarito, B.C.

El análisis de la posibilidad de contratar la transmisión de aguas provenientes

del Rio Colorado por medio de los acueductos del sistema “Los Angeles-

Metropolitan Water District” y “San Diego Country Water Authority”, cuya idea

finalmente llego a desecharse.

Contando con el apoyo y orientación del gobierno federal, se decidió construir la

primera etapa de la solución, el sistema correspondiente al aprovechamiento de agua

del subálveo de la misión y su conducción hasta la ciudad de Tijuana, mediante un

acueducto de capacidad de limitada a un gasto de 250 litros por segundo, cantidad

que se determinó como máxima posible, sin producir una sobre explotación del

acuífero mencionado.

La construcción del acueducto La Misión- Tijuana reporto una inversión de

$40,000,000.00 (cuarenta millones de pesos) cuyo proyecto, dirección y supervisión

estuvo a cargo de la Secretaria de Recursos Hidráulicos. Para financiar esta obra,

fue grabada la propiedad raíz con un impuesto que fluctuaba de $4.00 a $18.00

pesos por m^2 de terreno mismo que fue impugnado por los propietarios.

A raíz de la progresiva y grave escasez de agua potable en Tijuana

principalmente causada por su explosión demográfica (cuya tasa de crecimiento

promedio del año 1930 a 1970 fue de 9.15%) y la ausencia de fuentes de

abastecimiento suficientes y confiables cercanas a la ciudad, el gobierno federal a

través de la Secretaria de Agricultura y Recursos Hidráulicos decidió en el año de

1975 proyectar y construir el acueducto Rio Colorado- Tijuana. Captando el agua de

la única fuente confiable en el estado, que son las aguas provenientes del rio

15

Page 16: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

colorado y que forman parte del volumen que actualmente se entrega a México de

acuerdo al tratado de aguas celebrado con Estados Unidos de América en 1944.

Después de elaborar varios estudios y analizar varias alternativas de trazo, el

volumen de agua a conducir, la altura a vencer con el bombeo, la forma de efectuar

la conducción se decidió construir el acueducto.

En esta región, catalogada principalmente como semi-desertica, hacen su

aparición lluvias extraordinarias cada 10 o15 años.

Durante el año de 1938 a solo un año de iniciada su operación la presa

Rodríguez registro un volumen de 116.8 millones de metros cúbicos, la causa de

esto fue una lluvia, que azoto a esta entidad, de 229 millones de metros cúbicos.

En 1952, la presa contaba con 44 millones de metros cúbicos de volumen,

captados de una tormenta de 294 millones de metros cúbicos.

Sin embargo no es sino hasta 1978 cuando, al registrarse lluvia con 411 millones de

metros cúbicos, el vaso de la presa capto 101.602 millones de metros cúbicos;

faltándole únicamente 15 millones para alcanzar el record establecido 40 años atrás.

Den nuevo, entre diciembre de 1979 y enero de 1980, con una tormenta de 376

millones de metros cúbicos la presa registra un volumen de 1380 millones de metros

cúbicos; llegando a su máxima capacidad.

Un par de años después, entre diciembre de 1982 y enero de 1983, vuelve a

captar el llenado total de su vaso, gracias a una lluvia de 460 millones de metros

cúbicos.

Diez años más tarde, en enero de 1993, se llena nuevamente a toda su capacidad.

Ahora, a causa de una tormenta de 430 millones de metros cúbicos, la cual, sin

distinguirse de las demás antes mencionadas, dejo a su paso considerables daños.

Exentando los datos relacionados con las precipitaciones anteriormente

mencionadas, en la región que integra Tijuana y sus zonas aledañas la precipitación

promedio se encuentra en el 177 mm de lluvia anual.

16

Page 17: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Precipitación por temporada (septiembre-agosto)

Grafica 2.- Registro de precipitaciones acontecidas en Tijuana.

17

Page 18: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Características de obras de captación

(Las abreviaciones se aclaran en la sección de glosario)

Pozos profundos

Dentro del acuífero del Rio Tijuana y Arroyo Alamar, se explotó un volumen

promedio de 301, 181 m^3 mensuales en 2005, equivalente a 115 litros por segundo.

En el año 2000 inicio el proyecto de rehabilitación de los pozos de la zona urbana

de la ciudad de Tijuana.

Como primera etapa los pozos de la zona poniente correspondiente al los

pozos 44, corette, 13,14,17, y 3 esperando un gasto de 130 litros por segundo.

Como segunda etapa los pozos de la zona oriente correspondiente a los

pozos 31,32,36, XB. 73. XA-A, y XD esperando un gasto de 120 litros por

segundo.

La explotación de los pozos se contempló en la primera y segunda etapa,

zona poniente y oriente del rio Tijuana respectivamente se interconectaron a

un costado del Blvd. Insurgentes y a la altura del panteón Monte de los Olivos

para su pre tratamiento, conducción y conexión al acueducto Florido-Aguaje

para su dilución final con agua de la potabilizadora El Florido.

Presa “Abelardo L. Rodríguez”

La presa fue construida bajo las siguientes características

Área de la cuenca 3800 km ^2

Área del vaso: 545ha

Datos de la estructura

Capacidad máxima de almacenamiento (NAME): 137,000,000 m^3

Elevación del (NAME): 125 m

Capacidad a la elevación de la cresta vertedora (NAMO): 92,370,000 M^3

Elevación del (NAMO): 115.85 m

18

Page 19: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Capacidad (NAMIN) o almacenamiento de azolves: 2,040,000 m^3

Elevación del (NAMIN): 81.5m

Nivel superior de azolves: 82.8 m

Dos compuertas de desazolve de 1.52 x 1.52 m

Vertedor

Longitud del vertedero (9 compuertas de 9.15 x 9 m): 82.35 m

Elevación del vertedero: 115.85 m

Capacidad de descarga de las 9 compuertas: 4.200 m^3/seg

Cortina

Longitud de la cortina: 557 m

Altura al nivel del fondo: 57 m

Altura al nivel de los cimientos: 77 m

Longitud de; arco de cimientos: 30 m

Profundidad del dentellón: 90 m

Corona

Elevación de la corona: 125.59 m

Ancho de la corona: 7.59 m

Ancho plantilla de la carretera: 5.55 m

Obra de toma

Se compone de una flauta de 5 válvulas de 36” a distintos niveles con capacidad de

1.1200 litros por segundo cada una.

Una segunda flauta con 5 válvulas de 24”

Potabilizadora A. L. Rodríguez

Inicia al pie de la cortina de la presa “Abelardo L. Rodríguez” con una tubería

de acero soldable de 910mm (36”) de diámetro con una longitud de 92.19 m, en este

punto inicia un túnel revestido de concreto de sección herradura de 2.30 m de ancho

por 2.60 m de alto y una longitud de 1,226 m (706.4m sin revestimiento) y un

segundo tramo de túnel de 4.20m de ancho por 2.7 m de alto y una longitud de 47 m

19

Page 20: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

hasta llegar a la planta potabilizadora Abelardo L. Rodríguez atravesando el poblado

de la presa.

Acueducto Rio Colorado- Tijuana

Datos principales

Población de proyecto: 1,200,000 habitantes (año 1994)

Gasto Total: 4.0 M^3/ segundo

Altura de bombeo: 1,068 mca.

Estaciones de bombeo: Seis equipadas con tres equipos de motor-bomba de 1,333

litros por segundo, cada uno y un cuarto equipo para emergencias y mantenimiento.

Longitud de tuberías a presión:

Diversos diámetros: 124.518 km

Longitud total en túneles: 10.761 km

Canal revestido: 26.448 km

Energía eléctrica: Carga total conectada 100 mega watts

Figura 1.- Recorrido de agua desde Rio Colorado hasta Tijuana

Infraestructura complementaria

Almacenamiento: Una presa para almacenamiento y regulación de 37,000,000 m^3

de capacidad útil.

Tratamiento: Planta potabilizadora consistente en clarificador, desinfección y

filtración, capacidad de proyecto 4.0 m^3/segundo.

20

Page 21: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

El canal revestido de sección trapezoidal, tiene una capacidad de conducción

de 4 m^3/segundo o sea un volumen de 126,144,000 m^3 anuales. Antes de llegar a

la obra de toma pasa por cuatro estanques de regulación y sedimentación con

capacidad de: tres de 30,000 m^3 y uno de 60,000 m^3.

La obra de toma se encuentra localizada aproximadamente a 15 km al

poniente de la ciudad de Mexicali, B.C. a escasos 100 m de la línea fronteriza con los

Estados Unidos de América. Se escogió este sitio porque el agua podría tomarse

indistintamente: del canal Todo Americano (que se encuentra ubicado en territorio

norteamericano, muy próximo a la línea fronteriza con México), o bien de la

prolongación del Canal alimentador central (ubicado en territorio nacional y que

forma parte del Distrito de Riego No 14, que ya rehabilitado sirve para proporcionarle

agua para usos agrícolas al Valle de Mexicali).

21

Page 22: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

22

Page 23: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Tabla 2.- Registro de suministro de metros cúbicos por año por el rio Colorado para

Tijuana y Tecate.

Planta potabilizadora El florido

Se encuentra ubicada a 9 km al noroeste de la presa Rodríguez, en la

elevación 250 msnm, el hecho de estar situada en dicha elevación, favorece el

suministro de agua por gravedad en gran parte de la ciudad. Dicha planta

potabilizadora fue diseñada bajo el esquema de clarificación, filtración y desinfección.

En septiembre de 1982 inicia su operación con el primer módulo de una capacidad

de 2 m^3/segundo y en mayo de 1992 se integra el segundo módulo al sistema,

completando una capacidad total de 4m^3/segundo con lo cual cubre el gasto de

diseño del acueducto Rio Colorado- Tijuana y con ello la demanda de agua potable

de la población.

El proceso de potabilización en esta planta está constituido por tres etapas

principales dadas por:

Coagulación y Floculación

Filtración

Desinfección Química

Coagulación y Floculación.

La coagulación constituye el proceso que da cabida al cambio en el

comportamiento de las partículas en suspensión en el agua, esto agregando un

coagulante como el Alumbre (sulfato de aluminio, uno de los coagulantes de mayor

recurrencia); este proceso además de cambiar el estado de la tensión superficial del

líquido impidiendo la acumulación de partículas en su superficie también provoca que

las partículas que previo a la coagulación tenían el comportamiento de repelerse

mutuamente, ahora son propensas a atraerse y aglomerarse unas con otras. Seguido

de esto prosigue el proceso de floculación, que consiste en el agitado del agua a una

tasa moderadamente lenta y suave, es en este proceso donde las partículas que

contiene el agua por efecto de centrífugo creado por los remolinos en las canaletas

de floculación ocurren una aglomeración de gran parte de las partículas (de mayor

23

Page 24: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

tamaño). Este proceso entrega por medio de una pared con rendijas a una sección

de sedimentación donde otra fracción de los agentes a remover se precipita al fondo

del contendor, dejando así el agua con una parte diminuta de las partículas no

deseadas (agua clarificada).

Filtración

Constituye la segunda etapa de del proceso de potabilización de agua. Es

aquí donde ingresa el agua clarificada a uno o más cavidades de filtración; por su

parte cada una de estas cavidades posee un fondo de maya muy fina que funciona

como falso piso, sobre el cual se agregan dos capas, una de arena y una de

antracita, por su parte la capa de arena representa un filtro ideal para aguas con

cargas bajas y medianas de agentes contaminantes, pues debido a la alta densidad

que posee la arena y al espesor de la capa que se aplica propicia la imposibilidad del

paso de los sólidos que el agua pueda contener permitiendo únicamente el flujo del

líquido, removiendo así las impurezas macroscópicas. Por otra parte está la capa de

antracita, un carbón mineral, con una de las presencias más altas de carbón en su

composición (aproximadamente un 95%) cumple con la función de atraer las

moléculas de compuestos orgánicos y absorberlas, evitando así el paso de los

agentes orgánicos como lo pueden llegar a ser bacterias u otros organismos que

puedan representar una amenaza a la salud del ser humano al entrar en contacto por

medio de digestión.

Por medio de gravedad el agua se desplaza entre estos dos filtros dejando

rezagados a los sólidos y otras partículas no deseadas.

Desinfección química

Los sistemas de desinfección se utilizan para combatir las enfermedades que

pudieran ser conducidas por el agua y ser causadas por baterías y virus. En este

proceso se neutralizan los organismos patógenos mediante el tratamiento de aguas

fuentes con aditivos químicos. En el caso particular de la potabilizadora El Florido se

contemplan 8 mg/l de cloro líquido para garantizar la calidad de agua que si

distribuye a la ciudad de Tijuana. Este proceso es de suma importancia ya que es

24

Page 25: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

aquí donde se erradican los microorganismos que pudieran haber atravesado las

demás etapas de purificación.

Actualmente, la población de Tijuana utiliza como principal fuente de abastecimiento

de agua el Río Colorado; por ser éste la fuente más segura que existe con las

características necesarias para su potabilización.

Lograr que el vital líquido llegue hasta los hogares tijuanenses requiere el

conducirlo a través de aproximadamente 100 km. de canales del Distrito de Riego del

Valle de Mexicali y, posteriormente, por 140 km. de tubería pertenecientes al

Acueducto Río Colorado-Tijuana. Esto implica el vencer 1060 metros de carga,

subiendo y cruzando la Sierra de La Rumorosa, ocasionando altos costos de

operación, principalmente en energía eléctrica, ya que se requieren de bombas

potentes para poder lograr que el agua suba esta gran montaña, solo en esta área,

ya que posteriormente se encuentra en caída libre al acercarse cada vez más a la

ciudad.

La ciudad de Tijuana tiene una demanda media en agua de 2.4. Metros cúbicos por

segundo. Para que ésta sea cubierta, hasta ahora ha sido necesario contar con

captaciones locales.

25

Page 26: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Capítulo 2.- Grifos

Capítulo 2.1.- GeneralidadesLas griferías han sufrido con el paso de los años una transformación formal

indiscutible, más allá de los aspectos estéticos, han sido cambios conceptuales

relacionados al uso los que han dado pie al cambio evidente cambio formal.

El antepasado relacionado directamente con los sistemas de lavado de manos

provienen se tiene al Aguamanil, un jarro hondo, con un pico vertedero y una asa

grande y levantada, usado para lavarse las manos sobre un recipiente o vasija ancha

y poco profunda.

Con el progreso en la distribución del agua, los sistemas de higiene que

operaban por medio de agua se vieron reservado únicamente para el estatus

aristocrático más elevado que correspondía a la realeza. Sin embargo con la llegada

de los acueductos que hacían posible la llegada del vital líquido a la gran parte de los

asentamientos poblacionales se democratizo la posibilidad de adquirir lavabos y

otros instrumentos sanitarios.

Llaves y salidas de agua separadas

Las llaves de agua fueron concebidas por separado, la fría de la caliente en un

primer momento. El modelo para ambas salidas de agua era el mismo (luego se

incluyó alguna simbología que diferenciara entre ellas la diferencia de temperatura

del agua).

26

Page 27: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

La separación entre estas llaves responde a la separación (aun existente) entre los

ductos que conducen agua helada y caliente.

Al utilizar este tipo de grifería se hace imposible regular la temperatura del

agua, ya que agua fría y caliente funcionan de manera totalmente independiente. El

concepto de “juntar agua” para realizar acciones como lavarse la cara o los dientes

recuerda la forma en que se utilizaba este recurso antes de la existencia de cañerías

que condujeran agua a distintas habitaciones del domicilio (sala de baño, cocina,

lavadero, etc.), transportando el agua en contenedores que usualmente se

manejaban dentro de la misma habitación.

Llaves separadas con una salida de agua

Este juego de grifería conserva el concepto de manejo de dos caudales

distintos (agua caliente y agua fría), sin embargo, la salida de agua es una sola.

Esto permite al usuario regular la temperatura del agua antes de que esta salga de la

llave.

Este sistema significa agregar un nuevo elemento al lavamanos, ya que a las

dos llaves antes existentes, se agrega la salida de agua como un nuevo elemento. La

fabricación de estos juegos de grifería significa inevitablemente un mayor costo de

producción, ya que se requiere una mayor cantidad de material.

Capítulo 2.2.- Grifos por compresión.

Capítulo 2.2.1.- AntecedentesLa idea de la regulación del caudal del agua procede de la antigüedad con los

primeros intentos de distribución de agua, algunas de las válvulas más antiguas y

con mejor técnica de funcionamiento están válvulas de bronce, estaban compuestas

por un vástago agujerado y una leva que impedía el flujo.

En la historia moderna, el desarrollo de la válvula como se conoce

actualmente tiene lugar durante la revolución industrial donde en 1705 Thomas

27

Page 28: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Newcomen invento la primera máquina de vapor, que necesitaba de válvulas que

fueran capaces de contener el vapor a altas presiones.

Pero no fue hasta 1800 que Thomas Gryll, inventor ingles ideo la llave de paso

para agua en su estado más básico. Un avance en el desarrollo del grifo de

compresión fue acontecido y popularizado por la planta fundidora de bronce de

Rothenham Inglaterra, Guest and Chrimes, en 1845. Empleaban caucho suave o

neopreno como selladores de

válvula, que era descendía por

medio de giro de tonillo hasta que

se detenía el flujo.

El agua para baños,

lavabos era proveniente de

grifos diferentes que preveían de

agua fría y caliente Pero no

fue hasta que Thomas

Campbell invento y patento en

1880 la mezcladora de agua que consistía en dos válvulas individuales que permitían

el paso de agua fría o caliente y se mezclaba antes de llegar a la salida

Figura 2.- Funcionamiento básico de un grifo simple

28

Page 29: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Capítulo 2.2.2.- Funcionamiento

Las mezcladoras de compresión tienen dos asas, una para agua caliente y

otro para el frío. Las asas se conectan a las tuberías de agua debajo del fregadero.

Al encender o levantar la manija de la válvula de la tubería de agua conectada esta

se abre y permite que el agua fluya.

Pese a la apariencia compleja que este tipo de mezcladora pueda tener, en

realidad resulta sencilla su explicación

Cada una de los manerales con que cuenta el sistema corresponde a un

válvula que regula el flujo de agua

caliente o fría, según sea el caso;

y que sale expulsado por la

salida del grifo.

La mayor complejidad de este

sistema radica en las válvulas que

emplea. Se denominan como

válvulas de cartucho con disco

cerámico y emplean en funcionamiento

conceptual de sus antecesores, la

apertura y cierre por movimiento vertical

de tornillo, que es lo que permite el paso del agua de manera controlada, es decir,

permite el control del caudal según lo requiera el usuario. Estas válvulas están

diseñadas de diferente manera según sean las dimensiones especificadas o por su

funcionamiento en el que destaca el número de giros para su apertura o cierre total,

lo que influye en la sensibilidad con la que se opera cada válvula.

29

Page 30: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Figura 3.- Válvula de cartucho de disco

cerámico.

La siguiente etapa en el funcionamiento

este grifo en particular es la cámara de mezcla de

agua fría y caliente; al abrir ambas válvulas,

se presentara un flujo a diferentes

temperaturas, y es la junta de estas dos válvulas donde se mezcla y se homogeneiza

la temperatura del agua, para salir por la parte central de la junta por la boquilla del

grifo y proporcionar el líquido a una temperatura seleccionada por el usuario.

30

Page 31: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Figura 4.- Despiece de grifo de compresión.

Capítulo 2.3.- Grifo Mono mando

Un monomando o monocomando es un tipo de llave de paso para el agua

corriente con un mando único que efectúa tanto la regulación de caudal como la

mezcla de agua fría y caliente.

La regulación del caudal y la mezcla se efectúa mediante dos discos de cerámica. El

disco inferior es fijo, y sobre él actúa otro más pequeño que puede moverse

mediante un mecanismo que reproduce el movimiento de la manija del grifo. El agua

se mezcla en el interior del cartucho y sale por un orificio hacia la boca del grifo

31

Page 32: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Figura 5.- Grifo monomando.

Capítulo 2.3.1.- Antecedentes históricos

Alfred Moen ingeniero e inventor estadounidense, invento en 1939 el grifo

monomando a manera de solución tras haber sufrido un accidente con un grifo de

dos llaves (una para agua fría y otra para agua caliente) donde recibiría

quemaduras que lo llevaron al punto de escaldar sus manos.

Los diseños que Moen planteaba eran en función de un mejoramiento en la

manipulación de las llaves de grifos; entre estos destaca el diseño de una llave

para caudal y un regulador independiente para la temperatura. Sin embargo con la

inminente llegada de la segunda guerra mundial se dedicó al trabajo de diseño en

herramientas en una planta militar en Seattle, Estados unidos.

Moen no logro conseguir un fabricante que manufacturara sus diseños

hasta después de la guerra, donde la industria bélica dejo de acaparar todos los

recursos disponibles. En 1947 logra que la Ravenna Metal Products de Seattle

32

Page 33: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

financie y produzca su diseño más eficiente hasta el momento, el grifo

monomando, que incluía la característica de poseer una manija inclinada cuya

basculación controlaba el caudal a suministrar y cuyo giro regulaba la temperatura

final del agua, fueron distribuidos por primera vez en la ciudad de San Francisco,

California por el precio de 12 dólares de en ese entonces. Este diseño practico y

estético pronto alcanzaría un gran éxito y seria incluido en la reconstrucción de

edificaciones como casas habitacionales y edificios, posterior a la segunda guerra

mundial.

Figura 6.- Recorte de artículo de la innovación del grifo monomando.

Capítulo 2.3.2.- Funcionamiento. Apertura sin control de temperatura.

El usuario levanta la manilla sin desplazamiento hacia los lados (cuando la

temperatura del agua no es relevante). Esta acción no requiere tomar la manilla,

ya que es posible solo empujarla con los dedos.

La forma plana en el sentido horizontal de la manilla acoge sin problemas

los movimientos hacia arriba y hacia abajo.

33

Page 34: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Figura 7.- Apertura de monomando.

Apertura con control de temperatura. El usuario requiere controlar caudal y temperatura del agua, realizando

movimientos diagonales (tomando como punto de origen la llave cerrada y

alineada a la salida de agua): Arriba y a la derecha: para agua fría. Arriba y a la

izquierda: para agua caliente Siendo necesario en ambos casos asir la manilla

para asegurar el empuje direccionado. A la derecha o izquierda: para enfriar o

calentar, si la temperatura del agua luego del primer movimiento no es

satisfactoria.   Enganche con los dedos para movimientos en el plano horizontal.

Figura 8.- Control de temperatura de monomando.

34

Page 35: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Cierre Se requiere solo dejar caer la mano sobre la manilla, no siendo importante

la posición final en la que quede la manilla (a la derecha o a la izquierda una vez

cerrada la llave).

Figura 8.- Cierre de monomando.

El grifo monomando debe su funcionamiento al sistema de cartucho de

admisión y mezclado de agua, que reduce el volumen por componentes

adicionales (como es el caso de otros grifos) y simplifica su operación. El cartucho

de un grifo monomando normalmente está compuesto por cuatro piezas

principales, con dos carcasas de plástico (que se ensamblan entre sí mediante un

juego de pestañas), y dos discos cerámicos (uno fijo y otro móvil), alojados en el

interior de las carcasas de plástico:

A) Carcasa colectora: es una pieza de plástico que conduce el agua fría y el

agua caliente (procedentes de la red de abastecimiento doméstica) hacia el

sistema de apertura y cierre, así como el agua una vez mezclada hacia la boca del

grifo. Está dotada de dos juntas toricas de goma, que evitan el mezclado del agua

que entra al grifo con la que sale del mismo.

B) Pieza cerámica fija: presenta tres orificios: uno para el paso del agua fría,

otro para el paso del agua caliente, y un tercero para el retorno del agua

35

Page 36: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

mezclada. Esta pieza encastra perfectamente en la carcasa inferior, dando

continuidad al paso del agua mediante tres juntas de goma cilíndricas.

C) Pieza cerámica móvil: presenta un solo orificio con "forma de pera", con el

perfil de una envolvente parcial de los orificios de la otra pieza cerámica. A su vez,

va encastrada en la parte móvil de la carcasa que forma parte la cámara de

mezclado.

D) Cámara de mezclado: en esta carcasa se produce la mezcla del agua fría

con el agua caliente. Incluye una carcasa exterior fija (la que encaja con la carcasa

ya descrita) y una parte interior desplazable, que sirve para deslizar la pieza

cerámica móvil (a la que va unida mediante una junta tórica perimetral de goma).

Las dos piezas de plástico están unidas por un vástago articulado, capaz de hacer

girar y bascular simultáneamente a la pieza cerámica móvil y a la carcasa en la

que se encastra.

Figura 9.- Despiece de cartucho cerámico de monomando

El principio de funcionamiento es relativamente sencillo: cuando se hace bascular

el mando del grifo desde la posición de cerrado, la placa cerámica móvil se desliza

de forma que su orificio coincide gradualmente con alguno de los dos orificios de

36

Page 37: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

la placa fija. De esta forma, aumenta gradualmente el caudal a medida que se va

levantando la maneta. A su vez, cuando se hace girar la maneta, el orificio de la

pieza móvil se orienta progresivamente con la posición de los dos orificios de la

pieza fija (agua fría o agua caliente), permitiendo regular la proporción entre

ambas. Una vez mezclada, el agua sale hacia la boca del grifo por el tercer orificio.

Figura 10.- Funcionamiento de cartucho ceramico.

La principal ventaja de este sistema es que todas las juntas de

estanqueidad son fijas, por lo que no sufren desgastes ni deformaciones más allá

del comportamiento plástico a largo plazo del material elástico con el que estén

confeccionadas. La parte clave del sistema son las dos piezas cerámicas que

permiten cizallar por completo el flujo del agua. Se trata de dos discos cerámicos

de gran dureza, que presentan superficies perfectamente planas que deslizan

entre sí. Esta circunstancia minimiza su desgaste, y asegura una absoluta

estanqueidad, debido a que son la propia presión del agua y la adherencia

mecánica entre las dos piezas cerámicas, las que garantizan el corte del paso de

agua con la máxima eficiencia.

El efecto de atracción mecánica entre las dos placas cerámicas es muy

notable, debido a las especiales propiedades físicas que les confiere el silicato de

37

Page 38: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

aluminio prácticamente puro con el que están fabricadas. A medida que se

presiona y frota una contra la otra, aparece una fuerza de adherencia que las

mantiene firmemente unidas, debida al efecto de la tensión

superficial del lubricante depositado en los microporos de las dos caras en

contacto. Sin embargo, debido a la perfecta mecanización de sus caras de

contacto planas y al reducido coeficiente de rozamiento entre ambas gracias al

lubricante, es posible deslizarlas lateralmente sin ninguna dificultad. Asegurada la

máxima unión entre las dos piezas cerámicas por este efecto, se imposibilita el

paso del agua a través de la superficie de contacto situada entre los dos discos

cerámicos.

Referente a los cartuchos en cuanto al diseño de las entradas y salidas de agua

se presentan en dos variantes:

Cartuchos secos: presentan en su parte inferior tres juntas tóricas, (agua fría,

agua caliente y salida hacia la boca del grifo). Toda la circulación del agua se

verifica por el interior del cartucho. Requieren que los tres puntos de entrada y

salida del agua accedan al cartucho por cámaras independientes, lo que puede

complicar el diseño del cuerpo metálico del grifo en el que se aloja el cartucho.

Cartuchos mojados: en su parte inferior sólo son visibles dos juntas tóricas

(agua fría y agua caliente). La tercera junta tórica rodea el cartucho por el

contorno exterior del cilindro, por lo que su mitad inferior queda en contacto

con el agua. Esta disposición permite simplificar la fabricación del cuerpo

metálico del grifo, ya que los tres puntos de acometida del agua (dos de

entrada y uno de salida) se pueden alojar en una única cámara.

Capítulo 2.3.3.- Particularidades.

El caudal máximo ofrecido por la mayoría de estos grifos consta de 1.5

galones por minuto (5.7 litros por minuto) de agua a una presión de 60 libras por

38

Page 39: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

pulgada cuadrada, que representan un gasto considerablemente elevado teniendo

en cuenta la función que cumple.

Las conexiones de abastecimiento de agua están diseñadas para recibir agua por

medio de tubería con un diámetro nominal de ¼ de pulgada para cada una de las

dos tomas de agua posibles (agua fría y caliente).

Capítulo 2.4.- Grifo automático

Un grifo automático es un grifo equipado con un sensor de proximidad y un

mecanismo que abre una válvula que permite el flujo de agua como respuesta de

la presencia de una o ambas manos cuando se disponen cercas del grifo. El

sistema cierra la válvula de nuevo después de unos pocos segundos o cuando ya

no se detecta la presencia de las manos. La mayoría de los grifos automáticos son

alimentados por baterías e incorporan un sensor infrarrojo activo para detectar el

movimiento de manos.

Los grifos automáticos son comunes en baños públicos, particularmente en

aeropuertos y hoteles, pues suponen un ahorro en el consumo de agua asi como

la reducción en la transmisión de enfermedades causadas por microbios.

Los grifos automáticos tienen la ventaja de cerrarse automáticamente

después de finalizar con el lavado de manos, reduciendo el desperdicio de agua.

También representan una ventaja para aquellas personas que tienen una

capacidad física limitada para activar (ya sea girando o levantando) la apertura o

cierre del caudal de agua, tomando come ejemplo las personas que tienen

padecimientos como la artritis que condiciona su función motriz para realizar cierta

tarea.

Su mecanismo de cierre automático también reduce enormemente el riesgo

de un sobre-flujo por dejar el grifo abierto accidentalmente.

39

Page 40: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Capítulo 2.4.1.- AntecedentesDebido a que la naturaleza de los grifos automáticos no representó en si

una aportación tecnológica, sino más bien la aplicación en conjunto de muchas

otras invenciones y patentes, estos sistemas no tienen un seguimiento histórico.

Sin embargo se puede conocer algunos rasgos generales sobre su historia

Los grifos automáticos fueron desarrollados por primeramente en la década

de 1950 pero no fueron producidos para uso comercial hasta finales de la década

de 1980 donde aparecieron por primera vez en los baños públicos de aeropuertos.

Gradualmente se emplearon en sitios de concurrencia en más países

desarrollados.

Capítulo 2.4.2.- Funcionamiento

El funcionamiento de este sofisticado sistema se debe al correcto

funcionamiento de todas sus partes; las partes que integran a este sistema en su

forma más elemental están dadas por una electroválvula, que tiene la función

primordial de permitir el flujo de agua; un sensor infrarrojo, que será el detector de

las manos y emisor de la señal al sistema; una fuente de alimentación (pudiendo

ser esta un reductor de tensión para red doméstica o un juegos de baterías del

tipo que el sistema requiera) y un circuito de control, que controlara el

comportamiento de todo el sistema y ejecución de las posibles personalizaciones

implemente el usuario.

ElectroválvulaUna válvula solenoide es una válvula eléctrica utilizada para controlar el

paso de gas (sistemas neumáticos) o fluidos (sistemas hidráulicos). La apertura o

cierre de la válvula se basa en impulsos electromagnéticos de un solenoide (un

electroimán) que trabaja junto a un muelle diseñado para devolver a la válvula a su

posición neutral cuándo el solenoide se desactiva. Este tipo de válvulas se suelen

40

Page 41: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

utilizar en sitios de difícil acceso, en sistemas multi-válvula y en sitios de ambiente

peligroso. Las válvulas solenoides ofrecen funciones de apertura o cierre total y no

se pueden utilizar para la regulación del flujo de gas o fluido. Existen válvulas

solenoides que pueden trabajar con corriente alterna (AC) o con corriente continua

(DC) y utilizar diferentes voltajes y duraciones de ciclo de funcionamiento.

Los solenoides son muy útiles para realizar acciones a distancia sobre

válvulas de control de gas y fluidos. Un solenoide es una bobina de material

conductor cuyo funcionamiento se basa en campos electromagnéticos. Al pasar

una corriente eléctrica a través de la bobina, se genera un campo

electromagnético de cierta intensidad en el interior. Un émbolo fabricado de

metal ferroso es atraído por la fuerza magnética hacia el centro de la bobina, lo

que proporciona el movimiento necesario para accionar la válvula. La válvula se

puede abrir o cerrar, no hay término medio, por lo que no se puede utilizar este

sistema para regulación de flujos.

Una vez que se activa el solenoide, la válvula se mantendrá abierta o cerrada,

dependiendo del diseño, hasta que se corte la corriente eléctrica y desparezca el

campo electromagnético del solenoide. En este momento, un muelle o resorte

empuja el émbolo de nuevo hacia su posición original cambiando el estado de la

válvula. El hecho de que no se necesite manipulación física directa hace que las

válvulas solenoides sean la mejor solución para controlar la entrada o salida de

fluidos y gases en sitios de difícil acceso o dónde el entorno puede ser peligroso,

como en sitios a altas temperaturas

o con productos químicos

peligrosos. Además, las

bobinas del solenoide se puede

cubrir con material ignífugo para

hacerlas más seguras para

ambientes peligrosos.

41

Page 42: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Figura 11.- Ilustración transversal de una electroválvula.

Una válvula de solenoide eléctrico sólo puede funcionar como dispositivo

encendido/apagado y no puede ser utilizado para abrir o cerrar la válvula

gradualmente en aplicaciones dónde se requiera una regulación más precisa del

flujo. En función del uso que se le va a dar a la válvula, se pueden utilizar bobinas

capaces de trabajar de forma continua o en ciclos de duración determinada;

siendo las de trabajo continuo normalmente más caras. Existen válvulas de

solenoide aptas para su uso con corriente alterna, de 24 a 600 voltios, o para su

uso con corriente continua, de 6, 12 o 24 voltios.

Acción directa

El comando eléctrico acciona directamente la apertura o cierre de la válvula,

por medio de un solenoide en válvulas normalmente cerradas (N.C) y

normalmente abiertas (N.A)

La diferencia entre la válvula N.C. a la N.A. de acción directa es que,

cuando la válvula N.C. no está energizada el embolo permanece en una posición

que bloquea el orificio de tal manera que impide el flujo del fluido, y cuando se

energiza la bobina el embolo es magnetizado de tal manera que se desbloquea el

orificio y de esta manera fluye el fluido. La N.A. cuando la bobina no está

energizada mediante la acción de un resorte el embolo se mantiene en tal posición

que siempre está abierta y cuando se energiza la bobina la acción es hacia abajo

empujando el resorte haciendo que cierre el orificio e impida que fluya el fluido.

42

Page 43: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Figura 12.- Funcionamiento de electroválvula de acción directa

Acción indirecta

La característica

principal de la válvula del tipo

acción indirecta es que

cuando recibe el comando

eléctrico se acciona el

embolo el cual permite a su vez

como segunda acción, o acción

indirecta, que el diafragma

principal se abra o se cierre,

en una acción indirecta, esta

acción está basada en el

principio de las diferencias de

presión que se experimentan durante la activación y que se ilustra en la figura 13.

Esta serie de válvulas necesita una presión mínima para poder funcionar

correctamente.

.

43

Page 44: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Figura 13.- Funcionamiento de electroválvula de acción indirecta.

Las electroválvulas que se emplean en los grifos automáticos cuentan con las

especificaciones similares a las siguientes:

Utilizan voltaje de corriente directa de 4.5 a 6 voltios.

Resistencia de bobina de 17 Ohms con un ± 0.5 Ohms de tolerancia ( a una

temperatura de 20o C)

Trabaja con una rango de presión de 0.02 Megapascales a 0.8

Megapascales (2.9 libras por pulgada cuadrada a 116 libras por pulgada

cuadrada).

Tiene como rango de temperatura de operación de 1 o C a 75 o C

Un tiempo de respuesta de 0.15 segundos para apertura y 0.5 segundos

para cierre

Sensor Infrarrojo.LED de infrarrojos (IRLED) El diodo IRLED (del inglés lnfrared Light

Emitting Diode), es un emisor de rayos infrarrojos que son una radiación

electromagnética situada en el espectro electromagnético, en el intervalo que va

desde la luz visible a las microondas. Estos diodos se diferencian de los LED por

el color de la cápsula que los envuelve que es de color azul o gris.

44

Page 45: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Los rayos

infrarrojos se caracterizan por ser portadores de calor radiante. Estos rayos son

producidos en mayor o menor intensidad por cualquier objeto a temperatura

superior al cero absoluto.

Figura 14.- Símbolo y pictograma físico de un IRLED emisor.

El fototransistor es un fotodetector que trabaja como un transistor clásico,

pero normalmente no tiene conexión base.

En estos transistores la base está reemplazada por un cristal fotosensible

que cuando recibe luz, produce una corriente y desbloquea el transistor. En el

fototransistor la corriente circula sólo en un sentido y el bloqueo del transistor

depende de la luz; cuanta más luz hay más conduce. El principio del fototransistor

es aparentemente el mismo que el del transistor clásico. Pero si observamos el

componente se ve que sólo posee dos patas, un emisor y un colector, pero le falta

la base. La base de hecho es sustituida por una capa de silicio fotosensible. Si

esta capa está iluminada aparece en la base una corriente que crece con la luz, lo

que pone en marcha al transistor.

Figura 15.- Símbolo y pictograma físico de un receptor infrarrojo.

45

Page 46: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

El fototransistor reacciona con la luz visible y también con los rayos

infrarrojos que son invisibles. Para distinguirlo del LED su cápsula es transparente.

En el fototransistor, al igual que en los LED, la polaridad viene dada por la longitud

de sus patas pero con una diferencia muy importante; en el fototransistor la pata

larga es el negativo (-), al revés que en los LED, que es el positivo (+).

Los grifos automáticos son sensores de presencia, no de movimiento.

Emplean tecnología de infrarrojo activo que reconoce la presencia y no el

movimiento de objetos. La tecnología de infrarrojo activo, como su nombre lo

indica esta activamente emitiendo luz infrarroja y activamente esperando a que la

luz regrese.

En el espectro de frecuencias, la luz infrarroja está posicionada entre las

ondas de radio y las ondas de luz que son visibles para el ojo humano.

Figura 16.- Espectro

electromagnético (onda infrarroja).

46

Page 47: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Para cumplir con la tarea de emitir y recibir, el grifo automático emplea dos

componentes claves: un emisor, también conocido como transmisor y un colector,

también conocido como receptor, cada uno de un tamaño de 5/16 de pulgada y un

diámetro de ¼ de pulgada, pudiendo llegar a ser más pequeños. Estos

componentes se encuentran dispuestos dentro de un encapsulado que pudiera

estar posicionado en el cuello del grifo o en un compartimiento especial al lado del

aireador. El emisor está constantemente liberando luz infrarroja usando un método

de intermitencia, esto es, emite constantemente señales intermitentes (tal como lo

hacen las direccionales de los automóviles). El colector por otra parte, siempre

está preparado para recibir (colectar) estas señales intermitentes y cuando lo

hace, el control electrónico envía un pulso eléctrico a la válvula solenoide para que

abra. Cuando deja de recibir el la señal infrarroja el circuito de controlo interpreta

que ya no es necesario que la válvula sigua abierta y deja de enviar pulsos para

cerrarla.

Figura 17.- Encapsulado de emisor y receptor infrarrojo.

Lo sensores que se utilizan para los grifos automáticos mantienen constante

las siguientes especificaciones:

47

Page 48: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Sus dimensiones del encapsulado están dadas por 15 mm de anchura por

24 mm de longitud.

La el rango de distancia para la detección de manos está entre los 200 mm

a los 800 mm (esto debido a que puede ajustarse el rango según se

requiera)

El error del rango de detección de manos radica en el 10% la distancia

preestablecida.

Tiene una corriente de salida de 800 Ma con un voltaje entre los 3.9 V a 6 V

como señal

Trabaja óptimamente arriba de los 4.3 V

Funcionan correctamente en el rango de temperatura comprendido entre

los -20o a los 60oC

Su funcionamiento óptimo está comprendido entre el rango de humedad

relativa del 10 al 95%

El rango de presión atmosférica en el que trabaja es de 86 a 106 kilo

pascales

Su consumo de es menor a 60 microamperios.

Circuito de control.El circuito de control es un circuito electrónico que está integrado en su

mayoría por componentes del tipo pasivo (como resistores y capacitores

electrolíticos o cerámicos), semiconductores (como transistores o tiristores),

circuitos integrados (como timers o compuertas lógicas), entre otros de mayor

complejidad.

El circuito de control funciona como un procesador, ya que como su nombre

lo indica es este circuito el que se encarga de coordinar el funcionamiento de

todos los componentes del equipo.

48

Page 49: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Si bien es verdad que los circuitos de control varían enormemente entre

cada fabricante en cuanto a su estructura, manufacturación y funcionalidad

también lo es el que operen bajo los mismos principios.

Uno de los módulos más importantes del que se encarga el circuito de

control es la intermitencia del sensor infrarrojo, esto por medio de un circuito

integrado de temporización, NE555.

Este temporizador es un circuito integrado que se utiliza para la generación

de pulsos y de osciladores. Su funcionamiento está dado por los siguientes

puntos:

1. Tierra: Es el polo negativo de alimentación, generalmente tierra.

2. Disparo: También denominado “trigger”, es el pin del circuito donde se

establece el tiempo de retardo que deberá de haber entre los pulsos.

Habitualmente el retraso se establece a partir de un capacitor que

regule la descarga de este pin

3. Salida: Corresponde a la salida de pulsos que ofrece el circuito

integrado. Es aquí donde se conecta la alimentación del sensor

infrarrojo que proporciona las emisiones intermitentes.

4. Reinicio: Como su nombre lo indica esta entrada es la encargada de

reiniciar el proceso de pulsaciones y se debe de conectar al polo

positivo de la alimentación para que se evite el reinicio.

5. Control de voltaje: Es el pin donde se controla la magnitud del voltaje de

salida.

6. Umbral: Es la entrada para un comparador interno, generalmente se

conecta a tierra.

7. Descarga: Se emplea para descargar con efectividad el capacitor

externo utilizado para la función de retraso.

8. Voltaje de alimentación: Es el pin donde se conecta el voltaje de

alimentación, el voltaje de operación óptimo para este circuito integrado

49

Page 50: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

comprende de 4.5

Volts a 16 Volts.

Figura 18.- Modulo de pulsaciones infrarrojas.

Otros módulos de circuito que fueron omitidos en explicación cumplen

funciones específicas de acuerdo con el diseño del fabricante; entre estas

funciones destaca el ajuste referente al rango de efectividad con el que trabaja el

sensor infrarrojo, pudiendo ser controlado por el usuario.

50

Page 51: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Entre otras funcionalidades con las que cuenta gran cantidad de los

circuitos de control, es la posibilidad de la configuración en el tiempo máximo el

cual la electroválvula permanecerá abierta, ofreciendo una personalización del

periodo en que se suministrara el caudal de agua.

Otra implementación innovadora y trascendental para el funcionamiento de

los grifos automáticos está dada por el sistema acelerador de válvula.

Este sistema fue patentado en el año de 2003 en Estados Unidos por

Jeffrey J Lott y Mohamad A. Khalil y con concesión original a Masco Corporation

(compañía fabricante de accesorios y muebles de plomería como lo es el grifo

automático). Se describe a un sistema de aceleración de potencia para válvula de

la siguiente manera. Un inductor almacena energía constantemente a partir de la

fuente de alimentación que se esté empleando, luego se descarga a través de un

diodo en un capacitor, este proceso debido a la repetición en los ciclos de uso del

grifo.

El condensador cargado se utiliza como auxiliar de la fuente de

alimentación para el cambio de estado en la válvula, el proceso de cargas y

descargas del capacitor así como el ciclo de carga preferentemente deben de

estar monitoreados para optimizar la aplicación a la que se le da el uso.

La carga impulsada puede proporcionar una salida constante, inclusive

cuando la fuente de alimentación principal proporcione una salida inconsistente o

débil.

Las válvulas de fluidos accionadas eléctricamente se utilizan en múltiples

aplicaciones, tales como las válvulas de grifo que funcionan por medio de sensor.

En estos grifos se utilizan válvulas de solenoide de enganche (de acción directa) y

la energía necesaria para cambiar el estado de la válvula es sustancial. Si un

sistema de este tipo está diseñado para utilizar toda la potencia que provea la

51

Page 52: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

batería o el

reductor de

tensión, su

rendimiento comienza a deteriorarse, drenando la batería con rapidez y

disminuyendo su potencia máxima.

Alternamente si el sistema está diseñado para utilizar menos energía de

accionamiento su rendimiento se mermara a un menor ritmo. Y es por esto que

existe una necesidad en la electrónica de control de válvula por mantener el mayor

rendimiento y potencia que proporcionen las fuentes de alimentación.

Figura 19.- Circuito de aceleración de potencia de electroválvula.

La energía suministrada por B+ y tierra que se puede observar en le

diagrama superior corresponde a las terminales positivas y negativas

(respectivamente) de la fuente de alimentación. Generalmente esta fuente de

alimentación carga a los capacitores C1 y C2, que a su vez proporcionan

alimentación a la válvula para la activación del cambio de estado.

Particularmente, el ciclo de carga comienza con la recepción de la señal del

acelerador, que activa el transistor Q1, este transistor puede tener varias

propiedades como ser un transistor bipolar, un MOSFET (transistor de potencia) o

(en aplicaciones que requieran de corrientes eléctricas pequeñas) el transistor

interno a un microcontrolador. Esto proporciona una trayectoria de baja

52

Page 53: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

impedancia de la terminal inferior del inductor L1 a tierra. El inductor L1 convierte

la corriente resultante en un campo magnético. Después de un breve retraso la

señal para el Potenciador se lleva a un nivel bajo, que desactiva el transistor Q1.

El inductor a continuación convierte la energía almacenada (en forma de

campo magnético) en corriente eléctrica, que fluye a través del diodo D1 hasta la

salida del mismo. Una pequeña cantidad de esta corriente se almacena como

carga en el condensador C1, que actúa como un filtro, mientras que una parte

mucho más grande de esta corriente fluye a través de la resistencia R3 y se

almacena en el capacitor C2. Este ciclo se repite según sea necesario para cargar

lo suficiente a los condensadores C1 y C2 para ser descargados en la válvula. El

diodo Zener Z1 impide que los condensadores C1 y C2 se sobrecarguen.

Fuente de alimentaciónLos grifos automáticos obtienen su energía de dos fuentes populares:

convencionalmente los seis volts son el estándar para el funcionamiento de estos

sistemas. Los grifos alimentados por baterías emplean las baterías AA, baterías C,

o baterías de litio. Estas baterías son capaces de almacenar una capacidad de

energía medida en mAh (mili-amperios por hora), un ejemplo, 1000 mAh es el

equivalente a un amperio por hora, que es suficiente energía para encender una

lámpara de un amperio por una hora.

Las baterías grandes por su constitución y dimensiones son capaces de

almacenar una cantidad más grande que las baterías de menor tamaño, y por

tanto su tiempo de desempeño en relación a su carga conectada.

Las pilas recurrentemente empleadas en el funcionamiento de los grifos

automáticos son las pilas AA que se disponen a ser conectadas en serie

(generalmente cuatro son las pilas necesarias para su funcionamiento) para

aumentar el voltaje de operación.

53

Page 54: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

El funcionamiento que siguen estas pilas un proceso electroquímico donde se

obtiene la energía por medio de las reacciones químicas entre el zinc y el dióxido

de manganeso (MnO2) empleando hidróxido de

potasio como electrolito (esta composición se refiere

a las pilas alcalinas, el tipo de batería más común).

En una pila alcalina el ánodo, que es el polo

negativo está compuesto de polvo de zinc (que debido

a su forma plana permite incrementar la velocidad de

la reacción química, incrementando de manera

consecuente el flujo de electrones) y el cátodo, que

representa el polo positivo de la batería está compuesto

por dióxido de manganeso.

El proceso de oxidación-reducción (redox) causado al cerrar un circuito produce

una corriente de electrones del ánodo al cátodo, que corresponde a la oxidación

del zinc y la reducción del dióxido de manganeso, usando como intermediario el

electrolito de hidróxido.

Figura 20.- Ilustración interna de batería alcalina.

Como especificaciones técnicas de la pila AA se tiene los siguientes aspectos:

54

Page 55: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Su voltaje nominal está dado por 1.5 Voltios de corriente directa.

El rango de valores de operación de las pilas es de 1.6 a 0.75 Voltios

Cuentan con una impedancia 180 mili Ohms

El peso en sin haber sido usada es de 24 gramos

Ocupa un volumen de 8.4 cm3

El rango de temperaturas para su operación es desde -20 hasta 54o C

Figura 21.- Dimisiones de batería AA alcalina.

Adaptador de corrientePor otro lado se tienen a los adaptadores de corriente, una alternativa viable

para el reemplazo de baterías que, debido a su condición de dependencia

electroquímica para su funcionamiento está limitado a un cierto número de horas

de vida útil; por lo que representa una opción atractiva para el suministro de

energía al sistema.

El funcionamiento de los adaptadores de corriente está

regido por la inducción electromagnética. Un

adaptador de corriente tiene como componente principal un

transformador eléctrico que es una de las maquinas eléctricas

primordiales cuyo objetivo es como su nombre sugiere

transformar la corriente que por el entra.

55

Page 56: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

El adaptador convierte la energía eléctrica recibida desde la instalación eléctrica

de donde se conecte en corriente alterna con menor tensión eléctrica que la que

necesita el dispositivo a alimentar. El transformador interno consta de dos bobinas

de alambre que se envuelven en torno a un núcleo de hierro. La primera bobina

(bobina principal) recibe la corriente alterna de 120 Voltios (o 220, dependiendo de

la instalación eléctrica a la que se disponga) y por efecto de electromagnetismo

genera un campo magnético en el núcleo de hierro. La segunda bobina (bobina

secundaria) por su parte convierte el campo magnético presente en corriente

alterna, con la característica de ser más pequeña dado que el arreglo de

conversión de corrientes estará dado por la relación entre números de vueltas de

alambre que contenga la bobina principal con respecto de la secundaria (como es

el caso de este adaptador, el número de vueltas de alambre es mayor en la bobina

primaria).

Figura 22.- Transformador eléctrico físico y su símbolo.

La segunda parte del proceso que se lleva a cabo en este dispositivo es el

de transformar la corriente eléctrica (que hasta este punto) seguía siendo de

corriente alterna a corriente directa que es la que utilizan la mayoría de los

circuitos electrónicos.

La pieza clave para realizar esta conversión es el puente rectificador; es un

módulo de circuito

electrónico usado

para la conversión de

corriente alterna a

directa. Consiste en

cuatro diodos comunes (recuerde que el diodo es un componente electrónico que

56

Page 57: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

permite la circulación de corriente en un solo sentido especifico) que convierten

una señal en partes positivas y negativas en una señal únicamente positiva. Un

simple diodo permite quedarse con la parte positiva, sin embargo el puente de

diodos da la oportunidad de aprovechar también la parte negativa.

El puente, en conjunto con un capacitor y un diodo Zener, permiten convertir la

corriente alterna en continua. El puente de diodos tiene como papel hacer que la

corriente fluya en un solo sentido, mientras que el resto de los componentes se

encargan de que la corriente que salga del puente sea estable

Figura 23.- Puente rectificador.

La

complejidad con la que este fabricado el circuito interno del adaptador fuera de los

aspectos mencionados anteriormente está pautada por la calidad de la corriente y

el uso para el que estén diseñados, sin embargo todos cumplen con el modulo

básico mostrado a continuación:

57

Page 58: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Figura 24.-

Diagrama básico de un adaptador de corriente.

CuerpoEl cuerpo de los grifos automáticos está elaborado a partir de latón, una aleación

metálica entre cobre y zinc. Es ampliamente utilizado en sistemas de plomería

debido a sus propiedades, las cuales se resumen y se presentan a continuación:

Durabilidad: El latón es un material altamente durable. Esto lo hace ideal para

fines de plomería que requiere de materiales resistentes y con una vida útil larga.

Una vez instalado se conservara en buen estado por muchos años. Cuando se

emplea agua caliente el latón presenta un rendimiento más alto que otros

materiales que se suelen utilizar para estos fines.

Resistencia a altas temperaturas: De todos los materiales comúnmente utilizados

para el encause de agua, el latón es el que más se ajusta para un uso doméstico

en el manejo de agua caliente. Entre algunas de las propiedades físicas que tiene

el latón se encuentra su excelente conductividad térmica que aumenta su

eficiencia en la conducción del caudal de agua a temperaturas relativamente altas.

Tamien destaca por su capacidad de resistencia a altas temperaturas y al tener un

punto de fusión muy alto es menos propenso a generar deformaciones a lo largo

de su tiempo de servicio.

58

Page 59: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Resistencia a la corrosión: Superior a otros metales empleados en instalaciones

de plomería el latón destaca por tener uno de los grados más altos en cuanto a la

resistencia de la corrosión se refiere. Por tanto es ideal su uso para su instalación

para mermar el grado de deterioro que pueda presentar el grifo, debido al nivel de

pH (dependiendo de las condiciones del suministro de agua) que tenga.

El cuerpo del grifo automático está constituido por latón, sin embargo cuenta con

un acabado de cromo logrado por medio de galvanoplastia que además de dar un

simple aspecto estético, proporciona la resistencia en la corrosión, aumenta su

dureza superficial y facilita la limpieza del grifo.

Válvula mezcladora.

Representa un componente adicional de la grifo automático, pues por defecto no

está ideado para integrar y regular la temperatura del agua que por el fluye, pues

al estar planeado para no haber ningún contacto entre manos y el sistema no

incluye una válvula que permita controlar la temperatura con la que se desea que

el agua sea suministrada; por lo regular el grifo está conectado al suministro de

agua fría.

Una válvula mezcladora es un dispositivo que como su nombre sugiere, cumple la

función de combinar y homogeneizar la temperatura del agua que por ella sale, a

partir de las dos tomas que posee, agua fría y el agua caliente.

Su funcionamiento está dado por el ingreso de dos corrientes de agua a diferentes

temperaturas, al entrar estas se combinan en la cámara mezcladora generalmente

de bronce que facilita el proceso del equilibrio térmico que da como producto final

una corriente de salida con una temperatura proporcional la diferencia de

temperaturas iniciales y a la relación de cantidad de agua fría y agua caliente que

entra.

59

Page 60: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Figura 25.- Válvula mezcladora de agua caliente y fria.

60

Page 61: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Capítulo 3.- Tarifas de consumo de aguaLas tarifas de consumo de agua, son aquellas con las cuales contienen las cuotas

y condiciones que se encuentras a la disposición de cada sección para el servicio

de éste vital líquido.

Capítulo 3.1.- Tipos de tarifas de consumo de aguaLas tarifas de agua se encuentran oficialmente seccionadas. Estas tarifas

dependerán del tipo de uso que se le dará al agua, estas tarifas tienen una

variación en cuanto a si costo, en algunas de ellas no aplicara el IVA.

Las siguientes tarifas fueron establecidas por la Comisión Estatal de

Servicios Públicos de Tijuana (CESPT), las cuales fueron cambiadas este año y

entraron en vigor a partir del 1ro de noviembre del año en curso.

Tarifas residencialesEstas tarifas son de uso doméstico exclusivamente, ya pueda ser un

condominio, un apartamento o una vivienda, no puede ser utilizada en otra área

ajena al domiciliario. Durante los primeros 5 m3 se aplicara un cargo mínimo,

superando los 6 m3 se aplicara un cargo adicional por cada metro cubico adicional

que se consuma. En la tarifa residencial no aplicara el IVA.

Para los pensionados, jubilados e indigentes con tengan un consumo de:

Hasta 25 metros cúbicos aplica descuento del 100%

Hasta 40 metros cúbicos, del 1 al 25 se aplica descuento del 100% y del 26

al 40 se aplica descuento del 50%.

En consumos superiores a 40 metros cúbicos no hay descuento alguno.

61

Page 62: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

DE (m³) A (m³) IMPORTE

0 5 79.99

6 10 16.19

11 15 16.55

16 20 18.87

21 25 31.66

26 30 32.72

31 35 41.35

36 40 41.71

41 45 47.15

46 50 47.33

51 60 55.10

61 200000 55.49Tabla 3.- Tarifas de consumo residencial de agua (noviembre de 2015).

La cuantificación del importe total en concepto de consumo de agua se hace:

Tomando como costo base el importe de la fila número uno de valores en la

tabla (independientemente del consumo de metros cúbicos que se haga en

el rango establecido en dicha fila).

Si se exude el consumo del rango de la primera fila de valores se prosigue

con la siguiente rango; el metro cubico de agua que se consuma tendrá un

costo unitario especificado por la ponderación que aparece en la columna

de importe y que corresponda con el rango de consumo.

Tarifas industrialesEl cargo para la industria será mayor al de la residencia, esta misma no

podrá ser utilizada para otro tipo de consumo que sea ajeno al ámbito industrial.

Esta al igual que al residencial solo se le aplicara un cargo mínimo a los primeros

5 m3, mientras que de 6 m3 en adelante se empezará a aplicar un cargo adicional

por cada metro cubico que es consumido. En este tipo de tarifa si se aplicara el

IVA.

La cuantificación del importe total en concepto de consumo de agua se hace:

62

Page 63: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Tomando como costo base el importe de la fila número uno de valores en la

tabla (independientemente del consumo de metros cúbicos que se haga en

el rango establecido en dicha fila).

Si se exude el consumo del rango de la primera fila de valores se prosigue

con la siguiente rango; el metro cubico de agua que se consuma tendrá un

costo unitario especificado por la ponderación que aparece en la columna

de importe y que corresponda con el rango de consumo.

DE (m³) A (m³) IMPORTE

0 5 275.24

6 30 55.01

31 1000 56.90

1001 200000 58.02

Tabla 4.- Tarifas de consumo industrial de agua (noviembre de 2015).

Tarifas comercialesEste tipo de tarifas son exclusivas para los comercios, a pesar de que sus costos

sean iguales a los de la industria y se apliquen los mismos cargos, no se puede

poner en el contrato que es para uso industrial, ya que está destinado a otro uso.

Los comercios pueden ir desde un mercado, un establecimiento pequeño, centros

comerciales y restaurantes. A este tipo de tarifas también se le aplicara el IVA.

La cuantificación del importe total en concepto de consumo de agua se hace:

Tomando como costo base el importe de la fila número uno de valores en la

tabla (independientemente del consumo de metros cúbicos que se haga en

el rango establecido en dicha fila).

63

Page 64: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Si se exude el consumo del rango de la primera fila de valores se prosigue

con la siguiente rango; el metro cubico de agua que se consuma tendrá un

costo unitario especificado por la ponderación que aparece en la columna

de importe y que corresponda con el rango de consumo.

DE (m³) A (m³) IMPORTE

0 5 275.24

6 30 55.01

31 1000 56.90

1001 200000 58.02

Tabla 5.- Tarifas de consumo comercial de agua (noviembre de 2015).

Tarifa de GobiernoEste tipo de tarifas son exclusivas para centros de gobierno o instituciones hechas

por y para el gobierno, estas pueden ser escuelas públicas, hospitales, centros de

gobernación, parques, entre otras áreas. El IVA no es aplicado desde marzo de

2003 para este tipo de tarifas. Al igual que las demás tarifas, los cargos se

aplicaran de la misma manera que en las anteriores.

La cuantificación del importe total en concepto de consumo de agua se hace:

Tomando como costo base el importe de la fila número uno de valores en la

tabla (independientemente del consumo de metros cúbicos que se haga en

el rango establecido en dicha fila).

Si se exude el consumo del rango de la primera fila de valores se prosigue

con la siguiente rango; el metro cubico de agua que se consuma tendrá un

costo unitario especificado por la ponderación que aparece en la columna

de importe y que corresponda con el rango de consumo.

64

Page 65: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Tabla 6.- Tarifas de consumo de gobierno de agua (noviembre de 2015).

Capítulo 3.2 Promedio durante el año 2015Se ha hablado en apartados anteriores sobre la dificultad y costos en los

procesos para que el agua pueda ser suministrada a gran parte de la ciudad, esto

además del proceso de traslado y tratamiento del agua proveniente de la fuente

principal de agua para la región, el rio Colorado, también existen múltiples

proyectos y obras para el mantenimiento y mejoramiento del sistema de agua

potable en la ciudad.

Todas las obras e inversiones que realiza la Comisión Estatal de Servicios

Públicos de Tijuana en materia del sistema de distribución de agua se ve reflejado

en parte en la varianza delas tarifas en consumo de agua, que mes tras mes

varían constantemente.

Se registraron las varianzas en las cuotas de consumo de agua las

diferentes tarifas en el lapso de enero de 2015 hasta noviembre del mismo año. A

partir de estos resultados se hicieron cálculos de promedio para llegar con el costo

medio por metro cubico de agua en cada uno de los meses de 2015. Teniendo los

resultados que se muestran a continuación.

65

DE (m³) A (m³) IMPORTE

0 5 275.24

6 30 55.01

31 1000 56.90

1001 200000 58.02

Page 66: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Tarifa Residencial.

Tabla 7.- Costo promedio (tarifa residencial) por m^3 de agua durante 2015.

Grafica 3.- Costo promedio (tarifa residencial) por m^3 de agua durante 2015.

66

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre34.4

34.5

34.6

34.7

34.8

34.9

35

35.1

Promedio del precio por m^3 de agua (Tarifa Residencial) ($)

Costo promedio por m^3 de agua Enero 34.61Febrero 34.78Marzo 34.753Abril 34.81Mayo 34.96Junio 34.87Julio 34.69Agosto 34.75Septiembre 34.8Octubre 34.88Noviembre 35

Page 67: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Tarifa Industrial

Tabla 8.- Costo promedio (tarifa industrial) por m^3 de agua durante 2015.

Grafica 4.- Costo promedio (tarifa industrial) por m^3 de agua durante 2015.

Es notorio el decrecimiento del promedio en el precio a partir del mes de

junio que duraría pocos meses para volver a subir su cantidad.

67

Enero

FebreroMarzo Abril

MayoJunio

Julio

Agosto

Septiembre

Octubre

Noviembre

55.2

55.4

55.6

55.8

56

56.2

56.4

Promedio del precio por m^3 de agua (Tarifa Industrial) ($)

  Costo promedio por metro m^3 de aguaEnero 55.61Febrero 55.83Marzo 55.83Abril 55.93Mayo 56.12Junio 56.02Julio 55.74Agosto 55.84Septiembre 55.92Octubre 56.03Noviembre 56.25

Page 68: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Tarifa Comercial

  Costo promedio por metro m^3 de aguaEnero 55.61Febrero 55.83Marzo 55.83Abril 55.93Mayo 56.12Junio 56.02Julio 55.74Agosto 55.84Septiembre 55.92Octubre 56.03Noviembre 56.25

Tabla 9.- Costo promedio (tarifa comercial) por m^3 de agua durante 2015.

Grafica 5.- Costo promedio (tarifa comercial) por m^3 de agua durante 2015.

Esta representa una de las tarifas más caras e comparación con la

residencial, sin embargo es notoria la semejanza de variación en comparación con

la tarifa que corresponde a la mayoría de los habitantes.

68

Enero

FebreroMarzo Abril

MayoJunio

Julio

Agosto

Septiembre

Octubre

Noviembre

55.2

55.4

55.6

55.8

56

56.2

56.4

Promedio del precio por m^3 de agua (Tarifa Comercial) ($)

Page 69: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Tarifa de Gobierno

  Costo promedio por metro m^3 de aguaEnero 55.61Febrero 55.83Marzo 55.83Abril 55.93Mayo 56.12Junio 56.02Julio 55.74Agosto 55.84Septiembre 55.92Octubre 56.03Noviembre 56.25

Tabla 10.- Costo promedio (tarifa de gobierno) por m^3 de agua durante 2015.

Grafica 6.- Costo promedio (tarifa de gobierno) por m^3 de agua durante 2015.

69

Enero

FebreroMarzo Abril

MayoJunio

Julio

Agosto

Septiembre

Octubre

Noviembre

55.2

55.4

55.6

55.8

56

56.2

56.4

Promedio del precio por m^3 de agua (Tarifa de gobierno) ($)

Page 70: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

El diagrama antes presentado hace notorio el crecimiento que las tarifas

están adquiriendo (tomando como referencia el primer mes del año), a manera de

suposición con base a la información obtenida se prevé que continúe aumentando.

Capítulo 4.- Desarrollo de la investigación.

El lugar donde se llevó a cabo el estudio de la investigación fue en la

colonia Fraccionamiento el Rubí, Avenida Del Sauzal No. 141 Con código postal

22160, en la ciudad de Tijuana, Baja California México, el estudio que se realizó

en el año 2015 fu en base al ahorro en gasto de agua obtenido dada una

transición entre un grifo mono mando convencional a un grifo automático con

activación de sensor infrarrojo.

En la residencia habitan 7 personas de las cuales 3 son adultos mayores de

edad de entre 20 a 45 años, 2 adultos mayores de 60 años y dos menores de

edad. Se optó por realizar el estudio en esta vivienda dada la cantidad de

personas que en ella habitan y el constante uso del grifo del baño de ese recinto.

El lugar de estudio únicamente posee un cuarto de baño que es usado por

los 7 habitantes de la casa.

Para obtener los datos referentes al uso del grifo del baño se realizó una

encuesta que contenía las siguientes preguntas y fueron respondidas arrojando

los siguientes resultados (Por confidencialidad y otras cuestiones se le refiere a

cada uno de los habitantes de la casa como “Sujeto” seguido de un numero

distintivo) :

1.- ¿En promedio cuantas veces al día utiliza el grifo del baño para lavarse

las manos?

Las respuestas proporcionadas se ilustran en la siguiente gráfica.

70

Page 71: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Sujeto 1 Sujeto 2 Sujeto 3 Sujeto 4 Sujeto 5 Sujeto 6 Sujeto 70

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Grafica 7.- Respuesta de los habitantes ante la pregunta número 1.

Lo que nos lleva a calcular un promedio para obtener el número de veces

que se utiliza el grifo para el lavado de manos por persona durante un día:

5+9+8+7+7+6+77

=7

El promedio de veces que un habitante usa el grifo del baño para lavarse

las manos durante el día es de 7 veces diarias.

2.- ¿Aproximadamente cuánto tiempo permanece la llave del agua abierta

en cada lavado de manos que efectúa?

Los resultados obtenidos se reflejan en la siguiente gráfica.

71

Page 72: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Sujeto 1 Sujeto 2 Sujeto 3 Sujeto 4 Sujeto 5 Sujeto 6 Sujeto 70

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Grafica 8.- Respuesta de los habitantes ante la pregunta número 2.

Con estos datos se obtuvo el promedio de tiempo que cada habitante

dejaba abierta la llave para llevar a cabo un lavado de manos.

16+13+10+18+15+8+137

≈13.28

El tiempo promedio que cada habitante utiliza la grifo del baño para lavar

sus manos por ocasión es de 13.28 segundos.

3.- ¿Cuantas veces utiliza el grifo del baño para lavarse los dientes?

Las respuestas de los individuos están representadas en la siguiente grafica

72

Page 73: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Sujeto 1 Sujeto 2 Sujeto 3 Sujeto 4 Sujeto 5 Sujeto 6 Sujeto 70

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

Grafica 9.- Respuesta de los habitantes ante la pregunta número 3.

Interpretando la información obtenida de la pregunta número 3 se resume

en un promedio de veces que cada habitante se lava los diente por día en el grifo

del baño se obtiene:

3+4+4+3+3+3+37

≈3.28

El promedio de veces que cada habitante se lava los dientes diariamente es

de 3.28 veces.

4.- ¿Cuánto tiempo mantiene el grifo del baño abierto para lavarse los

dientes?

Los resultados se expresan en la siguiente gráfica:

73

Page 74: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Sujeto 1 Sujeto 2 Sujeto 3 Sujeto 4 Sujeto 5 Sujeto 6 Sujeto 70

5

10

15

20

25

30

Grafica 10.- Respuesta de los habitantes ante la pregunta número 4.

Extrayendo la esencia de la información de esta pregunta se calculó el promedio

del tiempo que tardo cada habitante en lavarse los dientes por ciclo.

17+21+25+20+15+22+247

≈20.57

Lo que quiere decir que en promedio cada habitante emplea el grifo del baño 20.

57 segundos en lavarse los dientes por cada ciclo.

El grifo con que se dispone en el baño del domicilio es un equipo marca MOEN de

modelo 8430 del tipo monomando con conexión a agua fría únicamente.

Las características de este grifo están dadas por:

Palanca de apertura de 3 pulgadas de longitud

Flujo máximo de 1.5 galones por minuto ( 5.7 litros por minuto

Cartucho de flujo Duralast 1255 de material cerámico

Acabado de cromo

74

Page 75: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Las pruebas realizadas con respecto a caudal que suministraba el grifo

monomando se realizaron a partir de la relación volumen sobre tiempo que

proporcionaba.

El recipiente de referencia que se utilizó para con realizar las pruebas fue una

botella plástica de agua purificada que podía albergar un volumen máximo de 500

mililitros (0.5 litros), esto debido a la dificultad para posicionar otros recipientes de

mayor tamaño entre el espacio del lavabo y el grifo.

Las pruebas consistieron en cronometrar el tiempo que se demoraba el grifo en

llenar el volumen de 0.5 litros de la botella para posteriormente realizar los

cálculos correspondientes y determinar su caudal dado en galones por minuto.

Se realizaron 8 muestreos de tiempo en el llenado de la botella que arrojo un

promedio de:

0.5 litros5.81 segundos

Lo que permite determinar el caudal por minuto:

Flujo por minuto (litros )=

0.5litoros5.81 segundos

∗60 segundos

1minuto=5.17 litros1minuto

Los 5.17 litros por minutos calculados se someten a una conversión litros-galones

(americanos):

Flujo por minuto (galones )=

5.17litros1minuto

∗1galon

3.785 litros=1.36 galones

1minuto

75

Page 76: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Teniendo como resultado el flujo en galones por minuto se puede realizar la

comparación entre este grifo y el grifo automático

El sistema de grifo automatice analizo para la comparación es de la marca Delta

Faucet modelo 591-HGMHDF diseñado originalmente para recibir un solo canal de

agua (no es mezcladora).

Este grifo automático tiene las siguientes características:

Activación y desactivación si contacto

Flujo Máximo de 0.5 galones por minuto (1.9 Litros por minuto)

Alimentado por 4 baterías AA

Indicador sonoro que indica cuando quedan aproximadamente 1500 ciclos.

Opera con un tiempo máximo de 45 segundos por ciclo (Se restaura

cuando se retiran las manos)

Alimentación opcional de por medio de adaptador de corriente para 6.4 V

Con los datos suministrados por la empresa fabricante se llegó a una comparación

entre los consumos de ambas equipos quedando representada gráficamente de la

siguiente manera:

76

Page 77: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Grifo monomando Grifo autmatico0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

Flujo de agua (galones/ minuto)

Grafica 11.- Caudal de agua de grifo monomando y automático en galones/minuto.

Con base la diferencia entre los dos sistemas se puede concluir un ahorro que

ofrece el grifo automático con respecto al desempeño del grifo monomando es del

63.2% lo cual representa un ahorro considerable.

Ahorro en el lavado de manos.

Con respecto a la información obtenida respecto al promedio de veces y tiempo

que se requería el grifo para el proceso de lavado de manos se puede

contextualizar un potencial ahorro del agua en cada ciclo.

Teniendo en cuenta que el promedio de tiempo que se utiliza el grifo para el

lavado de manos está dado por 13.28 se proceden a hacer los siguientes cálculos:

Volumen de agua requerido para el lavado de manos

Grifo Monomando.

77

Page 78: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

1.36 galones1minuto

∗1minuto

60 segundos∗13.28 segundos=0.301galones

Se consume un promedio de agua de 0.301 galones por cada ciclo de lavado.

Grifo Automático

0.5 galones1minuto

∗1minuto

60 segundos∗13.28 segundos=0.11 galones

Se requeriría de un volumen de 0.11 galones para cada lavado de manos con un

grifo automático.

Los resultados comparados gráficamente se exponen en la siguiente gráfica.

Grifo monomando Grifo autmatico0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

Grafica 12.- Consumo de agua por ciclo de lavado de manos.

El ahorro que existe entre cada ciclo de lavado de manos es de 0.191 galones.

78

Page 79: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Ahorro en lavado de dientes.

De manera análoga como se hizo al determinar el ahorro en el lavado de manos,

se sigue el mismo procedimiento, determinar el gasto de agua por cada ciclo de

lavado de dientes, dada la información obtenida

Teniendo en cuenta que el promedio de tiempo que se utiliza el grifo para el

lavado de dientes está dado por 20.57 segundos se proceden a hacer los

siguientes cálculos:

Volumen de agua requerido para el lavado de manos

Grifo Monomando.

1.36 galones1minuto

∗1minuto

60 segundos∗20.57 segundos=0.466 galones

Se consume un promedio de agua de 0.466 galones por cada ciclo de lavado.

Grifo Automático

0.5 galones1minuto

∗1minuto

60 segundos∗20.57 segundos=0.171 galones

Se requeriría de un volumen de 0.171 galones para cada lavado de manos con un

grifo automático.

Los resultados comparados gráficamente se exponen en la siguiente gráfica.

79

Page 80: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Grifo monomando Grifo autmatico0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

Grafica 13.- Consumo de agua por ciclo de lavado de dientes.

El ahorro potencial de agua en cada ciclo de lavado de dientes es de 0.295 galones.

Ahorro económico

Para llegar al ahorro económico mensual se calcula el potencial ahorro de agua

mensual por cada actividad (lavado de manos y lavado de dientes) y en base a la

tarifa de costos de agua de noviembre de 2015.

El ahorro mensual de agua en concepto de lavado de manos utilizando el grifo del

baño de la residencia se obtiene multiplicando el ahorro por ciclo de higiene de las

manos por el numero promedio de veces que cada habitante hace este proceso

diariamente; a su vez el resultado anterior se multiplica por el número de

habitantes. Esto dará como resultado el ahorro de agua que habrá al final del día

80

Page 81: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

El ahorro potencial de agua por cada ciclo es de 0.191 galones. Entonces:

0.191galones∗7ciclos por persona durante el dia∗7 personas=9.359 galones

El total en galones ahorrados diariamente es de 9.359. Esta cantidad multiplicada

por 30 días (el periodo de consumo contemplado entre cada facturación de la

CESPT) nos arroja el ahorro mensual.

9.359 galones∗30dias=280.77galones .

Teniendo 280.77 galones como ahorro de agua por mes en concepto de lavado

de manos.

El ahorro mensual de agua en concepto de lavado de dientes utilizando el grifo del

baño de la residencia se obtiene multiplicando el ahorro por ciclo de higiene de las

manos por el numero promedio de veces que cada habitante hace este proceso

diariamente; a su vez el resultado anterior se multiplica por el número de

habitantes. Esto dara como resultado el ahorro de agua que habrá al final del día.

El ahorro potencial de agua por cada ciclo es de 0.191 galones. Entonces:

0.295 galones∗3.28 ciclos por persona durante el dia∗7 persona=6.77galones

El total en galones ahorrados diariamente es de 6.77 galones. Esta cantidad

multiplicada por 30 días (el periodo de consumo contemplado entre cada

facturación de la CESPT) nos arroja el ahorro mensual.

6.77 galones∗30dias=203.19galones .

Teniendo 203.19 galones como ahorro de agua por mes en concepto de lavado

de dientes.

81

Page 82: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Teniendo la cantidad total de agua ahorrada en cada una de las dos actividades

contempladas para el uso del grifo del baño, por tanto el ahorro total se obtiene

sumandos las dos cantidades de galones, obteniendo así el ahorro total por mes.

280.77 galones+203.19galones=483.96 galones.

Debido a que la CESPT maneja sus tarifas utilizando los metros cúbicos como

unidades de consumo es necesario realizar una conversión de galones a litros.

483.96 galones∗3.875 litros1galon

=1831.79 litros

Debido a que 1 metro cúbico de agua equivale a 1000 litros se calcula que:

1831.79 litros∗1m3

1000litros=1.832m3

Según el recibo de servicio de agua, durante el mes de noviembre de 2015 se

consumieron 21 metros cúbicos de agua, por lo cual entra en la el rango de la

tarifa de 21 a 25 metros cúbicos que tiene un costo de 31.66 pesos.

El metro cubico ahorrado se descuenta del rango de 16 a 20 metros cúbicos que

tiene un precio de 18.87 pesos se tiene que:

31.66 pesos+18.87 pesos=50.53 pesos

Generando asi un ahorro económico mensual de 50.53 pesos.

Recuperación de la inversión.

82

Page 83: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

El costo del grifo automático con sensor infrarrojo descrito en el desarrollo de

investigación es de 330 dólares.

El Tipo de cambio en la venta de dólares a la fecha del 17 de noviembre de 2015

(según el promedio realizado de tres casas de cambio circundante a la residencia)

es de 16.28 pesos no por dólar. Por tanto la conversión dólares a pesos está dada

por:

330 dolares∗16.28 pesos1dolar

=5372.4 pesos.

El costo de inversión para la migración del grifo monomando a automático es de

5372.4 pesos.

Considerando la información de fabricante que menciona la duración de las

baterías es de 200000 ciclos cuando se instalan baterías de calidad y nuevas, y

que el uso del grifo (sumando los usos promedios de lavado de manos y dientes

por cada habitante) es de 70 veces diario se calcula:

200000∗1dia70ciclos

∗1mes

30dias∗1año

12meses=7.9años

El remplazo de baterías está contemplado para 7.9 años.

Manteniendo el parámetro de ahorro económico generado dado por el grifo

automático (50.53 pesos), considerando las tarifas de agua constante o creciente,

y realizando un cálculo de regresión para determinar el tiempo en que la inversión

se recuperara.

5372.4

pesos∗1mes50.53 pesos

∗1año

12meses=8.8años

83

Page 84: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Debido a que el tiempo de recuperación de inversión es mayor al tiempo de

remplazo de pilas se debe de aumentar 2 meses de ahorro que compensan el

costo de baterías (101.06 pesos que cubren el costo de las pilas).

Y en conclusión se requieren de 9 años para recuperar la inversión en el grifo

automático, después de este tiempo se considera una beneficio económico por

cada facturación.

Impacto económico.

La implementación de un grifo automático permite un ahorro considerable

de agua, sin embargo, al ser el agua un recurso vital para el ser humano debe ser

distribuido a un costo lo más accesible para la población.

La instalación de un grifo automático como se expuso en el desarrollo de la

investigación representa un costo fuerte para una sola exhibición y la

remuneración económica mensual del agua ahorrada se manifiesta de manera

84

Page 85: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

relativamente lenta, sin embargo es evidente el constante aumento en las tarifas

del consumo de agua mes tras mes por tanto, si el aumento en las tarifas es

constante, llegara un momento en el que el uso de estos sistemas representaran

un alternativa para el ahorro de agua más rentable.

IMPACTO AMBIENTAL

El ahorro de agua que representa la sustitución de un grifo automático en

contraste con un grifo convencional que representa (según los resultados del

capítulo del desarrollo de la investigación) un 63 % representa una disminución

que considerable, tratándose de un uso básico y relativamente sencillo que se

realiza en el día a día de cada uno de los seres humanos. Además, el

funcionamiento de este grifo permite suprimir derroches de agua por omisión

85

Page 86: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

humana, que impacta positivamente al medio ambiento, pues se optimiza la

administración del recurso solo para el momento necesario.

Conclusiones

Sin duda la implementación de un grifo automático permite la reducción del

consumo de agua y de en la facturación mensual, en comparación de los

grifos convencionales. Sin embargo el ahorro económico se ve reflejado a

largo plazo, dado que está en función a la cantidad de usos que se le da,

por tanto, si más allá de un cambio de conciencia ambiental para reducir el

uso de los recursos, se quiere lograr una remuneración económica, es

86

Page 87: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

necesario contemplar los parámetros del área en que se implementara el

grifo, pues de eso dependerá el tiempo que se lleve en recuperar la

inversión y comenzar a ver los beneficios que su uso genera.

En base al estudio realizado, se concluyó que la hipótesis planeada al

principio no se concretó tal y como se planteó, sin embargo se aproximó

bastante debido a que el consumo del mes de noviembre de 2015 fue de 21

metros cúbicos y se visualizó un ahorro de 1.83 metros cúbicos, lo que da

como resultado una reducción del 8.6% en el consumo mensual de agua.

Recomendaciones

Habiendo concretado el estudio del ahorro de agua en base a un grifo

automático en una casa habitacional con 7 habitantes, se recomienda instalar este

tipo de grifos en lugares donde la afluencia de usuarios sea grande, si el propósito

principal es generar una reducción en la facturación del consumo de agua, como

sitios donde la tarifa sea otra que residencial y cuyo uso sea constantemente más

elevado.

Sin embargo si el remplazo de grifo es inminente y necesario, es

recomendable adquirir uno de estos sistemas dado que la recuperación de

inversión se dará en un periodo más corto.

Glosario

Aireador: Son dispositivos pasivos que se instalan en los grifos y duchas que

reduce el flujo del caudal para ahorrar agua.

Capacitor: Un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de

almacenar energía sustentando un campo eléctrico.

87

Page 88: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Caudal: Cantidad de fluido que circula a través de una sección del ducto (tubería,

cañería, oleoducto, río, canal) por unidad de tiempo.

Cerámico: Un material cerámico es un tipo de material inorgánico, no metálico,

buen aislante y que además tiene la propiedad de tener una temperatura de fusión

y resistencia muy elevada.

Circuito Integrado: Circuito electrónico cuyos componentes, como transmisores y

resistencias, están dispuestos en una lámina de material semiconductor.

Junta tórica: Junta de forma toroidal, habitualmente de goma, cuya función es la

de asegurar la estanqueidad de fluidos.

Led: es un componente opto electrónico pasivo y, más concretamente, un diodo

que emite luz.

Luz infrarroja: La radiación infrarroja, o radiación IR es un tipo de radiación

electromagnética y térmica, de mayor longitud de onda que la luz visible, pero

menor que la de las microondas.

Mca: Un metro de columna de agua es una unidad de presión que equivale a la

presión ejercida por una columna de agua pura de un metro de altura.

N.A.: Normalmente abierto.

N.C.: Normalmente cerrado.

NAME: Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias.

NAMO: Nivel de Aguas Máximas Ordinarias.

Neopreno: Caucho sintético que resiste temperaturas muy altas.

88

Page 89: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Pascal: Unidad de presión que se define como la presión que ejerce una fuerza de

1 newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado normal a la misma.

PSI: unidad de presión en el sistema anglosajón de unidades equivalente a una

libra por pulgada cuadrada.

Válvula: Dispositivo que abre o cierra el paso de un fluido por un conducto en una

máquina, aparato o instrumento, gracias a un mecanismo, a diferencias de

presión, etc.

Voltio: Es la unidad derivada del Sistema Internacional para el potencial eléctrico,

la fuerza electromotriz y la tensión eléctrica.

ANEXOS

89

Page 90: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

ANEXO 1.- Cuenca binacional Rio Colorado.

ANEXO. 2.- Grafica de flujo del grifo Delta Faucet 591

90

Page 91: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Anexo 3.- Diagrama de flujo del circuito de control del grifo Delta Faucet 591

91

Page 92: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Continuación (revisión de voltaje).

Continuacion ( Inicio de ciclo)

92

Page 93: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Anexo 4.- Circuito de control básico para grifo automático.

93

Page 94: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Anexo.- Recibo de consumo de agua del mes de noviembre del 2015 de la casa estudiada.

94

Page 95: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

Referencias

95

Page 96: Antecentes del agua, y como ha ido evolucionando a traves tiempo, en cuanto a griferias y otros aspectos

http://www.allianceforwaterefficiency.org/Faucet_Fixtures_Introduction.aspx

https://web.archive.org/web/20081007121913/http://www.macfaucets.com/education.htm

http://www.google.com/patents/US5868311

http://www.lenntech.es/procesos/desinfeccion/historia/historia-tratamiento-agua-potable.htm

https://www.koshland-science-museum.org/water/html/es/Treatment/Solar-Treatment.html

https://books.google.es/books?id=jbNCBpVwE9AC&pg=PA807#v=onepage&q&f=false

http://www.google.tl/patents/US6826455

http://www.congresobc.gob.mx/IELWeb/documentos/AguaenBajaCalifornia.pdf

http://www.conagua.gob.mx/spr/glosario.html

http://www.cespt.gob.mx/culturaagua/articulo_consumotarifas.html

http://www.cespt.gob.mx/ServTarifas/Tarifas.aspx

http://rajeyn.en.e-cantonfair.com/china-supplier/products-directory/infrared-sensor-281073-20000.html

http://www.deltafaucet.com/customersupport/documentation/591-lghgmhdf.html

http://www.cuidoelagua.org/empapate/origendelagua/historia_acueductos.html

http://www.lenntech.es/procesos/desinfeccion/historia/historia-tratamiento-agua-potable.htm

http://www.moen.com.mx/enes/about-moen/the-moen-story

http://www.deltafaucet.com/customersupport/documentation/591-lghgmhdf.html?document=ts&documentIndex=0#flashWrapper

http://starcraftcustombuilders.com/sources.faucets.htm#.VlMJCnYvfIU

96