PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE POZA RICA
SEMAFOROS ECOLOGICOS
ALUMNOS:
ALARCON VITELA RODRIGO DIONICIODEL ANGEL BLAS RAFAELGONZALEZ
GOMEZ YAMIL IVANMAYA MONROY ERNESTOVILLA GALINDO EMILIO DE
JESUS
ASESOR:
ING. DOMINGO GONZALEZ ZUIGA
NOMBRE DE LA MATERIA:
AHORRO DE ENRGIA
8VO SEMESTRE GRUPO AING. ELECTROMECANICA
POZA RICA DE HGO, VER. JUNIO DE 2014
El crecimiento desordenado ha trado como consecuencia que las
ciudades crezcan y por lo tanto tambin su infraestructura ya que es
necesario mantener interconectadas las distintas zonas de cada
ciudad. El automvil, las motocicletas y bicicletas son medios de
transporte actuales ms comunes.
El control de trfico comenz en Europa a finales de la dcada de
los 1960 como un esfuerzo para cambiar el comportamiento de los
conductores con el fin de hacer que las calles sean ms seguras para
los nios, peatones y ciclistas.
INTRODUCCION
Cuando hablamos de los semforos tradicionales nos referimos a un
dispositivo que controla el trfico de vehculos en las
intersecciones de nuestras ciudades, estos vienen con la
configuracin de 3 luces que representan seales para el trfico de
vehculos (rojo para detenerse, amarillo o mbar como paso intermedio
del verde a rojo y verde para avanzar).
Entre los principales problemas que se generan debido a la
situacin actual de los semforos los ms preocupantes son:
Los largos tiempos de espera para poder desplazarse por la
ciudad.
Las altas cantidades de emisiones de CO2 al ambiente debido a la
gran cantidad de autos que quedan atrapados en las grandes
congestiones vehiculares.
El alto consumo de energa de los semforos convencionales.
Dentro de este contexto, es relevante sealar que ya se est
desarrollando la tecnologa de semforos ecolgicos. Donde tambin se
desarrollan los grandes avances de la tecnologa electrnica con la
iluminacin de LED.
Esta tecnologa instalada en los controladores de trnsito, poseen
mayor durabilidad que alcanza 100 mil horas frente a 5 mil de un
bombillo convencional y nos permite 100 veces menos consumo de
energa para su funcionamiento.
Para tal finalidad se propone la utilizacin de un circuito,
basado en un panel solar que reducir el consumo de energa elctrica
de los semforos viales.As tambin, la utilizacin de este tipo de
tecnologa reducir el impacto ambiental, social y econmico, al
consumir menos energa elctrica en el funcionamiento de los
semforos.
Se tiene referencia de lugares implementando paneles solares
para generar energa para diferentes labores cotidianas. Como por
ejemplo:
En un pueblo de la tercera regin, llamado El Salado, localizado
como a 90 Km al interior de Chaaral el Salvador, se estn
implementando semforos peatonales alimentados con paneles
solares
En Mxico tambin se est implementando estas tecnologas
directamente en los semforos, en algunas calles de Pachuca y
Progreso de Obregn, Hidalgo, entidad donde ya operan semforos
mediante sistemas de celdas solares que sustituyen a las
tradicionales plantas elctricas.
1.1 ANTECEDENTES GENERALES
El 4 de agosto de 1914 se instal el primer semforo "moderno", en
Cleveland, Estados Unidos. Gestionaba el trfico entre la avenida
Euclid y la calle105 Este. Contaba con luces rojas y verdes,
colocadas sobre unos soportes con forma de brazo. Adems incorporaba
un emisor de zumbidos como su antecesor ingls.
Se cree que fue ese mismo ao cuando WilliamL. Potts introdujo el
color mbar en estas seales para regular el trfico como se conocen
en la actualidad.
Con el paso de los aos el significado de los colores de los
semforos utilizados para el ferrocarril se fue internacionalizando
y abarcando ms asuntos. El rojo se entiende como peligro, el mbar o
amarillo como smbolo de precaucin y el verde como color de que todo
va bien.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA8 INCONVENIENTES
Estn mal colocadosNo administran bien los tiemposAlgunos no
funcionan adecuadamenteEstn en malas condicionesConsumo de energa
deficienteNo hay semforos suficientes
Buscamos construir dispositivos viales como lo son los semforos
que operen con energa solar, y que nos permitan dar solucin a los
problemas mencionados anteriormente.
Este trabajo no se pretende llevar a la prctica por lo complejo
que es y porque no se cuenta con los recursos necesarios.
Se busca nica y exclusivamente dar a conocer los beneficios que
se tendrn con el empleo de este nuevo sistema ecolgico para el
control del trfico vehicular.LIMITACIONESLa luz solar la podemos
disfrutar por una gran cantidad de horas al da, los 365 das del ao,
por que no usar esta energa para producir corriente elctrica limpia
y renovable.
JUSTIFICACIN
Con el uso de estos nuevos semforos se conseguirn grandes
beneficios;
la sociedad ser beneficiada con la instalacin de nuevos semforos
que darn un mejor servicio,
dentro del aspecto econmico se reducirn los gastos de
mantenimiento.
nuestro medio ambiente ser un espacio ms limpio.
Por tanto que, los equipos que posean este novedoso sistema no
necesitaran un mantenimientocontinuocomo los semforos actuales.
Generando su propia electricidad, su gasto es prcticamente cero
una vez instalado.
Produciendo un ahorro en energa a largo plazo, a la par de la
utilizacin de energa limpia y renovable.
Utilizando as nuevasestrategiasde ahorro y eficiencia para
reducir esta importantedemandaque requieren los semforos actuales
para operar.
OBJETIVO GENERALPresentar la informacin necesaria en cuanto a
los beneficios que se obtendran utilizando los semforos ecolgicos y
autosustentables para facilitar la circulacin vial y peatonal.
OBJETIVO ESPECIFICODeterminar lafactibilidadtcnica, econmica y
financiera.
Promover el ahorro y uso eficiente de la energa en todas sus
formas y manifestaciones para consolidar una nueva cultura en el
uso racional de los recursos.
DEFINICIONESCuando hablamos de los semforos nos referimos a un
dispositivo mecnico y/o elctrico que controla el trfico de
vehculos.
El ahorro de energaLa innovacin tecnolgica
Cuadro comparativo
La variedad y el debido uso de estos componentes nos ofrecen las
siguientes ventajas: La baja generacin de calor.100% ecolgicas (el
no contenido de mercurio ni gases.)Reducen la emisin del CO2.Bajo
consumo de energa elctrica.Alta durabilidad.Mnimo
mantenimiento.
VENTAJAS
En un mundo en el cualla metaes crearmtodos ms econmicos de
energa, los LED se presentan como una opcin muy importante para
lograr la meta del ahorro de electricidad.
Principales Equipos a utilizar Esteproyectoest basado bajo la
premisa del ahorro de energa en un aparato que es muy usado en
lasociedadcomo lo son los semforos pblicos, el desarrollodel
proyecto est enfocado en una gran variedad deinventostecnolgicos
entre los que se pueden nombrar:
Paneles solares.Los diodos LED.El oscilador 555.Contadores
digitales. Sensores de proximidad entre otras.
Un panel solar es un sistema que permite capturar la energa del
sol mediante paneles compuestos por celdas de entre cinco y diez
centmetros de placas de silicio y boro,
llamadasclulasfotovoltaicas, y que son capaces de convertir la luz
solar en electricidad.
Para la instalacin de estos paneles, se necesita que la zona
tenga un mnimo de das de sol oirradiacin, un objeto destinado a
pasar muchas horas en el exterior soportando dichas condiciones
ambientales son los semforos.
Los semforos al tener que soportar estas condiciones nos
proporcionan la ventajade operar este sistema.
Las celdas solares brindan grandes ventajas al realizar un gran
ahorro y darle mejor utilidad a la energa elctrica que obtenemos
por compaas que nos surten de ella.
Compuesto por un material muy resistente, que incluso soporta
los rigores extremos de los rayos ultravioletas del sol.
Funciona incluso bajo la lluvia y sobre cielos nublados y noche
ya que est diseado para cargar acumuladores de voltaje de corriente
continua que nutren al sistema. Continuando as bajo el esquema del
ahorro energtico.Por tanto que, los equipos que posean este
novedoso sistema no necesitaran un mantenimientoperidicocomo los
normales, y produciendo su propia fuente de electricidad, su
consumo con respecto a un sistema normal es de un 60% menos.
Lo que multiplica elahorrode energa haciendo de este artefacto
unmodeloinnovador. Tambin al auto abastecerse de energa elctrica de
maneraecolgicay asegurando un constante flujo de electricidad
incluso de noche, no necesita ninguna conexin a una fuente externa
de electricidad porque cuenta con acumuladores de voltaje. Causando
un ahorro en energa a largo plazo, a la par de la utilizacin de
energa limpia y renovable. 2.5 Ahorro energtico
Sin duda alguna los beneficios que se generaran con la
implementacin de la tecnologa LED pueden ser relevantes, en primera
instancia el consumo de este dispositivo se vera reducido con el
solo uso de tecnologa nueva en cuanto a iluminacin, por otra parte
los niveles de contaminacin seran tambin reducidos.
Si bien es cierta la elaboracin en primera instancia de este
dispositivo regulador del trnsito vial representa gran inversin
monetaria, a comparacin de uno convencional, sin embargo el paso
del tiempo nos dar la razn de que los beneficios monetarios y los
mencionados con anterioridad sern sobresalientes en relacin con los
obtenidos actualmente.
Una bombilla incandescente de 60W produce aproximadamente 800
lmenes (una eficacia lumnica de 13 lm/W), Una fluorescente compacta
slo necesita 20W (40 lm/W) para dar los mismos lmenes.
Si queremos sustituir esa bombilla incandescente de 60W o
fluorescente de 20W por una LED, deberemos buscar una equivalente
en lmenes, no en vatios.
En este caso, una bombilla LED de slo 9W nos podra dar esos 800
lmenes que necesitamos.LED: ms lmenes, menos vatios.
Tabla de equivalencia aproximada incandescente/LED
Retomando la idea principal del curso que es desarrollar un
proyecto ahorrador de energa, implementando los medios necesarios y
suficientes para ver si este ser aceptado por la ciudadana, a
continuacin mostraremos algunos de los resultados obtenidos por los
estudios realizados hacia la poblacin, principalmente a
automovilistas.
ELABORACIN DEL PROYECTO
Estos datos relevantes muestran el grado de aceptacin e inters
por poseer nuestro nuevo servicio, dndonos patrones que muestran si
el trabajo ser aceptado o no.
ESTUDIO DEL ENTORNOElestudio de mercadoconsiste en una
iniciativaempresarialcon el fin de hacerse una idea sobre la
viabilidad comercial de una actividad econmica. El estudio de
mercado consta de 3 grandes anlisis importantes:
anlisis del consumidor de la competencia realizar
estrategias.
ENCUESTAPara la realizacin de esta investigacin se realizo una
encuesta sobre el trabajo de investigacin para ver que opinaba la
gente ante esta problemtica y la posible solucin.ANALISIS DE LA
ENCUESTAEl anlisis de la encuesta muestra que la poblacin desconoce
por completo el sistema ahorrador de energa que se pretende
utilizar en los semforos, esto los lleva a ignorar los grandes
beneficios que se obtendran con la implementacin de este sistema.
Por otro lado, con un poco de informacin sobre el tema
proporcionado por el equipo, todos estn de acuerdo en que el ahorro
de energa y por lo tanto beneficios que se obtendran son realmente
excelentes.
Diseo del semforo La parte del diseo para la construccin de los
semforos ecolgicos, abarca en si esquemas que son ms utilizadas
dentro de una ciudad, todo esto dependiendo de la necesidad que se
requiera solucionar; por lo que no siempre se ver un mismo diseo
fsico de estos artefactos.As mismo cabe sealar que no todos las
estructuras sern puestos al comienzo del proyecto, ya que varias de
las estructuras a utilizar sern las que se encuentran hoy en da, de
alguna u otra forma esto ayudara a reducir los gastos que se tengan
por las actividades de este nuevo proyecto.
Los materiales utilizados principalmente para su construccin son
tubos metlicos de 8 pulgadas, circuitos electrnicos y sus
componentes.
El sistema se divide en tres partes:
1.- Estructura metlica del semforo. 2.- Circuito electrnico. 3.-
Circuito alimentador.
DESCRIPCION DEL SISTEMA
2.- CIRCUITO ELECTRONICO
CIRCUITO ALIMENTADOR
LISTADO DE MATERIALES
LSTADO DE MATERIALES
CONCLUSIONESCon la encuesta que se realiz a una cierta cantidad
de habitantes se lleg a la conclusin de que realmente es necesario
proponer ms tecnologa que ayude al ahorro de energa en la ciudad, y
desde luego se obtendrn grandes beneficios en cuanto al
funcionamiento se refiere de este importante dispositivo regulador
del trfico vial. Con la elaboracin de este trabajo de investigacin
se obtuvieron resultados relevantes en cuanto a informacin que
conlleva a la elaboracin de semforos que funcionen con energa
solar, porque si bien es cierto este tipo de tecnologa no es nueva,
si lo es la aplicacin innovadora que se le pretende dar en este
proyecto.Tambin podemos destacar la disminucin de contaminacin al
medio ambiente que se ver notablemente con el tiempo, llevando as a
un entorno ms limpio para nosotros.