Alarma antirrobo - Proyecto final llevado a cabo experimentalmente dando un gran resultado PDF

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Proyecto final llevado a cabo experimentalmente dando un gran resultado...

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Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingenieria Mecanica y Electrica

Química básica

Zamira Román Guzmán

REPORTE DE PROYECTO PARA LA APLICACIÓN DE LAS BATERÍAS “ALARMA ANTIRROBO” 1RM1

Integrantes ● Flores Figueroa Alberto ● ● ● ●

Guzmán Flores Luis Rogelio Hernández Cuamatzi María de los Ángeles Meza Ramos Victor Manuel Mora Martínez Ubaldo

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Pantoja Bustamante Daniel Osiris Pedraza Jiménez Ivar Andrés Rodríguez Noriega Mauricio Tovar Ruiz Pablo Tonatiuh Valdivia Cano Raul

Objetivos generales

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Aplicación y reforzamiento de todos los conceptos de electroquímica, Redox y estequiometría. Realizar y comprender el protocolo del desarrollo de un proyecto en la cual su principal tema es la aplicación de una batería. Comprender cómo funciona una celda galvánica o electroquímica físicamente. Observar cómo es que la química es aplicada en otras disciplinas como lo puede ser la electrónica, electricidad, etc. Aplicación de conceptos básicos de química en la transferencia de electrones, la diferencia de potencial y la resistencia que presentan algunos componentes respecto al paso de la corriente eléctrica.

Objetivos específicos ● ● ● ● ● ●

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Diseñar y elaborar una celda galvánica la cual brindará voltaje de alimentación para el funcionamiento de una alarma antirrobo. Contribuir en la búsqueda de nuevas fuentes de energía para ayudar en el contexto del cuidado del medio ambiente. Crear una alarma antirrobo para ventanas y puertas de una casa. Hacer una alarma antirrobo accesible a la mayoría de las personas. Incrementar el número de casas que cuentan con un sistema antirrobo Fomentar el cuidado del medio ambiente, utilizando nuevas fuentes de energía y mejorando la calidad de nuestro proyecto, podemos ofrecer una alternativa a las alarmas antirrobo que están conectadas a otra fuente de alimentación o que son más complejas y de alto precio, por la nuestra. Está desarrollada para casas independientes, las cuales son las más propensas a sufrir un robo.

Introducción En las principales preocupaciones nacionales que fueron tomadas en el año 2014 y 2015, como último lugar está la escasez de agua, siguiendo el narcotráfico, impunidad, educación,

corrupción, salud, pobreza, aumento de precios, desempleo y como primer lugar en ambos años, la inseguridad. Al parecer, durante este transcurso de tiempo, la opinión de la gente no ha cambiado en cuanto a éste tema, puesto que en los últimos años, los robos a casa habitación no han sido vistos como una prioridad por erradicar. La Secretaría de Gobernación informó que la suma de los hurtos a transeúnte y casa habitación constituyen el 13% del total de delitos del fuero común hasta el 2006 y hubo un incremento del 26% que se dio durante seis años. Sabiendo y tomando como referencia la Encuesta Nacional de Victimización y Percepción Sobre Seguridad Pública (ENVIPE) que las pérdidas que los robos a casa habitación representan es del 1.27% del Producto Interno Bruto (PIB). No olvidemos que además de afectar el patrimonio de las personas, este delito (muchas veces) va acompañado de violencia, otras veces interrumpen el sueño de la víctima con algún químico, ingresan mientras el habitante está dormido, o cuando no está. Algunas personas utilizan como métodos de protección y/o seguridad sistemas que a veces no dan los resultados que se buscan desde el principio; alarmas antirrobos han dado resultados benéficos. David Ysunza Mujaes, director de ventas y marketing, indicó que en zonas que cuentan con algún sistema de seguridad disminuyó el número de robos. A sabiendas de esto, es propicio implementar algún método para proteger nuestro hogar y nuestro patrimonio, y qué mejor que un sistema que ya ha sido probado y evaluado como eficaz para disminuir este problema. Es por ello que, como comunidad estudiantil, proponemos un sistema de alarma antirrobo que además contribuya al cuidado del medio ambiente usando como fuente de alimentación una pila galvánica, al usar esta fuente fomentamos el dejar de comprar pilas, o conectarnos a un tomacorriente por un tiempo prolongado, consumiendo electricidad y por ende, pagando por ella generandonos un gasto mayor al ya invertido. En encuestas que tomamos como un apoyo para saber qué necesitan las personas y qué quieren, notamos que gran cantidad de personas están interesadas en adquirir una alarma de este tipo, sin embargo, factores como el precio, instalación, dificultad al usar, etc. intervienen para no invertir en ella, es por ello que nuestro proyecto consta de partes simples que pueden instalarse sin necesidad de pagar por instalación, en cuanto al precio, nos colocamos en el lugar de menor costo comparándonos con demás empresas. Retomando la gráfica 1.1, al consumir el producto propuesto, se podría disminuir el índice de la mayor preocupación a nivel nacional: la inseguridad. En este compendio podremos encontrar gráficas y datos que respalden la información antes dicha. Además del desarrollo del proyecto, el análisis, un prototipo y el material que se ocupó para poder instalarse.

Marco teórico Para poder darnos una idea de empresas que brindan un servicio con el mismo objetivo que el nuestro, hicimos una investigación acerca de compañías que ofrecen un servicio de protección antirrobo en nuestro país, tomando en cuenta las que marcan los primeros lugares en el mercado

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Alarmas centinela Nacional de alarmas EYCA Total Security ADT Telesentinel Sistemas de Seguridad Vigitek Alarm Systems Central de Alarmas Beta Alarmex

En la Ciudad de México se han tomado algunas medidas para proteger sus hogares, algunas de estas alternativas han sido retomadas por varios años; cambiar puertas y ventanas no tiene que ser una necesidad para estar seguros. Colocar rejas o bardas es un gasto que no todos los hogares están dispuestos a solventar, por lo que, colocar cerraduras y candados a sido la mejor opción para los ciudadanos, sin embargo, es poco fiable. Fig. 1.2 Medidas de protección adoptadas por los hogares en la CDMX para evitar robos.

Como podemos apreciar en la Figura 1.2, la mayoría de las personas eligen colocar cerraduras o candados adicionales en sus casas (62.1%) y solo el 24.3% de las personas eligen instalar alarmas, siendo esta acción una de las más eficientes contra este gran problema. Nuestra alarma antirrobo está diseñada para casas solas o independientes debido a que según la PROFECO, este tipo de casa es la más común en nuestro país, en el año de 2010 existían 28,614,991 (93.4%) viviendas de este tipo, gracias a esta estadística y sumandole que nuestra alarma será una de las mas economicas del mercado, tendremos un amplio mercado que posteriormente podríamos extender con algunas mejoras de nuestro producto.

Este tipo de vivienda beneficia a nuestro negocio ya que si por ejemplo, eligiéramos que nuestro campo de ventas fueran departamentos en edificios, en la mayoría de ellos, existe una alta seguridad al entrar al edificio lo cual hace que casi no se cometa el delito de robo a casa habitación, sin embargo las casas independientes no cuentan con este tipo de vigilancia, además la mayoría tienen ventanas o puertas que dan directamente a la calle, esta serie de factores beneficia notablemente al delincuente.

El costo de una alarma de este tipo varía dependiendo el tipo de empresa, al igual que el tipo de alarma que se desee. En la siguiente tabla se muestra el precio de algunas empresas y lo que ofrecen.

Como podemos apreciar en la tabla, los costos son muy elevados para la mayoría de la población en México lo cual ocasiona que la población opte por otras medidas de seguridad, es por ello que nuestra alarma será de las mas economicas del mercado, además de estar alimentado por una celda galvánica, la cual funciona a base de cobre y magnesio, lo cual disminuye el gasto de corriente eléctrica en los hogares.

Justificación La Encuesta Nacional de Victimización y Percepción sobre Seguridad Pública (ENVIPE) del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) 2015 muestra que la inseguridad ocupa el primer lugar de la preocupación nacional, con 58% de menciones, que ha sido similar al año pasado. Lo que nos revela que en el mismo sexenio, no se han tomado

medidas más prudentes y por lo tanto estar seguros es asunto de uno mismo, así como saber tomar medidas.

El punto que nos ayudó a determinar el proyecto que llevamos a cabo, fue el incremento de robo a casa habitación en la CDMX y en general en todos los estado de la República Mexicana; según la fuente de información “el Universal”, en el primer trimestre de 2017, la procuraduría capitalina registró un total de 300,376 casos de robo, incrementando un 10% con respecto al mismo periodo del año pasado, las delegaciones de la Ciudad de México más afectadas por este delito son: ● ● ● ● ●

Cuajimalpa Miguel Hidalgo Benito Juarez Coyoacán Tlalpan

Estas delegaciones serían nuestro principal mercado, de esta manera podríamos saber lo que los ciudadanos exigen en un servicio y así podríamos ajustar nuestra propuesta, para satisfacer lo que requieren como consumidores y nosotros como vendedores.

-Lluvia de ideas Al principio de nuestro proyecto intentamos hacer una alarma sísmica que capatara cualquier tipo de movimiento, así nos daríamos cuenta de que había un movimiento telúrico, el problema fue que nos daríamos cuenta una vez que ya estaba temblando, lo cual no

convenció mucho, por lo cual se optó por descartar la idea. Otra idea que surgió fue conectar varias alarmas en ventanas, puertas, etc. que estuvieran conectadas a un solo equipo, sin embargo constaría de mucho cableado y sería un poco difícil la instalación del equipo. El costo de instalación es un punto que a los usuarios no les agrada, por lo que no compran; por ello no sería buena idea aplicarlo a nuestro proyecto. Además otra idea que tuvimos fue la de construir una celda electrolítica en la cual el objetivo sería reducir la contaminación que generan las empresas, principalmente microempresas ya que estas muchas veces no tienen el presupuesto para tratar con materiales peligrosos, de modo que nos enfocaremos al tratamiento del cromo hexavalente o cromo 6 que es un metal pesado en extremo peligroso por medio de una celda electrolítica que reduciría el cromo 6 a cromo 3 o cromo trivalente el cual en ciertas cantidades es benéfico para el cuerpo humano, pero la cuestión que teníamos era que si realmente podríamos llevar a cabo esta idea para tratar grandes cantidades de material peligroso o como es que podríamos separarlo de otros tantos contaminantes que generan empresas como textil o metalúrgica, además de que estos procedimientos ya existen, pero no cumplen la ley o no les importa cuidar el medio ambiente, por lo que no sería útil, no cumpliría el propósito. Finalmente la última idea que tuvimos fue la de elaborar una alarma antirrobo, así que este proyecto sería enfocado a hogares de zonas en las que frecuentan el robo a casa habitación y por lo cual nuestro modelo de casa estaría orientado a hogares en los cuales son de medianos recursos y no pueden adquirir algún tipo de dispositivo para alertarnos de un robo y puedan llamar a la policía.

Desarrollo del proyecto Una vez concluida la lluvia de ideas del proyecto que será realizado no enfocamos en cómo llevamos a cabo el proyecto, así que realizamos una investigación de los hogares promedio que cuentan con un sistema antirrobo, nos percatamos que solamente hogares con altos recursos contaban con un sistema de alerta, por lo cual nos propusimos a desarrollar de igual manera un sistema mucho más económico y que fuera de utilidad para hogares de

medianos recursos. De esta manera, más personas tendrán acceso a tener un sistema de este tipo, con el fin de sentirse seguros, sin importar su situación económica, la instalación o cualquier inconveniente que un empresa no les satisfaga. Para la realización del prototipo utilizamos los siguientes materiales: -Resistencia 330 Ω -1 Capacitor Electrolítico de 100uF $1 -Resistencia 10k Ω $1 -1 Temporizador IC 555 -1 Buzzer piezoeléctrico -Resistencia 1k Ω $1 -Resistencia 100k Ω $1 -1 Bornera de 2 terminales -1 Placa Fenolica -1 Diodo emisor infrarrojo $5 -Soldadura de estaño (1 m) -1 Diodo receptor $5 -1 led -1 Transistor 2n2222A $4 -1 Capacitor cerámico de 0.1uF $1 -1 Botella de Cloruro Férrico

$3 $5 $5 $5 $5 $3 $2 $10

Total: $57.00

-Prototipo Para la elaboración del circuito de la aplicación de la celda galvánica para alarma antirrobo, nos basamos en un circuito fundamental que está hecho a partir de un circuito integrado de oscilación 555, el cual tiene dos configuraciones: en su forma estable y su forma monoestable, en la cual el modo de configuración que utilizamos fue el monoestable, la particularidad de esta configuración es que cuando una señal externa al circuito se dispare, el circuito electrónico lo recibirá por medio de el pin 2 del componente y este en su pin 3 emitirá un pulso alto en un determinado tiempo, este tiempo viene dado de acuerdo a los valores del capacitor y resistencia de carga que se esté utilizando y para determinar el tiempo en el que el estará prendido, la ficha técnica del fabricante del integrado lo contiene: T=1.1*(RL)*C En la cual RL será el valor de la resistencia que se está utilizando en este caso es de 100kΩ el valor del capacitor que se está utilizando en el proyecto es de 100 uF. Por lo tanto sustituyendo en la ecuación:

T=1.1*(100000)*(100*10^-6)= T=11 segundos

Por lo tanto el tiempo de duración de la alarma es de 11 segundos. En nuestro caso para el desarrollo del proyecto utilizamos este circuito ya establecido y lo que hicimos fue que en el pin 2 donde recibe una señal del exterior para establecer el disparo de señal por 11 segundos por el pin 3 fue conectar un diodo emisor y receptor con el cual a través de este sensor detectamos la presencia de alguna persona.

Este sensor que estamos utilizando es el que utilizamos para disparar la señal de activación del exterior, este sensor a través del diodo emisor emite constantemente una luz infrarroja la cual es constantemente recibida por el diodo receptor o fototransistor de modo que mientras algún suceso externo no interrumpa la luz infrarroja del emisor esta no activará el circuito, así que cuando un suceso externo en este caso algun ladron quiera entrar, sin darse cuenta al pasar adentro de la casa interrumpirá la señal infrarroja del emisor por lo cual con el transistor como interruptor permitirá el paso de un voltaje que será recibido por el pin 2 del 555 y de este modo se activará la señal que alertara al dueño de la casa, la forma en la que alertara al dueño del hogar es por medio de un buzzer piezoeléctrico que funciona con voltaje para lo cual es perfecto para el circuito ya que la salida del integrado por el pin 3 es un voltaje que depende tensión de entrada del circuito integrado, pero en este caso como deseamos que la alarma sea lo más discreta y pequeña posible utilizamos una pequeña bocina que tiene un voltaje de tensión máximo de 5 a 6 volts

Análisis de resultado Tomamos en cuenta los gráficos, datos estadísticos que se obtienen por encuestas nacionales, medidas de seguridad que se toman en la ciudad de México e hicimos un análisis teórico para poder disminuir un problema que pone alerta a todos los ciudadanos, de este análisis encontramos una solución y trabajamos en ella teóricamente, sin embargo, cuando empezamos a hacer la parte práctica nos encontramos con algunos contras que como en todo proyecto, nos influyen nuevas ideas para poder mejorarlo. En todo proyecto aunque se piense en todos los casos posibles de inconvenientes o de utilización del proyecto, este siempre tendrá algún problema en su aplicación o instalación e incluso el manejo adecuado del producto elaborado, para lo cual en nuestro caso una de las particularidades o diferencias entre la teoría y la práctica fue en la instalación del producto debido a que los sensores que utilizamos deben estar siempre de frente para que de este modo la señal infrarroja está constantemente siendo recibida por el fototransistor o diodo receptor ya que de lo contrario al conectarlo la alarma comenzará a activarse sin haber

bloqueado la señal Conclusión Muchas personas tienden a no preocuparse por lo que pasa en el país, como la seguridad, puesto que no se han visto en una situación de robo o asalto, sin embargo, siempre se tiene que tomar en cuenta que a cualquier persona le puede pasar una situación así, por ello, cada ciudadano se debe de valer por sí mismo y hacer lo posible por sentir seguridad en su hogar. Como estudiantes, ponemos la técnica al servicio de la patria y buscamos una solución, que satisfaga una necesidad y al mismo tiempo, ponemos nuestro granito de arena para aportar algo a nuestro país. Haciendo uso de conocimientos aprendidos a lo largo del primer semestre el la materia de química básica, proponemos un proyecto donde intervienen temas que han sido vistos y estudiados a lo largo de este curso, obteniendo buenos resultados al ponerlo en práctica en un prototipo, cumpliendo con los objetivos que nos habíamos planteado en un principio. Finalizando nuestro trabajo con éxito y reforzando nuestro conocimiento llevándolo a la práctica, utilizando diversos métodos de investigación, además de ver la situación en que estamos y los cambios que como estudiantes podemos realizar y al mismo tiempo ayudar a personas que lo requieren, sin tomar en cuenta los recursos económicos que cada comprador tenga, ponemos a disposición nuestro trabajo estudiado y antes respaldado, y costos accesibles a servicio de la sociedad.

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11. Becerril, A. C (2009) Sistema híbrido de almacenamiento de energía eléctrica. Tesis para obtener el grado de maestro en ingeniería. http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/2833/ro merobecerril.pdf?sequence=1 12. http://revista.ibd.senado.gob.mx/index.php/PluralidadyConsenso/article/viewFile/372/ 358 13. http://www.elfinanciero.com.mx/economia/robos-en-casa-habitacion-provocanperdidas-de-226-mil-mdp-en-mexico.html

Anexos. CLASIFICACIÓN, DEMANDA Y OFERTA DE VIVIENDA EN MÉXICO El INEGI clasifica las viviendas de acuerdo con su tipo y clase. Esta medición permite conocer de forma la forma como el sector se comporta. De acuerdo con el INEGI, entre 1990 y 2010 el total de viviendas (particulares y colectivas) registró un crecimiento de 76.7%, es decir, pasó de 16,197,802 a 28,614,991, como se muestra en la siguiente tabla.

LA PERCEPCIÓN DE SEGURIDAD EN MÉXICO El tema de la inseguridad en México es el que genera mayor preocupación (58%) en la población de 18 y más años, así lo revelan datos de la Encuesta Nacional de Victimización y Percepción sobre Seguridad Pública (ENVIPE) realizada en marzo y abril de 2015 por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). En lo concerniente al tema de seguridad pública, 67.7% de la...