semaforo actualizado1.2.3

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MECATRÓNICA AREA AUTOMATIZACIÓN DIVISIÓN DE ELETRÓNICA Y AUTOMATIZACIÓN 9IMT1 TRAFICO INTELIGENTE REPORTE TÉCNICO P R E S E N T A:

SIMBRÓN CALIXTO RICARDO VEGA FRAGOZO ALDO JONNATHAN PRUDENCIO GARCIA LUIS ALBERTO CERON PEREZ EDUARDO JOSE GUERRERO MOLINA OSCAR RAFAEL PASTEN RAMOS VICTOR ALFONSO

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INDICE: RESUMEN…………………………………………………………………………….….11 ABSTRACT……………………………………………………………………………….12 MISIÓN.....................................................................................................................13 VISIÓN VALORES LOGO…………………………………………………………………………………..…14 OBJETIVOS………………………………………………………………………..…….15 OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS JUSTIFICACION………………………………………………………………………....16 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA………………………………………...……….17 CAPITULO 1………………………………………………………………………..……19 1.1 MARCO TEÓRICO 1.1.1 Historia 1.1.2 Orígenes 1.1.3 Pasado……………………………………………………………….…………….20 1.1.4 Controlador de tránsito...…………………………………………………………21 1.1.5 Dispositivo de audio…………………………………………………..…………..22 1.2 Semáforos inteligentes reducen la contaminación y agilizan el tráfico. 1.2.1 Análisis de estrategias creativas………………………………………………...24 1.2.3 Reglas y principios………………………………………………………………..25 1.2.4 Operador de pensamiento c.c (considere consecuencias) 1.2.5 Operador de pensamiento c.p.v (considere puntos de vista)…..…………….26 1.3 Fundamentos físicos y conceptos básicos sobre sensores……………….……26 1.4 Características técnicas de los diferentes tipos de Sensores…………...……..49 1.5 Historia de la programación………………………………………………..………52

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1.6 Conclusiones del marco teórico………………………………………..…………76 CAPITULO 2……………………………………………………………………………..77 2.1 Marco metodológico 2.1.1 Creación de grupos de trabajo……………………………………….………….78 2.2 ANÁLISIS DE MERCADO…………………………………………………………79 2.2.1 Segmentación…………………………………………………………..…………82 2.2.2 Producto 2.2.3 Contexto espacial………………………………………………………..………..83 2.2.4 Contexto temporal……………………………………………………..………….87 2.2.5 Generalidades de análisis 2.2.6 Ventajas y desventajas del producto sobre la competencia………….………88 2.2.7 Puesto en el mercado el semáforo inteligente…………………………..……..89 2.2.8 Medios en los que se publicara el producto 2.2.9 Análisis foda…………………………………………………………………..…..90 2.2.10 Análisis de datos de encuesta………………………………………………….92 2.2.11 Cuestionarios o encuesta…………………………………………..…………..93 2.2.12 Análisis de cuestionario…………………………………………………………94 2.2.13 Resultados de encuestas…………………………………………..……….…..99 2.2.14 Conclusiones de la encuesta para el análisis de mercado 2.2.15 Conclusiones finales del análisis de mercado 2.3 ESTUDIO TÉCNICO OPERATIVO………………………………..…………….100 2.3.1 Construcción e instalación del semáforo inteligente………………….……..101 2.3.2 Materiales recomendados 2.3.3 Localización adecuada………………………………………………...………102 2.3.4 Construcción del diseño para el semáforo……………………….…………..106 2.3.5 Materiales recomendados……………………...…………………………...….111 2.3.6 Remaches de aluminio estándar……………...…………………….…………112 2.3.7 Aplicación de soldadura…………...……………………………………………113 2.3.8 Placa de aluminio datos del producto…………………………….…………..117 2.3.9 Características del acero inoxidable………………………..…………………120 2.3.10 Acrílico características y aplicaciones……………………………………….123 Página 3

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2.3.11 Led ultra brillante RGB 10 mm características……………………….……128 2.3.12 Estructura……………………………………………………………………….129 2.3.13 Cable de pvc calibre 22…………………………………………………….….131 2.3.14 Pic-micro controlador para semáforo inteligente…………………..……….133 2.3.15 ¿Qué es proton ide v1.0.4.6 ?....................................................................136 2.3.16 Mecanismos de control………………………………………………………..138 2.3.16.1 División del tiempo total del ciclo…………………………….……………139 2.3.16.2 Coordinación de semáforos pre-sincronizados………………………….142 2.3.16.3 Tipos de coordinación…………………………………………………..…..143 2.3.16.4 Semáforos accionados por el tránsito 2.3.17 Objetivo estándar para sensores inductivos…………………..…………….144 2.3.18 Paneles y celdas solares………………………………………………...…..…148 2.3.19 Conclusiones análisis Técnico Operativo……………………………………153 2.4 ESTUDIO ECONÓMICO FINANCIERO…………………………...…………….154 2.4.1 Estudio Económico-Financiero 2.4.2 Análisis de ventas………………………………………...……………….…….155 2.4.3 Listado de insumos (materiales) que intervienen en la construcción……...156 2.4.4 Determinación de la inversión………………………………………………….157 2.4.5 Inversión fija…………………………………………………………….………..158 2.4.6 Mobiliario y equipo 2.4.6 Inversión diferida………………………………………………………….……..160 2.4.7 Capital de trabajo………………………………………………………………...161 2.4.8 Necesidades totales de capital……………………………..…………………..163 2.4.8.1 Factores de salario real……………………………………………………….164 2.4.8.2 Salario mínimo en México………………………………...…………………..165 2.4.8.3 Presupuesto de ingresos y egresos 2.4.8.4 Presupuesto de ingresos…………………………………………………….166 2.4.9 Conclusiones de análisis Económico-Financiero…………..…………...…..168 2.5. ANÁLISIS SOCIOECONÓMICO…………………………………………….….169 2.5.1 Estudio socioeconómico………...………………………………………….…..170 2.5.2 Resultados de cuestionarios aplicados………………………...…….……….177 Página 4

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2.5.2.1 Análisis de cuestionario………………………………………………..……..178 2.5.3 Resultados de encuestas……………………………………………………….182 2.5.4 Conclusiones de la encuesta para el Análisis de Mercado 2.5.5 Conclusiones generales……………………………………………...…………183 2.6 ANÁLISIS MEDIO AMBIENTAL…………………………………….…………...184 2.6.1 Propósito del análisis ambiental 2.6.2 Análisis ambiental del semáforo inteligente………………….……………….185 2.6.3 Los semáforos inteligentes y el medio ambiente……………………………..186 2.6.4 Análisis foda…………………………………………………………….…….…..187 2.6.5 Que es un panel solar…………………………………………......………….…189 2.6.5.1 ventajas y desventajas de los paneles solares…………………….………190 2.6.5.2 las ventajas de los paneles solares…………………………………...….….192 2.6.5.3 impacto del ahorro de energía con led……………………………...………195 2.6.5.4 ventajas de la aplicación de leds…………………………………......……...197 2.6.5.5 ahorro energético………………………………………………………...……198 2.6.5.6 comparación de la vida util de un led y un foco normar…………………..199 2.6.6 conclusión del análisis ambiental…………………………………..………….202 2.6.6.1 conclusiones y crítica del sistema……………………….…………………...204 APENDICE I…………………………………………………………………….……….205 Normatividad APENDICE II……………………………………………………...……………………..206 Norma Mexicana especifica el proceso para el diseño de las señales luminosas de semáforos inteligentes APENDICE III………………………………………………….………………………..209 NORMAS GENERALES PRIORIDAD DE LAS SEÑALES LAS SEÑALES DE LOS AGENTES APENDICE IV………………………………………………………………………….214 GLOSARIO

ANEXO 1. Programa de pic´s (proton ide) de secuencia del semáforo…….…..216 ANEXO2. Pruebas de dureza de materiales……………………………….……….219 Página 5

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ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 (tablas de ventajas y desventajas)……………………………………….….34 Tabla 2 (tabla de ventajas y desventajas)……………………………………………38 Tabla 3 (tabla de ventajas y desventajas)…………………………………….……..40 Tablas 4 (tablas de ventajas y desventajas)……………………………..…………..45 Tabla 5 (tabla de ventajas y desventajas)……………………………………………45 Tabla 6 (tabla de ventajas y desventajas)………………………………….………..48 Tabla 7 (tabla de análisis foda)………………………………………………….…….92 Tabla 8 (tabla de dimensiones 1er y 2do semáforo)………………………………102 Tabla 9 (tabla de construcción del diseño para el semáforo)……………………106 Tabla 10 (tabla de dimensiones para los remaches de aluminio)…..…………..112 Tabla 11.Tabla Clasificación de los primeros 2 o 3 dígitos………………………..114 Tabla 12. (Tabla Clasificación del tercer o 4to digito en nomenclatura….………114 Tabla 13. (Tabla Clasificación de último digito en nomenclatura……...…..……..115 Tabla 14. (Tabla de datos básicos de la placa de aluminio)………………………117 Tabla 15. (Tabla de composición química de la placa de aluminio)………….…..118 Tabla 16. (Tabla de composición química del acero inoxidable)…………………121 Tabla 17. (Tabla de dimensiones del acero inoxidable)……………………….….121 Tabla 18. (Tabla de propiedades del acrílico)…………………………………..….127 Tabla 19. (Tabla de pesos y medidas del acrílico)…………………………..…….127 Tabla 20. (Tabla de especificaciones de un led ultra-brillante)…………..……….128 Tabla 21. (Tabla de especificaciones de un sensado)…………………...…….….145 Tabla 22. (Tabla de especificaciones técnico……………………...…………….…150 Tabla 23. (Tabla de especificaciones)……………………………………………….152 Tabla 24. Listado de materiales (Fuente propia)………………...…………………157 Tabla 25. Tabla de inversión fija (Fuente propia)………………………….……….158 Tabla 26. Tabla de mobiliario y equipo (fuente propia)……………………………158 Tabla 27. Tabla de gastos (fuente propia)……………………………………….….159 Tabla 28. Tabla de herramientas (fuente propia)…………………..………………159 Tabla 29. Tabla de inversión diferida (fuente propia)………………..…………….160 Página 6

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Tabla 30. Tabla de capital de trabajo materia prima (fuente propia)…………….161 Tabla 31. Tabla de capital de trabajo insumos (fuente propia)…………………...161 Tabla 32. Tabla de capital de trabajo mano de obra (fuente propia)……....…….162 Tabla 33. Tabla de capital de trabajo (Fuente propia)……………………………..163 Tabla 34. Presupuesto de ingresos anuales (Fuente propia)……………………..167 Tabla 35. Ubicación geográfica del Mun. De Tecámac (Fuente: INEGI 2010)….171 Tabla 36. Ubicación geográfica del Mun de Tecámac (Fuente: INEGI 2010)…..172 Tabla 37. Porcentaje de educación del municipio……………………………….…174 Tabla 38. Vivienda y urbanización del municipio (INEGI 2010)………..…………175 Tabla 39 de ahorro de energía…………………………………………...…………..195 Tabla 40. Ventajas de la aplicación de leds………………………………...………198 Tabla 41. Tabla de comparación de leds vs focos…………………………………200 Tabla 42. Tabla de resultados………………………………………………………..200 Tabla 43. Comparación de leds y bombillas…………...……..…………………….201 Tabla 44. Diseño de las señales luminosas de semáforos inteligentes…………207 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1 (Orígenes del semáforo)…………………………………….………….19 Ilustración 2 (Primeros semáforos)……………………………………….…………..20 Ilustración 3 (Secuencias de semáforo)…………………………...………….……..21 Ilustración 4 (semáforos inteligentes)………………………………………………..22 Ilustración 5 (Power Led)…………………………………………………….………..23 Ilustración 6 (semáforo con panel solar)…………………………………..…………23 Ilustración 7 (calculo de distancia)………………………………………..………….28 Ilustración 8 (distancia de detección nominal)………………………………………28 Ilustración 9 (conmutación de sensor)……………………………………...………..29 Ilustración 10 (sensor ultrasónico)…………………………………………..………..32 Ilustración 11 (sensor de limit switch)……………………………………………..…33 Ilustración 12 (partes de un sensor limit switch)…………………………….………34 Ilustración 13 (sensor magnético)………………………………………………….…35 Ilustración 14 (funcionamiento de un pistón)……………………………………….35 Ilustración 15 (pistón)……………………………………………………..……………36 Página 7

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Ilustración 16 (tipos de sensores)……………………………………………...……..36 Ilustración 17 (sensores inductivos)………………………………………….………37 Ilustración 18 (estructura de un sensor)……………………………………………..37 Ilustración 19 (aplicaciones se sensores)……………………………………………38 Ilustración 20 (sensor capacitivo)………………………………...…………..………39 Ilustración 21 (grafica de oscilación)………………………………………..………..39 Ilustración 22 (estructura del sensor)…………………………………………..…….40 Ilustración 23 (aplicaciones)……………………………………………………….…41 Ilustración 24 (sensor fotoeléctrico)…………………………………………………..41 Ilustración 25 (funcionamiento de sensor fotoeléctrico)……………………………42 Ilustración 26 (sensores fotoeléctricos)………………………………….…………..43 Ilustración 27 (estructura del sensor)……………………………………….……….43 Ilustración 28 (sensor foto eléctrico)………………………………….………………44 Ilustración 29 (aplicaciones)…………………………………………………………..45 Ilustración 30 (sistema réflex)………………………………………...……………….46 Ilustración 31 (sistema auto réflex)…………………………………..………………46 Ilustración 32 (aplicaciones)……………………………………………………..……46 Ilustración 33 (sensores ultrasónicos)……………………………………………….47 Ilustración 34 (sensor ultrasónico funcionamiento)………………...…...…………47 Ilustración 35 (estructura del sensor)………………………………………….……..48 Ilustración 36 (aplicaciones)…………………………………………………….…….49 Ilustración 37 (diagrama de conexión NPN y PNP)…………………..…………….50 Ilustración 38 (diagrama de conexión NPN y PNP interno y externo)……………51 Ilustración 39 (Charles Babbage)………………………………………...…………..52 Ilustración 40 (primeros procesadores)……………………………….……………..53 Ilustración 41 (Organigrama de grupo de trabajo)………………………………….78 Ilustración 42 (Estructura general de la evaluación de proyectos)………………..79 Ilustración 43 (Estructura del análisis de mercado)……………………………...…80 Ilustración 44 (contexto espacial)………………………………………………...…..83 Ilustración 45 (Contexto espacial México)…………………………………...………84 Ilustración 46 (Contexto Espacial Estado de México)………………………...……85 Página 8

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Ilustración 47 Contexto Espacial Tecámac de Felipe Villanueva…………………85 Ilustración 48 Contexto Espacial UTTEC…………………...……………………….86 Ilustración 49 (Estructura general de la evaluación de proyectos)………………100 Ilustración 50 (Semáforos montados en postes)……………………………….….104 Ilustración 51 (Semáforos montados en ménsula larga sujeta a parte lateral)...105 Ilustración 52 (Semáforos suspendidos por cables)……...…………………..…..105 Ilustración 53 Nomenclatura de electrodo……………………...……………….113 Ilustración 54 (placas de aluminio)………………………...…………………….118 Ilustración 55 plano de dimensiones de la parte trasera del 1er semáforo...119 Ilustración 56 plano de dimensiones de la parte trasera del 2do semáforo..120 Ilustración 57 plano de dimensiones de la parte delantera del 1er semáforo….122 Ilustración 58 plano de dimensiones de la parte delantera del 2do semáforo…123 Ilustración 59 (dimensiones de un led ultra-brillante)……………………………..128 Ilustración 60 (plano de dimensiones de un led ultra-brillante)…………….……129 Ilustración 61 (plano de dimensiones de la estructura de los semáforos)……...130 ilustración 62. Plano explosión de los componentes del semáforo……………..131 Ilustración 63 (cable de pvc calibre 22)……………………………………...……..132 Ilustración 64 (estructura interna de un microcontrolador)……………………….134 Ilustración 65 (programador master-prog usb)…………………………………….136 Ilustración 66 (entorno de software proton)………………………………………..138 Ilustración 67 (sensor inductivo estándar)……………………………….…………144 Ilustración 68 (sensores de corriente directa)………………………………….….145 Ilustración 69 (sensores de corriente sourcing)……………………………………146 Ilustración 70 (sensor de 4 hilos complementario)……………..…………………147 Ilustración 71 (símbolos de sensores de 3 hilos)………………………………….147 Ilustración 72 (símbolos de sensores de 2 hilos)……………………….…………148 Ilustración 73 (estructura general de la evaluación de proyectos)……….……..154 Ilustración 74. Estructura general de la evaluación de proyectos……….………169 Ilustración 75. Población en relación a sexo (Fuente: INEGI 2010)…………….173 Ilustración 76. Porcentaje en sexo y edad de la población (INEGI 2010)….......173 Ilustración 77. Porcentaje de educación del municipio…………………………...174 Página 9

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Ilustración 78. Vivienda y urbanización del municipio (INEGI 2010)………...….176 Ilustración 79 .familias que cuentan con automóvil (INEGI 2010)……………...177 Ilustración 80. Análisis ambiental…………………………………………………..184 Ilustración 81. Panel solar………………...…………………………...……………190 Ilustración 82. Componentes del panel solar………………………………………194 Ilustración 83. Grafica de ahorro de energía……………………..………………..196

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RESUMEN El presente proyecto se enfocara en el estudio del control de las variables que afectan un sistema de vialidad, esto como necesidad de buscar fuentes alternas de mayor flujo en la vialidad, para satisfacer la gran demanda de automovilistas como personas. El control de las variables que afecta la vialidad de las avenidas, calles como lo son el trafico, mal funcionamiento de los semáforos, etc. son algunas de las variables que consideraremos para el desarrollo de este proyecto. La aplicación de un sistema integral de programación que proporcionará las condiciones adecuadas para el mejor funcionamiento de los semáforos, será el motivo del presente trabajo, la utilización de un micro controlador programable a las condiciones de cada tipo de congestionamiento vial.

Así mismo se llevara a cabo el reaprovechamiento de la energía solar con el cual se pretende evitar un gasto y ahorrar.

El desarrollo de semáforos inteligentes está creciendo paulatinamente como una alternativa de evitar el congestionamiento vial y la contaminación que este produce. Esta problemática, permite la oportunidad de establecer un proyecto y crear tu propio negocio sin necesidad de contar con grandes empresas.

Es

posible

crear

pequeños

o

medianos,

centro

de

distribución

y

comercializadoras, el creciente aumento de zonas congestionadas de automóviles (trafico vial) en el país y el mundo ha provocado buscar nuevas alternativas de mejorar esta problemática.

Un país con problemas ambientales principalmente el trafico el ruido entre otro problemas y su pobre en su aprovechamiento es la situación actual que se vive en México, hoy en día el sobre poblamiento afecta el entorno social ya que las personas adquieren automóviles los que provoca un gran problema ambiental.

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ABSTRACT This project will focus on the study of the control of variables affecting a system of roads, as this need to seek alternative sources of increased flow on the roads, to meet the high demand for motorists as people. The control variables that affect the viability of the avenues, streets such as traffic, malfunctioning traffic lights, etc. are some of the variables to consider in the development of this project. The implementation of a comprehensive program that will provide the right conditions for the better functioning of traffic lights will be the subject of this paper, the use of a programmable microcontroller to the conditions of each type of traffic congestion. Also will be held reuse solar energy which is to avoid spending and saving. The development of intelligent traffic lights is growing steadily as an alternative to avoid traffic congestion and pollution it produces. This problem, allows the opportunity to establish a project and create your own business without need for large companies. You can create small or medium, distribution and marketing center, the increasing number of car congested areas (road traffic) in the country and the world has led to finding new ways to improve this problem. A country with environmental problems mainly traffic noise among other problems and poor in its use is the current situation that exists in Mexico today on settlement affects the social environment as people acquire cars which causes great environmental problem.

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MISIÓN Somos

una

empresa

comprometida

a

la

elaboración

de

sistemas

automatizados de semáforos inteligentes, que ayude al usuario a disminuir tiempos, estrés y aumentar su fluidez minimizando el tráfico, comprometidos con la ecología reaprovechando al máximo los recursos de los que disponemos, como lo son las energías inagotables.

VISIÓN Consolidarnos como una empresa líder dedicada a la implementación de sistemas de semáforos inteligentes, ser el proveedor preferido de nuestros usuarios así como ser una empresa altamente productiva y plenamente humana.

VALORES  Confianza- Labramos cada relación con integridad  Equipo-

trabajamos

en

equipo,

Colaboramos

juntos,

sumamos

sistemas

automatización

esfuerzos y así multiplicamos logros.  Calidad-

Ofrecemos diariamente

de

e

innovación de calidad superior.  Efectividad- laboramos con precisión y excelencia.  Rentabilidad-

Logramos

resultados

para

seguir

creciendo

y

emprendiendo.  Persona- Vemos siempre a cada integrante de nuestra empresa como persona, nunca como instrumento.

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OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Desarrollar la automatización y colocación de semáforos inteligentes, controlando las variables de fluidez del tráfico en base a sensores colocados en las calles o avenidas aledañas generando así que el tráfico disminuya para una mejor circulación de los usuarios en lugares muy concurridos.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Determinar la existencia de demanda en sistemas de semáforos inteligentes así como su automatización, objeto de estudio de este proyecto, además de conocer la oferta y demanda de los mismos  Determinar las especificaciones cualitativas y cuantitativas de los semáforos inteligentes, las condiciones ambientales y materiales que vamos a necesitar, así como el análisis de equipos más rentables, suministros e insumos requeridos para poner en operación éste proyecto.  Determinar si es factible o no el desarrollo de semáforos inteligentes en la

construcción

del

proyecto,

realizando

análisis

financieros

y

socioeconómicos para optimizar los recursos.  detectar los lugares más concurridos para colocar semáforos inteligentes que ayuden al usuario.

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JUSTIFICACIÓN Podemos ver que el tráfico es uno de los principales problemas que en las carreteras, en algunos cruces peatonales, en algunas zonas escolares y principalmente en las zonas centro de las ciudades. Es por eso que nos hemos dado a la tarea a desarrollar un semáforo inteligente que nos permita facilitar tanto el paso vehicular como el paso peatonal. Esto constara de un semáforo inteligente que dará la facilidad de poder cruzar el mayor número de carros dependiendo donde haya mayor demanda de ellos en un cruce de cuatro vías o algún otro tipo de cruce. Ya que como su nombre lo indica es un semáforo inteligente podrá saber por medio de algunos sensores donde hay mayor demanda de carros y donde dar mayor número de tiempo para poder pasar. De esta manera habrá un mejor control en los cruces vehiculares y dar una mayor seguridad en las calles.

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Existe un gran problema relacionado él con el tráfico en las grandes ciudades esto lleva consigo grandes problemas como la contaminación el uso excesivo de combustibles el estrés de las personas por las necesidad de trasladarse a sus centros de trabajo. Los problemas de tráfico en las grandes ciudades, suceden diariamente por muchos motivos, personas manejando sin haber pasado u aprobado el curso de manejo sin una licencia válida y cometen muchos errores. Existen personas a las que les gusta la velocidad y pasen de un carril a otro pudiendo contribuir con esto a que otros chóferes no sepan que hacer en ese momento, actualmente lo que se está asiendo es colocar cámaras para poder ver la cantidad de carros que están circulando A todo esto se le suma la cantidad de combustibles que se desperdicia al momento de estar atascado en el trafico se calcula que en la ciudad de México se pierden 33 mil mdp que se pierden al año en la ciudad de México a causa del tránsito. Según una encuesta global del IBM el 67% de los automovilistas mexicanos consideran que su nivel de estrés, su salud física y sus hábitos de vida se ven afectados por el tráfico. En la ciudad de México la circulación en calles y avenidas principales muchas veces permanece lenta o a vuelta de rueda debido a la mala planeación remediar esta situación parece imposible en una ciudad habitada por más de 20 millones de personas que no cuentan con un planeamiento urbano. El trafico no solo tiene un impacto social y psicológico sino también económico. Según un estudio reciente publicado por el centro de transporte sustentable (CTS) los capitalinos pierden 3.3 millones de horas al día estancados en el trafico lo que según varias organizaciones civiles, se traduce, en perdidas económicas por 3mil 500 millones de dólares estos datos parten de otro estudio elaborado por el instituto mexicano de la competitividad.

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Es por eso que nuestro proyecto pretende poner nuestro granito de arena para contribuir al gran problema que existe en las grandes ciudades el contribuir con una simple idea que de hecho ya existe

pero administrarla de una mejor

manera puede hacer una gran diferencia.

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CAPITULO 1 1.1 MARCO TEÓRICO 1.1.1 HISTORIA La historia del semáforo está marcada por una evolución constante originada por las necesidades del hombre como muchos otros inventos e instrumentos. La intención de regular la circulación se ha dado desde la época de los romanos y sigue siendo un punto clave y esencial en hoy en día. 1.1.2 ORÍGENES El semáforo se creó a principios del siglo pasado para solventar las aglomeraciones cada vez más frecuentes de las ciudades. Pero la intención de regular la circulación y el tránsito vehicular se remonta a la época de los romanos. Estos últimos utilizaban antorchas en las calzadas de la ciudad milenaria. Siglos después se recreó el sistema para controlar la circulación del tráfico ferrovial y fluvial. Estas señales lumínicas que controlaban tanto barcos como ferrocarriles son las antecedentes directas del semáforo actual. Como de muestra en la ilustración 1.

Ilustración 1. Orígenes del semáforo

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1.1.3 PASADO El primer semáforo que controlaba el tráfico de la calle se instaló el 10 de diciembre de 1868 en Londres en el exterior del Parlamento y constaba de sólo dos luces, una roja y otra verde, que funcionaban con gas. Este hecho fue llevado a cabo el ingeniero británico J.P. Knight, especialista en señalización ferroviaria e inventor de las luces de tráfico o semáforos. Como lo muestra la ilustración 2. Disponen de un sistema de baterías que les permite funcionar aunque se queden sin suministro eléctrico. Disponen de cámaras de vídeo que envían imágenes al centro de control de tráfico para poder así gestionar los atascos. Sería interesante que los semáforos cambiasen su frecuencia automáticamente para optimizar el tránsito de vehículos, pero parece que esta tarea será manual por el momento. También pueden disponer de un receptor GPS (ya que pueden cambiarse de sitio), utilizar tecnologías sin cables para comunicarse con otros semáforos y se baraja la incorporación de paneles solares.

Ilustración 2. Primeros semáforos

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Es un sistema de última tecnología de semáforos que funciona en tiempo real inmediato. Se desea reducir el tiempo de viaje y aumentar la fluidez del tránsito. Disponen de funcionalidades avanzadas que ayudaran en la mejora de la seguridad y la regulación del tránsito, también contaran con algunas novedades respecto de los tradicionales, que salvo la incorporación de luces LED (diodos emisores de luz), no han recibido grandes modificaciones en los últimos tiempos. El funcionamiento del sistema dispondrá de un controlador de transito, dispositivo de audio, cables de registros de información los cuales se explican a continuación:

1.1.4 CONTROLADOR DE TRÁNSITO Podrá tener la capacidad para controlar más de dos intersecciones sanforizadas con valores de secuencia, tiempos y desfases independientes para cada intersección como se muestra en la ilustración 3, aunque los proponentes deberán considerar la utilización de 180 controladores de semáforos.

Ilustración 3. Secuencias de semáforo

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1.1.5 DISPOSITIVO DE AUDIO

Ayudará a los discapacitados visuales a escuchar un sonido particular a través del cual identificarán el momento en que pueden cruzar. CABLES DE REGISTROS DE INFORMACION 1. ADAPTABILIDAD 2. ESPECIFICO 3. COLA DE ESPERA 4. ESTRATEGICO 1.2 SEMAFOROS INTELIGENTES REDUCEN LA CONTAMINACION Y AGILIZAN EL TRÁFICO. Como ejemplo se muestra la ilustración 4.

Ilustración 4. Semáforos inteligentes

Como podemos ver los diodos LED han significado un gran avance en la tecnología ya que estos elementos electrónicos permiten el ahorro de energía y mayor rendimiento por eso es de gran interés desarrollar dispositivos en base a la tecnología de los diodos LED que es de gran utilidad en el campo de la iluminación y visualización y sobre todo por que poseen un nivel muy bajo de consumo de energía. En un mundo en el cual la meta es crear métodos más económicos de energía los LED se presentan como una opción muy importante para lograr la meta del ahorro de electricidad. Ilustración 5. Página 22

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Este proyecto está basado bajo la premisa del ahorro de energía en un aparato que es muy usado en la sociedad como lo son los semáforos públicos, el desarrollo del proyecto está enfocado en una gran variedad de inventos tecnológicos entre los que se pueden nombrar: los diodos LED, el oscilador 555, Contadores digitales y sensores de proximidad entre otras.

Ilustración 5.Power Led

Los paneles solares o celdas solares con la tecnología ICP brindan a realizar un gran ahorro y darle mejor utilidad a la energía eléctrica que obtenemos por compañías que nos surten de ella. Compuesto por un material muy resistente, que incluso soporta los rigores extremos de las radiaciones solares. Funciona incluso bajo la lluvia y sobre cielos nublados y noche ya que está diseñado para cargar acumuladores de voltaje de corriente continua que nutren al sistema. Continuando Así bajo el esquema del ahorro energético y reducir la su demanda. Ver Ilustración 6.

Ilustración 6. Semáforo con panel solar

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1.2.1 ANÁLISIS DE ESTRATEGIAS CREATIVAS

OPERADOR

DE

PENSAMIENTO

P.N.I

(POSITIVO,

NEGATIVO,

INTERROGANTE) Aspectos Positivos:

 Ahorro de energía eléctrica al prescindir de ella por el uso de un panel solar.  Colocación en mayor cantidad de estos dispositivos.  Disminución de accidentes viales.  Mayor fluidez vehicular debido al sistema de sensores que obtiene datos externos de forma autónoma evalúa la zona y trasmite la decisión en tiempo real organizando así el tráfico eficientemente. Aspectos Negativos:  El costo de fabricación, es mayor al valor de un sistema tradicional.  Interrogantes:  ¿Cuál es el objetivo de sustituir el semáforo que utiliza energía eléctrica por uno que funciona con energía solar?  ¿Será 100% efectivo este dispositivo en horas nocturnas?  ¿Será aceptado este modelo de semáforo que emite los cambios de las señales por su versátil sistema regulando con mayor eficiencia el trafico?

OPERADOR DE PENSAMIENTO C.V (CONSIDERE VARIABLES) Para realizar el invento se deben considerar las siguientes variables: 

Costo de fabricación del dispositivo.



Sitio de ubicación de los mismos.



Personal capacitado para el mantenimiento.



Efectividad del funcionamiento en horas nocturnas. Página 24

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1.2.3 REGLAS Y PRINCIPIOS

El principio de funcionamiento de este semáforo consiste en una panel solar… Un panel solar sistema que permite capturar la energía del sol mediante paneles compuestos por celdas de entre cinco y diez centímetros de placas de silicio y boro, llamadas células fotovoltaicas, y que son capaces de convertir la luz solar en electricidad. La regla de este invento radica en sus colores lo cual es la base de su función. A saber el Amarillo indica Prevención cambio de señal, de verde a rojo; el Rojo indica Detenerse y el Verde Avanzar. Este novedoso dispositivo tiene como característica principal el uso de energía solar para su funcionamiento, recibir información externa del volumen de automóviles por medio de dispositivos electrónicos y un avanzado sistema de iluminación.

1.2.4

OPERADOR

DE

PENSAMIENTO

C.C

(CONSIDERE

CONSECUENCIAS).

La utilización de este dispositivo novedoso traería consecuencias a corto y a largo plazo. A saber: Corto Plazo: Mejorar la seguridad para regular el tráfico en la arteria vial logrando eficiencia al fluir el tráfico. Largo Plazo: Lograr el óptimo desempeño para regular el tráfico, y disminuir la demanda de energía eléctrica reduciendo el deterioro de la capa de ozono por medio de su sistema de producción de energía eléctrica de forma ecológica a través de celdas solares.

OPERADOR DE PENSAMIENTO C.O.P (CONSIDERE OBJETIVOS Y PROPOSITOS) Objetivo General: Disminuir el tráfico organizándolo según el nivel que el sistema actuado provea para lograr el avance de vehículos en la arteria vial con Página 25

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mayor eficiencia. Tomando en cuenta que el tipo de tecnología que se instale para dicho trabajo, disminuya la contaminación del medio ambiente y a la capa de ozono. . Objetivos Específicos: diseñar el semáforo ecológico e inteligente.... Propósito: desarrollar la seguridad vial y su óptimo desempeño a través de la combinación de diferentes tecnologías logrando una mejor calidad de mi vida en las personas y contribuir en un amplio sentido a rescatar y preservar nuestro medio ambiente.

1.2.5 OPERADOR DE PENSAMIENTO C.P.V (CONSIDERE PUNTOS DE VISTA)

La creación de este invento y su posterior uso traería diversas matrices de opinión entre el inventor, entes gubernamentales, fabricante y usuario: 

El inventor considera que este dispositivo será de gran utilidad como lo es el actual semáforo pero con la novedosa utilización de una energía que no contamina el ambiente y es limpia y renovable.



Los entes gubernamentales consideraran que con el uso de este dispositivo ahorraran en energía eléctrica y



Producir nuevas fuentes de empleos con el desarrollo de este dispositivo.

Para el usuario el dispositivo será similar al semáforo normal. Satisfaciendo el ahorro de tiempo mejorando así las rutinas diarias de las personas.

1.3

FUNDAMENTOS

FÍSICOS

Y

CONCEPTOS

BÁSICOS

SOBRE

SENSORES Un sensor es un dispositivo para detectar y señalar una condición de cambio. Con frecuencia, una condición de cambio, se trata de la presencia o ausencia de un objeto o material (detección discreta). También puede ser una Página 26

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cantidad capaz de medirse, como un cambio de distancia, tamaño o color (detección analógica). Los sensores posibilitan la comunicación entre el mundo físico y los sistemas de medición y/o de control, tanto eléctricos como electrónicos, utilizándose extensivamente en todo tipo de procesos industriales y no industriales para propósitos de monitoreo, medición, control y procesamiento.

Cálculo De Sn (Distancia máxima de conmutación)

Al utilizar un sensor para una aplicación, se debe calcular una distancia de detección nominal y una distancia de detección efectiva. Distancia nominal de detección La distancia de detección nominal corresponde a la distancia de operación para la que se ha diseñado un sensor, la cual se obtiene mediante criterios estandarizados en condiciones normales

Distancia efectiva de detección La distancia de detección efectiva corresponde a la distancia de detección inicial (o de fábrica) del sensor que se logra en una aplicación instalada. Esta distancia se encuentra más o menos entre la distancia de detección nominal, que es la ideal, y la peor distancia de detección posible. Existen otros términos asociados al cálculo de la distancia nominal en los sensores los cuales son: Histéresis, Respetabilidad, Frecuencia de conmutación y Tiempo de respuesta. Como lo muestra la Ilustración 7.

Histéresis La histéresis, o desplazamiento diferencial, es la diferencia entre los puntos de operación (conectado) y liberación (desconectado) cuando el objeto se aleja de la cara del sensor y se expresa como un porcentaje de la distancia de detección. Sin una histéresis suficiente, el sensor de proximidad se conecta y desconecta continuamente al aplicar una vibración excesiva al objeto o al sensor, aunque se puede ajustar mediante circuitos adicionales. Ver Ilustración 7.

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Ilustración 7. Calculo de distancia

Repetitividad La repetitividad es la capacidad de un sensor de detectar el mismo objeto a la misma distancia de detección nominal y se basa en una temperatura ambiental y voltaje eléctrico constantes. Ilustración 8.

Ilustración 8. Distancia de detección nominal

1.3.1 FRECUENCIA DE CONMUTACIÓN La frecuencia de conmutación corresponde a la cantidad de conmutaciones por segundo que se pueden alcanzar en condiciones normales. En términos más generales, es la velocidad relativa del sensor. Ver Ilustración 9.

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Ilustración 9. Conmutación de sensor

1.3.2 Tiempo de respuesta El tiempo de respuesta de un sensor corresponde al tiempo que transcurre entre la detección de un objeto y el cambio de estado del dispositivo de salida (de encendido a apagado o de apagado a encendido). También es el tiempo que el dispositivo de salida tarda en cambiar de estado cuando el sensor ya no detecta el objeto. El tiempo de respuesta necesario para una aplicación específica se establece en función del tamaño del objeto y la velocidad a la que éste pasa ante el sensor.

1.3.3 Sensores Inductivos Los sensores inductivos tienen una distancia máxima de accionamiento, que depende en gran medida del área de la cabeza sensora (bobina o electrodo), por ello a mayor diámetro, mayor distancia máxima; en relación a la distancia real de accionamiento Sn dependerá de la temperatura ambiente y de la tensión nominal y se sitúa dentro del +/- 10% de la distancia nominal Sn.

Los sensores inductivos poseen una zona activa próxima a la sección extrema del inductor, que está estandarizada por normas para distintos metales. Esta zona activa define la distancia máxima de captación o conmutación Sn. La Página 29

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distancia útil de trabajo suele tomarse como de un 90% de la de captación: Su =0.9 x Sn. La técnica actual permite tener un alcance de hasta unos 100 mm en acero. El alcance real debe tomarse en cuenta, cuando se emplea el mismo sensor en otros materiales. Ejemplo: Para el Acero Inoxidable debe considerarse un 80% de factor de corrección, para el Aluminio un 30 % y para el cobre un 25%. La distancia de operación también depende si el sensor es blindado o no. Los sensores blindados están construidos con un anillo de protección alrededor del núcleo. Este tipo de sensor concentra el campo electromagnético en la parte delantera de la cara frontal del sensor. En los sensores inductivos no blindados no existe el anillo metálico alrededor, por lo tanto, el campo no está concentrado sobre la parte delantera del sensor, estas ConIlustraciónciones permiten un 50% más de rango de sensado que en un sensor blindado del mismo tamaño.

1.3.4 Sensores Capacitivos Los sensores capacitivos al igual que los inductivos tienen una distancia máxima de accionamiento, que depende en gran medida del área de la cabeza sensora (bobina o electrodo), por ello a mayor diámetro, mayor distancia máxima.

Zona activa Poseen una zona activa próxima a la sección extrema similar a los inductivos, que define la distancia máxima de captación o conmutación Sn. La distancia útil de trabajo suele tomarse como de un 90% de la de captación:

Objeto Patrón Las distancias sensoras de los sensores capacitivos son especificadas por el Accionador metálico, con lado igual a 3 veces la distancia sensora para los modelos embutidos (en la gran mayoría), y en algunos pocos casos de sensores capacitivos embutidos se utiliza el lado cuadrado igual al diámetro del sensor. Página 30

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1.3.5 Sensores Fotoeléctricos En los sensores fotoeléctricos la distancia nominal de detección varía de acuerdo al sensor: a) Sensores de Barrera. Cuando existe un receptor y un emisor apuntados uno al otro. Tiene este método el más alto rango de detección (hasta unos 60 m). b) Sensores Réflex. Cuando la luz es reflejada por un reflector especial cuya Particularidad es que devuelve la luz en el mismo ángulo que la recibe (9 m de alcance). c) Sensores Auto Réflex. Cuando el emisor tiene un lente que polariza la luz en un sentido y el receptor otro que la recibe mediante un lente con polarización a 90 ° del primero. Con esto, el control no responde a objetos muy brillosos que pueden reflejar la señal emitida (5m de alcance). d) Sensores de Foco Fijo. Cuando la luz es reflejada difusamente por el objeto y es detectado por el hecho de que el transmisor y el receptor están estereoscópicamente acoplados, evitando con ello interferencia del fondo (3.5 m de alcance). e) Sensores de detección difusa. Iguales a los anteriores pero los lentes son divergentes, y se usan para detectar objetos muy próximos (1.5 m de alcance). f) Sensores de Fibra Óptica. En este tipo, el emisor y receptor están interconstruídos en una caja que puede estar a varios metros del objeto a sensar. Para la detección emplean los cables de fibra óptica por donde circulan los haces de luz emitido y recibido. La mayor ventaja de estos sensores es el pequeño volumen o espacio ocupado en el área de detección.

1.3.6 Alcance Nominal (Sn) Es la distancia máxima aconsejada que debe haber entre el emisor y el receptor, emisor y reflector o emisor y objeto para garantizar la detección. El Página 31

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alcance nominal es el indicado en los catálogos del producto y sirve de base de comparación entre los distintos dispositivos.

Alcance de trabajo (Sa) Es la distancia hasta la cual la detección está asegurada y toma en cuenta los factores ambientales (polvo, humo, etc.) y un margen de seguridad. Este alcance es siempre menor que el alcance nominal.

1.3.7 Sensores Ultrasónicos Zona Ciega Los sensores ultrasónicos tienen una zona ciega inherente ubicada en la cara de detección. El tamaño de la zona ciega depende de la frecuencia del transductor. Los objetos ubicados dentro de la zona ciega no se pueden detectar de manera confiable. Ilustración 10.

Ilustración 10. Sensor ultrasónico

La técnica actual permite la fabricación de estos sensores con un rango de detección desde 100 mm hasta unos 6000 mm con una exactitud de 0.05%.

Consideraciones sobre el objeto Se deben tener en cuenta ciertas características de los objetos cuando se usan Sensores ultrasónicos. Estas incluyen la forma, el material, la temperatura, el tamaño y la posición del objeto, ya que de ellas dependen que éste devuelva el eco más fuerte posible. La forma ideal del objeto es una superficie lisa y plana. Página 32

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También pueden detectarse objetos redondos o disparejos pero se reducirán las distancias de detección y/o los voltajes de salida analógica. Los materiales suaves tales como telas o caucho esponjoso son difíciles de detectar por la tecnología ultrasónica difusa porque no refleja el sonido adecuadamente.

Los Limit Switches, también llamados finales de carrera, son sensores neumáticos que se utilizan para determinar la presencia, ausencia, paso y posicionamiento de un objeto, transformando un movimiento mecánico en una señal eléctrica. En un comienzo se les utilizaba para definir el final del recorrido de un objeto. Ilustración 11.

Ilustración 11. Limit switch

Principio de Funcionamiento: El movimiento mecánico en forma de leva o empujador actúa sobre la palanca o pistón de accionamiento del interruptor de posición haciendo abrir o cerrar un contacto eléctrico del interruptor. Esta señal eléctrica se utiliza para posicionar, contar, parar o iniciar una secuencia operativa al actuar sobre los elementos de control de la máquina. Página 33

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Construcción: Ilustración 12.

Ilustración 12. Partes de un sensor

Tabla 1.Tablas de ventajas y desventajas

Aplicaciones: Apertura y cierre de puertas, sistemas de cinta transportadora, conteo y detección de piezas, máquinas de transferencia, fosas y taladros, entre otras.

1.3.8 SENSORES MAGNÉTICOS Los sensores magnéticos también se les denominan relés tipo “reed”, son utilizados en cilindros neumáticos para detectar la posición de fin de carrera a través del vástago del cilindro. Ilustración 13 Página 34

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Ilustración 13. Sensor magnético

Principio de Funcionamiento: Los sensores magnéticos constan de un sistema de contactos cuyo accionamiento vendrá ocasionado por la aparición de un campo magnético. Los contactos se cerrarán bajo la influencia de un campo magnético provocado por un dispositivo imantado alojado en el objeto a detectar, en los cilindros neumáticos el imán permanente va integrado en el émbolo, estos cuando el campo magnético se acerca al sensor, estos transmiten una señal eléctrica o neumática a los controles, electro válvulas o elementos de conmutación neumáticos. Como lo muestra la Ilustración 14.

Ilustración 14. Funcionamiento de un pistón

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Construcción del pistón: Ilustración 15

Ilustración 15. Pistón

Aplicaciones: Automatismos, acondicionamiento, control de cadenas transportadoras. 1.3.9 SENSORES INDUCTIVOS Los sensores de proximidad inductivos son detectores de posición electrónicos, que dan una señal de salida sin contacto mecánico directo, estos sensores detectan todo tipo de objetos metálicos. En la Ilustración 16 se muestran los tipos de sensores inductivos.

Ilustración16.Tipos de sensores

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Principio de funcionamiento: Consiste en una bobina cuya frecuencia de oscilación cambia al ser aproximado un objeto metálico a su superficie axial. Esta frecuencia es empleada en un circuito electrónico para conectar o desconectar un tiristor y con ello, lo que esté conectado al mismo, de forma digital (ON-OFF) o, analógicamente. Si el objeto metálico se aparta de la bobina, la oscilación vuelve a empezar y el mecanismo recupera su estado original. Ilustración 17.

Ilustración17. Sensores inductivos

Construcción: Ilustración 18.

Ilustración 18. Estructura de un sensor

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Tabla 2. Tabla de ventajas y desventajas

Aplicaciones: Estos sensores se utilizan en las condiciones de trabajo más difíciles donde hay presente aceites, líquidos, polvos y vibraciones, entre algunas que se mencionan están: herramientas, máquinas textiles, líneas transportadoras, sistema de transporte, equipos de empaquetado y pale tizado, industria automotriz, etc. Como lo muestran las siguientes ilustraciones. Ilustración19.

Ilustración 19 Aplicaciones se sensores

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1.3.10 SENSORES CAPACITIVOS Los sensores capacitivos, aunque también detectan materiales conductores, están especialmente indicados para la detección de materiales aislantes, tales como: papel, plástico, madera, etc. Ilustración 20.

Ilustración 20. Sensor capacitivo

Principio de funcionamiento: Consta de una sonda situada en la parte posterior de la cara del sensor el cual es una placa condensadora. Al aplicar corriente al sensor, se genera un campo electrostático que reacciona a los cambios de la capacitancia causados por la presencia de un objeto. Cuando el objeto se encuentra fuera del campo electrostático, el oscilador permanece inactivo, pero cuando el objeto se aproxima, se desarrolla un acoplamiento capacitivo entre éste y la sonda capacitiva. Cuando la capacitancia alcanza un límite especificado, el oscilador se activa, lo cual dispara el circuito de encendido y apagado. Ver Ilustración 21.

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Ilustración 21. Grafica de oscilación

Construcción del sensor: Ilustración 22.

Ilustración 22. Estructura del sensor

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Tabla 3. Tabla de ventajas y desventajas

Aplicaciones Detección de nivel de aceite, agua, PVC, colorantes, harina, azúcar, leche en polvo, posicionamiento de cintas transportadoras, detección de bobinas de papel, conteo de piezas metálicas y no metálicas, entre otros. Ilustración 23.

Ilustración 23. Aplicaciones

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1.3.12 SENSORES FOTOELÉCTRICOS Los sensores fotoeléctricos u ópticos, tienen como función principal la detección de todo tipo de objetos independientemente de la distancia, ellos son generalmente utilizados como detectores de posición. Ilustración 24.

Ilustración 24. Sensor fotoeléctrico

Principio de funcionamiento Está basado en la generación de un haz luminoso por parte de un foto emisor, que se proyecta bien sobre un foto receptor, o bien sobre un dispositivo reflectante. La interrupción o reflexión del haz por parte del objeto a detectar, provoca el cambio de estado de la salida de la fotocélula. Ilustración 25.

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Ilustración 25. Funcionamiento de sensor fotoeléctrico

Existen cuatro tipos de sensores fotoeléctricos, los cuales se agrupan según el tipo de detección, estos son: de barrera, réflex, autoreflex y de fibra óptica. Ver las siguientes ilustraciones, Ilustración 26.

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Ilustración26. Sensores fotoeléctricos

Estructura del sensor: Ilustración 27.

Ilustración 27. Estructura del sensor

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Ilustración 28. Sensor foto eléctrico

Las ventajas y desventajas de los sensores fotoeléctricos varían de acuerdo a su con Ilustración Sensor fotoeléctrico: Ilustración 28:

TABLAS DE VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SENSORES DE SISTEMA DE BARRERA Y REFLEX. Tabla 4. Sistema barrera

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Sistema Réflex:

Tablas 4.Tabla de ventajas y desventajas

1.3.13 Sistema Auto réflex: tabla 5.

Tabla 5. Tabla de ventajas y desventajas

Aplicaciones: Detección de piezas, detección de nivel, detección de objetos pequeños, conteo de piezas, detección de objetos brillantes, detección de objetos oscuros, detección de personas. Ilustración 29.

Sistema de Barrera:

Ilustración29. Aplicaciones

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Sistema Réflex: Ilustración 30.

Ilustración 30. Sistema réflex

Sistema Auto réflex: Ilustración 31.

Ilustración 31. Sistema auto réflex

Sistema de fibra óptica: Ilustración 32.

Ilustración 32. Aplicaciones

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1.3.14 SENSORES ULTRASÓNICOS Los sensores ultrasónicos tienen como función principal la detección de objetos a través de la emisión y reflexión de ondas acústicas. Ver Ilustración 33.

Ilustración33. Sensores ultrasónicos

Principio de funcionamiento: Ilustración 34.

Ilustración 34. Sensor ultrasónico funcionamiento

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Construcción del sensor: Ilustración 35.

Ilustración 35. Estructura del sensor

Tabla 6. Tabla de ventajas y desventajas

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Aplicaciones: Instalaciones de almacenamiento, sistema de transporte, industria de la alimentación, procesos de metales, procesos de vidrio, procesos de plásticos, supervisión de materiales. Ilustración 36.

Ilustración36. Aplicaciones

1.4 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE SENSORES

Tipo de Salida: Pueden ser principalmente de dos tipos, en función de la corriente de carga que van a controlar. Para corrientes de cierta importancia, como por ejemplo bobinas de contactores, donde la corriente puede llegar a algunos Amperes, se utilizan los de salida a Relé (o contacto seco), pudiendo ser la salida tipo NA o NC. Para cargas pequeñas, generalmente elementos electrónicos, la salida es a transistor con colector abierto, pudiendo ser del tipo PNP o NPN. Es raro ver salidas a colector cerrado (equivalente a un NC). En todos los casos de salida a transistor, debe tenerse presente que si se manejan elementos de carga inductivos tales como relés, pueden aparecer sobretensiones externas al sensor producto de la autoinducción de dichos elementos, que pueden dañar el transistor de salida. Para protegerlos, deben agregarse al circuito elementos tales como diodos con polaridad inversa que cierren el circuito de la sobretensión. Una variante de estos, cuando se debe trabajar en C.A., son los de salida a Triac. Página 50

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Alimentación: En general, estos elementos se colocan lejos de sus fuentes de alimentación Externas, y su electrónica tiene su propia fuente de alimentación interna de tensión regulada, por lo que permiten alimentarlos en un amplio rango de valores de tensión, por ejemplo de entre 15 y 90V., independizando su elección de los valores de la tensión disponible y de la distancia de su ubicación desde la fuente principal.

Tipo de Conexión: En función del circuito de control que se pretenda armar, los detectores pueden ser de distintos tipos: A 3 hilos de C.C. de C.A. A 2 hilos de C.C. de C.A.

A 3 hilos de C.C.: Son los más comunes, y pueden ser salidas a relé o a transistor. Los de salida a relé pueden ser tipo P o tipo N dependiendo de la polaridad que entrega el contacto del relé. A su vez, el contacto puede ser NA o NC. Ver Ilustración 37.

Ilustración 37. Diagrama de conexión NPN y PNP

Los de salida a transistor, pueden ser a colector abierto tipo P (o PNP) o tipo N (o NPN). Son raros de encontrar, pero existen también los de colector cerrado, equivalentes a un NC, y generalmente traen el diodo de protección internamente. Ilustración 38 Página 51

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Ilustración 38. Diagrama de conexión NPN y PNP interno

1.4.1 Sensores Inductivos: Estos sensores pueden ser de construcción metálica para su mayor protección o, de caja de plástico. Y pueden tener formas anular, de tornillo, cuadrada, tamaño interruptor de límite, etc.; Además, por su funcionamiento pueden ser del tipo empotrable al ras en acero o, del tipo no empotrable. Los del tipo no empotrable se caracterizan por su mayor alcance de detección, de aproximadamente el doble. Ciertas marcas fabrican estos sensores en dos partes, una parte es el sensor propiamente dicho y el otro es el amplificador de la señal de frecuencia, con el fin de usarlos en zonas peligrosas, y de esta manera cumplir con las normas seguridad intrínseca.

Sensores Capacitivos: Además de los voltajes y circuitos mencionados, existe también en los sensores capacitivos un tipo con salida analógica (4-20 mA).

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1.5 Historia de la programación Gottfried Wilheml von Leibniz (1646-1716), quien aprendió matemáticas de forma autodidacta (método no aconsejable en programación) construyó una máquina similar a la de Pascal, aunque algo más compleja, podía dividir, multiplicar y resolver raíces cuadradas. Pero quien realmente influyó en el diseño de los primeros computadores fue Charles Babbage (1793-1871). Con la colaboración de la hija de Lord Byron, Lady Ada Countess of Lovelace (1815-1852), a la que debe su nombre el lenguaje ADA creado por el DoD (Departamento de defensa de Estados Unidos) en los años 70. Babbage diseñó y construyó la "máquina diferencial" para el cálculo de polinomios. Más tarde diseñó la "máquina analítica" de propósito general, capaz de resolver cualquier operación matemática. Murió sin poder terminarla, debido al escepticismo de sus patrocinadores y a que la tecnología de la época no era lo suficientemente avanzada. Un equipo del Museo de las Ciencias de Londres, en 1991, consiguió construir la máquina analítica de Babbage, totalmente funcional, siguiendo sus dibujos y especificaciones. Ilustración 39.

Ilustración 39. Charles Babbage

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Un hito importante en la historia de la informática fueron las tarjetas perforadas como medio para "alimentar" los computadores. Lady Ada Lovelace propuso la utilización de las tarjetas perforadas en la máquina de Babbage. Para que se enteren todos esos machistas desaprensivos, el primer programador/a fue una mujer. En 1880 el censo en Estados Unidos tardó más de 7 años en realizarse. Es obvio que los datos no eran muy actualizados. Un asistente de la oficina del censo llamado Herman Hollerit (1860-1929) desarrolló un sistema para automatizar la pesada tarea del censo. Mediante tarjetas perforadas y un sistema de circuitos eléctricos, capaz de leer unas 60 tarjetas por minuto realizó el censo de 1890 en 3 años ahorrando tiempo y dinero. Más tarde fundó la Tabulating Machine Company y en 1924 tras alguna que otra fusión nació la Internacional Bussines Machines, IBM. Ver Ilustración 40.

Ilustración40. Tarjetas perforadas

Las computadoras de hoy en día se sustentan en la lógica matemática basada en un sistema binario. Dicho sistema se implementa sobre dispositivos electrónicos que permiten, o no, pasar la corriente, con lo que se consiguen los 2 estados binarios: 0 y 1. A mediados del siglo XX, cuando se empezaron a construir las primeras computadoras digitales, se utilizaban tubos de vacío para implementar los 2 estados binarios, pero ¿cómo aparecieron estos conceptos? Alan Mathison Turing (1912-1954) diseñó una calculadora universal para resolver cualquier problema, la "máquina de Turing". Tuvo mucha influencia en el desarrollo de la lógica matemática. En 1937 hizo una de sus primeras contribuciones a la lógica matemática y en 1943 plasmó sus ideas en una computadora que utilizaba tubos de vacío. George Boole (1815-1864) Página 54

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también contribuyó al algebra binaria y a los sistemas de circuitos de computadora, de hecho, en su honor fue bautizada el álgebra booleana. La primera computadora digital electrónica patentada fue obra de John Vincent Atanasoff (1903-1995). Conocedor de las inventos de Pascal y Babbage, y ayudado por Clifford Berry (1918-1963), construyó el Atanasoff Berry Computer (ABC). El ABC se desarrolló entre 1937 y 1942. Consistía en una calculadora electrónica que utilizaba tubos de vacío y estaba basada en el sistema binario (sistema numérico en el que se combinan los valores verdadero y falso, o 0 y 1). Entre 1939 y 1944, Howard Aiken (1900-1973) de la universidad de Harvard en colaboración con IBM desarrolló el Mark 1. Era una computadora electromecánica de 16 metros de largo y más de dos de alto. Tenía 700.000 elementos móviles y varios centenares de kilómetros de cables. Podía realizar las cuatro operaciones básicas y trabajar con información almacenada en forma de tablas. Por desgracia, los avances tecnológicos suelen producirse gracias a los militares que se aprovechan de la ciencia para perfeccionar sus armas. En la Moore School de la Universidad de Pensilvania se estaba trabajando en un proyecto militar para realizar unas tablas de tiro para armas balísticas. Los cálculos eran enormes y se tardaban semanas en realizarlos. Parece ser que John W. Mauchly (1907-1980), quien dirigía el departamento de física del Ursine College de Filadelfia vivió en casa de Atanasoff durante cuatro días a partir del 13 de Junio de 1941, lo que seguramente aprovechó para conocer las ideas de Atanasoff. Junto a John Presper Eckert (1919-1995), Mauchly desarrolló una computadora electrónica completamente operacional a gran escala, para acelerar los complicados cálculos del proyecto militar de la universidad Moore. Se terminó en 1946 y se llamó Electronic Numerical Integrator And Computer (ENIAC). El ENIAC tenía 18.000 tubos electrónicos integrados en un volumen Página 55

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de 84 metros cúbicos. Pesaba unas 30 toneladas y consumía alrededor de 100.000 vatios. Su capacidad de cálculo era de 5.000 operaciones por segundo, aunque tenía que programarse manualmente conectándola a 3 tableros que contenían más de 6000 interruptores. Cargar un programa podía ser una tarea de varios días. El calor disipado por semejante monstruo debía ser importante, y se necesitaba una instalación de aire acondicionado. En definitiva, un ordenador portátil... más o menos. Puede que no os suene, pero quien conozca de "los entresijos de la informática" seguro que considera importante nombrar a Johann Ludwig Von Neumann (1903-1957), genio de las matemáticas, quien tuvo el honor de asistir a las clases de Albert Einstein en la universidad de Berlín. Autor de trabajos de lógica simbólica, matemática pura y aplicada, física y tecnología, publicó un artículo acerca del almacenamiento de los programas, en 1945. Proponía que los programas se guardaran en memoria al igual que los datos, en forma binaria. Esto tuvo como consecuencia el aumento de velocidad de los cálculos y la ausencia de errores producidos por fallos mecánicos al programar la máquina mediante cables. En cuanto a la aparición de los lenguajes de programación, el archiconocido COBOL, que tantos problemas causó con el "efecto 2000", fue el primer lenguaje en el que no había que programar directamente en código binario, y fue Grace Murray Hoper en 1952, una oficial de la Marina de Estados Unidos desarrolló el primer compilador, un programa que puede traducir enunciados parecidos al inglés en un código binario comprensible para la maquina llamado COBOL (COmmon Business-Oriented Languaje). A partir de ahí, los avances han sido vertiginosos. 

La utilización del transistor en las computadoras en 1958, sustituyendo los tubos de vacío



La aparición del circuito integrado de mano de Jack Kilby, también en 1958 Página 56

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

La miniaturización de un circuito electrónico en un chip de silicio en 1961



El primer microprocesador, el 4004 de Intel, en 1971



Gary Kildall crea el sistema operativo CP/M en 1973



IBM comercializa el primer PC en 1980

Recordando a los primeros tiempos del ENIAC, con enormes computadores, en 1998 se terminó el proyecto Blue Pacific. La "maquinita" tiene la nada despreciable cantidad de 5856 procesadores que en conjunto tienen una velocidad de 3'9 teraflops, 2'6 Terabytes de memoria, ocupa 2400 metros cuadrados y tiene un peso de 47 toneladas. Se utiliza para la simulación de explosiones nucleares, y "ha salido" por unos 13000 millones de pesetas... baratito. Hay muchos más personajes que intervienen en la historia y que han realizado grandes aportaciones, pero no es cuestión de extenderse. 1.5.1 CLASIFICACION

DE

LOS

LENGUAJES

DE

PROGRAMACIÓN

LENGUAJE MÁQUINA: El lenguaje máquina es el único que entiende directamente la computadora, ya que esta escrito en lenguajes directamente inteligibles por la máquina (computadora), utiliza el alfabeto binario, que consta de los dos únicos símbolos 0 y 1, denominados bits (abreviatura inglesa de dígitos binarios). Sus instrucciones son cadenas binarias (cadenas o series de caracteres de dígitos 0 y 1) que especifican una operación y, las posiciones (dirección) de memoria implicadas en la operación se denominan instrucciones de máquina o código maquina. Fue el primer lenguaje utilizado en la programación de computadoras, pero dejo de utilizarse por su dificultad y complicación, siendo sustituido por otros lenguajes más fáciles de aprender y utilizar, que además reducen la posibilidad de cometer errores. El lenguaje máquina es el conocido código binario. Generalmente, en la codificación de los programas se empleaba el sistema hexadecimal para simplificar el trabajo de escritura. Todas las instrucciones preparadas en cualquier lenguaje máquina tienen por lo menos Página 57

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dos partes. La primera es el comando u operación, que dice a las computadoras cual es la función que va a realizar. Todas las computadoras tienen un código de operación para cada una de las funciones. La segunda parte de la instrucción es el operando, que indica a la computadora donde hallar o almacenar los datos y otras instrucciones que se van a manipular, el número de operándoos de una instrucción varia en distintas computadoras. Ventajas del lenguaje máquina: posibilidad de cargar (transferir un programa a la memoria) sin necesidad de traducción posterior, lo que supone una velocidad de ejecución superior a cualquier otro lenguaje de programación. Desventajas del lenguaje máquina: dificultad y lentitud en la codificación. Poca fiabilidad. Gran dificultad para verificar y poner a punto los programas. Los programas solo son ejecutables en el mismo procesador (CPU). En la actualidad, las desventajas superan a las ventajas, lo que hace prácticamente no recomendables a los lenguajes máquina. 1.5.2 LENGUAJES DE BAJO NIVEL (ensamblador): Son más fáciles de utilizar que los lenguajes máquina, pero al igual que ellos, dependen de la máquina en particular. El lenguaje de bajo nivel por excelencia es el ensamblador. El lenguaje ensamblador es el primer intento de sustituir el lenguaje maquina por otro más similar a los utilizados por las personas. Este intenta des flexibilizar la representación de los diferentes campos. Esa flexibilidad se consigue no escribiendo los campos en binario y aproximando la escritura al lenguaje. A principios de la década de los 50 y con el fin de facilitar la labor de los programadores, se desarrollaron códigos mnemotécnicos para las operaciones y direcciones simbólicas. Los códigos mnemotécnicas son los símbolos alfabéticos del lenguaje maquina. La computadora sigue utilizando el lenguaje máquina para procesar los datos, pero los programas ensambladores traducen antes los símbolos de código de operación especificados a sus equivalentes en el lenguaje maquina. En la Página 58

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actualidad los programadores no asignan números de dirección reales a los datos simbólicos, simplemente especifican donde quieren que se coloque la primera localidad del programa y el programa ensamblador se encarga de lo demás, asigna localidades tanto para las instrucciones como los datos. Estos programas de ensamble o ensambladores también permiten a la computadora convertir las instrucciones en lenguaje ensamblador del programador en su propio código maquina. Un programa de instrucciones escrito en lenguaje ensamblador por un programador se llama programa fuente. Después de que el ensamblador convierte el programa fuente en código maquina a este se le denomina programa objeto. Para los programadores es más fácil escribir instrucciones en un lenguaje ensamblador que en código de lenguaje maquina pero es posible que se requieran dos corridas de computadora antes de que se puedan utilizar las instrucciones del programa fuente para producir las salidas deseadas. El lenguaje de bajo nivel es el lenguaje de programación que el ordenador puede entender a la hora de ejecutar programas, lo que aumenta su velocidad de ejecución, pues no necesita un intérprete que traduzca cada línea de instrucciones. Visto a muy bajo nivel, los microprocesadores procesan exclusivamente señales electrónicas binarias. Dar una instrucción a un microprocesador supone en realidad enviar series de unos y ceros espaciadas en el tiempo de una forma determinada. Esta secuencia de señales se denomina código máquina. El código representa normalmente datos y números e instrucciones para manipularlos. Un modo más fácil de comprender el código máquina es dando a cada instrucción un mnemónico, como por ejemplo STORE, ADD o JUMP. Esta abstracción da como resultado el ensamblador, un lenguaje de muy bajo nivel que es específico de cada microprocesador. Los lenguajes de bajo nivel permiten crear programas muy rápidos, pero que son, a menudo, difíciles de aprender. Más importante es el hecho de que los Página 59

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programas escritos en un bajo nivel sean altamente específicos de cada procesador. Si se lleva el programa a otra máquina se debe reescribir el programa desde el principio. Ventajas del lenguaje ensamblador frente al lenguaje máquina: mayor facilidad de codificación y, en general, su velocidad de cálculo, ahorran tiempo y requieren menos atención a detalles. Se incurren en menos errores y los que se cometen son más fáciles de localizar. Tanto el lenguaje maquina como el ensamblador gozan de la ventaja de mínima ocupación de memoria y mínimo tiempo de ejecución en comparación con el resultado de la compilación del programa equivalente escrito en otros lenguajes. Los programas en lenguaje ensamblador son más fáciles de modificar que los programas en lenguaje máquina. Desventajas del lenguaje ensamblador: dependencia total de la maquina lo que impide la transportabilidad de los programas (posibilidad de ejecutar un programa en diferentes máquinas). El lenguaje ensamblador del PC es distinto del lenguaje ensamblador del Apple Machintosh. La formación de los programadores es más compleja que la correspondiente a los programadores de alto nivel, ya que exige no solo las técnicas de programación, sino también el conocimiento del interior de la maquina El programador ha de conocer perfectamente el hardware del equipo, ya que maneja directamente las posiciones de memoria, registros del procesador y demás elementos físicos. Todas las instrucciones son elementales, es decir, en el programa se deben describir con el máximo detalle todas las operaciones que se han de efectuar en la máquina para la realización de cualquier proceso. Los lenguajes ensamblador tienen sus aplicaciones muy reducidas, se centran básicamente en aplicaciones de tiempo real, control de procesos y de dispositivos electrónicos.

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1.5.3 LENGUAJES DE ALTO NIVEL: Estos lenguajes son los más utilizados por los programadores. Están diseñados para que las personas escriban y entiendan los programas de un modo mucho más fácil que los lenguajes máquina y ensamblador. Un programa escrito en lenguaje de alto nivel es independiente de la máquina (las instrucciones no dependen del diseño del hardware o de una computadora en particular), por lo que estos programas son portables o transportables. Los programas escritos en lenguaje de alto nivel pueden ser ejecutados con poca o ninguna modificación en diferentes tipos de computadoras. Son lenguajes de programación en los que las instrucciones enviadas para que el ordenador ejecute ciertas órdenes son similares al lenguaje humano. Dado que el ordenador no es capaz de reconocer estas órdenes, es necesario el uso de un intérprete que traduzca el lenguaje de alto nivel a un lenguaje de bajo nivel que el sistema pueda entender. Por lo general se piensa que los ordenadores son máquinas que realizan tareas de cálculos o procesamiento de texto. La descripción anterior es sólo una forma muy esquemática de ver una computadora. Hay un alto nivel de abstracción entre lo que se pide a la computadora y lo que realmente comprende. Existe también una relación compleja entre los lenguajes de alto nivel y el código máquina. Los lenguajes de alto nivel son normalmente fáciles de aprender porque están formados por elementos de lenguajes naturales, como el inglés. En BASIC, el lenguaje de alto nivel más conocido, los comandos como “IF CONTADOR=10 THEN STOP” pueden utilizarse para pedir a la computadora que pare si CONTADOR es igual a diez. Por desgracia para muchas personas esta forma de trabajar es un poco frustrante, dado que a pesar de que las computadoras parecen comprender un lenguaje natural, lo hacen en realidad de una forma rígida y sistemática.

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Los lenguajes de alto nivel, también denominados lenguajes evolucionados, surgen con posterioridad a los anteriores (lenguaje máquina, lenguajes de bajo nivel o ensamblador) con los siguientes objetivos, entre otros: Lograr independencia de la maquina, pudiendo utilizar un mismo programa en diferentes equipos con la única condición de disponer de un programa traductor o compilador, que es suministrado por el fabricante, para obtener el programa ejecutable en lenguaje binario de la maquina que se trate. Además, no se necesita conocer el hardware especifico de dicha maquina. Aproximarse al lenguaje natural, para que el programa se pueda escribir y leer de una forma más sencilla, eliminando muchas de las posibilidades de cometer errores que se daban en el lenguaje maquina, ya que se utilizan palabras (en ingles) en lugar de cadenas de símbolos sin ningún significado aparente. Incluir rutinas de uso frecuente, como las de entrada / salida, funciones matemáticas, manejo de tablas, etc., que Ilustraciónn en una especie de librería del lenguaje, de manera que se puedan utilizar siempre que se quiera sin necesidad de programarlas cada vez. Ventajas de los lenguajes de alto nivel: el tiempo de formación de los programadores es relativamente corto comparado con otros lenguajes. La escritura de programas se basa en reglas sintácticas similares a los lenguajes humanos, nombres de las instrucciones tales como READ, WRITE, PRINT, OPEN, etc. Las modificaciones y puestas a punto de los programas son más fáciles. Reducción del costo de los programas. Transportabilidad. Permiten tener una mejor documentación. Son más fáciles de mantener. Desventajas de los lenguajes de alto nivel: incremento del tiempo de puesta a punto al necesitarse diferentes traducciones del programa fuente para conseguir el programa definitivo. No se aprovechan los recursos internos de la maquina

que

se

explotan

mucho

mejor

en

lenguajes

máquina

y

ensambladores. Aumento de la ocupación de memoria. El tiempo de ejecución de los programas es mucho mayor. Página 62

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Se puede decir que el principal problema que presentan los lenguajes de alto nivel es la gran cantidad de ellos que existen actualmente en uso, además de las diferentes versiones o dialectos que se han desarrollado de algunos de ellos. Es difícil establecer una clasificación general de los mismos, ya que en cualquiera que se realice habrá lenguajes que pertenezcan a más de uno de los grupos establecidos. Una clasificación muy extendida, atendiendo a la forma de trabajar de los programas y a la filosofía con que fueron concebidos, es la siguiente: 

Lenguajes imperativos. Utilizan instrucciones como unidad de trabajo de los programas (Cobol, Pascal, C, Ada).



Lenguajes declarativos. Los programas se construyen mediante descripciones de funciones o expresiones lógicas (Lisp, Prolog).



Lenguajes orientados a objetos. El diseño de los programas se basa más en los datos y su estructura. La unidad de proceso es el objeto y en él se incluyen los datos (variables) y las operaciones que actúan sobre ellos (Smalltalk, C++).



Lenguajes orientados al problema. Diseñados para problemas específicos, principalmente de gestión, suelen ser generadores de aplicaciones.



Lenguajes naturales. Están desarrollándose nuevos lenguajes con el principal objetivo de aproximar el diseño y construcción de programas al lenguaje de las personas.

Otra clasificación que se puede hacer es la de atendiendo al desarrollo de los lenguajes desde la aparición de las computadoras, que sigue un cierto paralelismo con las generaciones establecidas en la evolución de las mismas: 

Primera generación. Lenguajes maquina y ensambladores. Página 63

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

Segunda generación. Primeros lenguajes de alto nivel imperativo (FROTRAN, COBOL).



Tercera generación. Lenguajes de alto nivel imperativo. Son los más utilizados y siguen vigentes en la actualidad (ALGOL 8, PL/I, PASCAL, MODULA).



Cuarta generación. Orientados básicamente a las aplicaciones de gestión y al manejo de bases de datos (NATURAL, SQL).



Quinta generación. Orientados a la inteligencia artificial y al procesamiento de los lenguajes naturales (LISP, PROLOG).

Para la mejor compresión se harán unas definiciones: Programa: es un conjunto de instrucciones escritas en un lenguaje de programación que indican a la computadora la secuencia de pasos, para resolver un problema. Código fuente: esta creado en algún lenguaje de alto nivel, por lo que es entendido 100% por el ser humano. Este debe estar complementado por su documentación o manuales donde se indica el desarrollo lógico del mismo. Código objeto: es creado por los compiladores y nos sirve como enlace entre el programa fuente y el ejecutable. 1.5.4 ALGUNOS LEGUAJES DE PROGRAMACIÓN DE ALTO NIVEL A continuación se presentan varios de los más conocidos y utilizados, lenguajes de alto nivel. FORTRAN Abreviatura de FORmula TRANslator (traductor de formulas), fue definido alrededor del año 1955 en Estados Unidos por la compañía IBM. Es el más Página 64

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antiguo de los lenguajes de alto nivel. Antes de él, todos los programas se escribían en lenguaje ensamblador o en lenguaje máquina. Es un lenguaje especializado en aplicaciones técnicas y científicas. Se caracteriza por su potencia en los cálculos matemáticos, pero está limitado en las aplicaciones de gestión, manejo de archivos, tratamiento de cadenas de caracteres y edición de informes. Es un lenguaje notorio, por la facilidad con que permite expresar una ecuación. Muchas de sus características fueron incorporadas mas tarde en el primer lenguaje BASIC. Una de sus ventajas es que es un lenguaje compacto y es también ampliamente utilizado para aplicaciones en los negocios que no requieren manejo de grandes archivos de datos. Hasta 1961 se mantuvo como monopolio de IBM, pero posteriormente se fue implementando en ordenadores de otros fabricantes. A lo largo de su existencia han aparecido diferentes versiones, entre las que destaca la adoptada en 1966 por el ANSI (American National Standards Institute), en la que se definieron nuevas reglas del lenguaje y se logro la independencia del mismo con respecto a la máquina; es decir, comenzó la portabilidad del lenguaje. Esta versión se denominó FORTRAN IV o FORTRAN 66, y el idioma se hizo tan popular en los años 60, que FORTRAN 66 se volvió el primer idioma en ser regularizado oficialmente en 1972. En 1977 apareció una nueva versión más evolucionada que se llamo FORTRAN V o FORTRAN 77. Está reflejada en el documento ANS X3.9-1978: Programming Language FORTRAN y define dos niveles del lenguaje denominados FORTRAN 77 completo y FORTRAN 77 básico, siendo el segundo un subconjunto del primero. Incluye, además, instrucciones para el manejo de cadenas de caracteres y de archivos, así como otras para la utilización de técnicas de programación estructurada. Estas características hacer que el lenguaje también sea válido para determinadas aplicaciones de gestión. A mediados de los años setenta se proporcionaron virtualmente cada computadora, mini o mainframe, con un sistema FORTRAN 66 normal. Era por consiguiente posible escribir programas en FORTRAN en cualquier sistema y estar bastante seguro que estos pudieran moverse para trabajar en cualquier otro sistema bastante fácil. Esto, y el hecho que pudieran procesarse Página 65

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programas de FORTRAN muy eficazmente. La ultima normalización del lenguaje, FRONTRAN 90, se encuentra en el documento ANS X3.198-1991 en la que se incluyen características como la recursividad, tratamiento paralelo de tablas y uso de memoria dinámica. Permite expresar los programas de maneras que se satisfacen mas a un ambiente de la informática moderna y han quedado obsoletos muchos de los mecanismos que eran apropiados en FROTRAN 77. En FROTRAN 90 algunos rasgos de FROTRAN 77 han sido reemplazados por rasgos mejores, mas seguros y más eficaces, muchos de estos fueron quitados del idioma FORTRAN 95. El FRONTRAN tiene la ventaja de ser un lenguaje compacto que sirve muy bien para satisfacer las necesidades de los científicos y los estadísticos de los negocios. COBOL Es el lenguaje más utilizado en las aplicaciones de gestión, creado en 1960 por un comité denominado CODASYL (COnference on DAta SYstems Languages), patrocinado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos, a fin de disponer de un lenguaje universal para aplicaciones comerciales, como expresa su nombre (COmmon Business Oriented Language). A lo largo de su existencia ha sufrido diversas actualizaciones. Su primer estándar fue aprobado por el ANSI en 1968. Posteriormente, en 1974, se adopta la norma ANS X3.23-1974, que ha perdurado hasta su última versión, COBOL ANS-85, que facilita el diseño estructurado de los programas. Sus características más destacables son las siguientes: se asemeja al lenguaje natural (inglés), es autodocumentado y ofrece grandes facilidades en el manejo de archivos, así como en la edición de informes escritos. Puede emplear términos comúnmente utilizados en los negocios. Entre sus inconvenientes están sus rígidas reglas de formatos de escritura, la necesidad de escribir todos los elementos al máximo detalle, la extensión

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excesiva en sus sentencias, e incluso duplicación en algunos casos, y la inexistencia de funciones matemáticas. No obstante, se puede afirmar que en la actualidad continua siendo el lenguaje mas utilizado en las aplicaciones de gestión. PL/I Fue creado a comienzos de los años sesenta por IBM para ser usado en sus equipos del sistema 360. Inspirándose en los lenguajes ALGOL, COBOL y FORTRAN se desarrollo el PL/I (Programming Language/I) tomando las mejores características de los anteriores y añadiendo algunas nuevas, con el objetivo de obtener un lenguaje lo mas general posible en cuanto a su implementación, útil para aplicaciones técnico-científicas, comerciales, de proceso de textos, de bases de datos y de programación de sistemas. Se trata de un lenguaje de programación complejo. Compilado y estructurado, es capaz de gestionar errores y de procesar multitareas, y se emplea en entornos académicos y de investigación. Entre sus novedades esta su gran libertad en el formato de escritura de los programas: soporta la programación estructurada y diseño modular. Es un lenguaje flexible y sofisticado. No obstante, no ha superado a sus progenitores en sus aplicaciones especificas, debido en parte a su amplitud y, por ello, al tamaño de su compilador que hasta ahora solo se podía instalar en grandes equipos. El elemento básico de este programa es el enunciado que termina en punto y coma. Los enunciados se combinan en procedimientos. Un procedimiento puede representar por completo a un programa pequeño o un “bloque de construcción” o modulo de un programa más complejo. BASIC El lenguaje BASIC fue diseñado por los profesores John G. Kemeny y Thomas E. Kurtz del Dartmouth College (Estados Unidos) en 1965, con el objetivo Página 67

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principal de proporcionar a los principiantes un lenguaje fácil de aprender, como se indica en su nombre Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code (Código de instrucciones simbólico de propósito general para principiantes). Es un lenguaje interactivo muy popular que tiene una aceptación debido a la facilidad de su uso, es un idioma simple para aprender y fácil de traducir. Que sé interactivo, permite la comunicación directa entre el usuario y el sistema de cómputo durante la preparación y uso de los programas. Entre sus principales novedades están las de ser un lenguaje interpretado y de uso conversacional, útil para aplicaciones técnicas y de gestión. Esto, unido a la popularización de las microcomputadoras y computadoras personales, ha hecho que su utilización sea haya extendido enormemente, a la vez que ha propiciado el surgimiento de una gran diversidad de diversiones que extienden y se adaptan a necesidades particulares el lenguaje original. Existen multitud de intérpretes y compiladores del lenguaje. PASCAL Fue creado por el matemático suizo Nicklaus Wirth en 1970, basándose en el lenguaje ALGOL, en cuyo diseño había participado en los años sesenta. Su nombre proviene del filósofo y matemático francés del siglo XVII, Blaise Pascal, que invento la primera máquina tipo mecánico para sumar. Fue el primer gran lenguaje creado después de haber sido ampliamente diseminados los conceptos asociados con la programación estructurada. Aunque en principio la idea del diseñador era proporcionar un lenguaje adecuado para la enseñanza de los conceptos y técnicas de programación, con el tiempo ha llegado a ser un lenguaje ampliamente utilizado en todo tipo de aplicaciones, que posee grandes facilidades para la programación de sistemas y diseño grafico.

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Aporta los conceptos de tipo de datos, programación estructurada y diseño descendente, entre otros, además de haberse convertido en predecesor de otros lenguajes más modernos, como MODULA-2 y ADA. Programación en C Este lenguaje fue creado en 1972 por Dennis Ritchie a partir del trabajo elaborado por su colega de los laboratorios Bell Telephone, Ken Thompson. Estos habían diseñado con anterioridad el sistema operativo UNIX, y su intención al desarrollar el lenguaje C fue la de conseguir un lenguaje idóneo para la programación de sistemas que fuese independiente de la maquina, con el cual escribir su sistema UNIX. Aunque, como acabo de decir, fue diseñado inicialmente para la programación de sistemas, posteriormente su uso se ha extendido a ablaciones técnicocientíficas, de bases de datos, de proceso de textos, etc. En 1980 Bjarne Stroustrup, inspirado en el lenguaje Simula67 adicionó las características de la programación orientada a objetos incluyendo la ventaja de una biblioteca de funciones orientadas a objetos) y lo denomino C con clases. Para 1983 dicha denominación cambio a la de C++. Con este nuevo enfoque surge la nueva metodología que aumenta las posibilidades de la programación bajo nuevos conceptos. La utilización óptima de este lenguaje se consigue dentro de su entorno natural, que ese el sistema operativo UNIX, y entre sus características destaca el uso de programación estructurada para resolver tareas de bajo nivel, así como la amplia librería de rutinas de que dispone. El lenguaje C reúne características de programación intermedia entre los lenguajes ensambladores y los lenguajes de alto nivel; con gran poderío basado en sus operaciones a nivel de bits (propias de ensambladores) y la mayoría de los elementos de la programación estructurada de los lenguajes de alto nivel, por lo que resulta ser el lenguaje

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preferido para el desarrollo de software de sistemas y aplicaciones profesionales de la programación de computadoras. MODULA-2 El lenguaje MODULA fue diseñado en 1977 bajo la dirección de Nicklaus Wirth, creador también el lenguaje PASCAL, con la intención de incluir las necesidades de la programación de sistemas y dar respuestas a las críticas recibidas respecto de las carencias del lenguaje PASCAL. En 1979 se realiza una versión que pasa a denominarse MODULA-2 y que perdura en la actualidad. Además de incluir las características de su predecesor, este nuevo lenguaje incorpora las principales carencias de aquel, como la posibilidad de compilación separada, creación de librerías, programación concurrente, mejora el manejo de cadenas de caracteres, los procedimientos de entrada/salida y la gestión de la memoria, etc. además, posee grandes facilidades para la programación de sistemas. También, debido a sus cualidades didácticas, ha sido ampliamente aceptado por la comunidad universitaria como herramienta idónea para la enseñanza de la programación. ADA Es el último intento de obtener un único lenguaje para todo tipo de aplicaciones, e incluso los últimos avances de técnicas de programación. Su diseño fue encargado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos, para su uso en servicios militares, a la empresa Honeywell-Bull después de una selección rigurosa entre varias propuestas realizadas sobre una serie de requerimientos del lenguaje y de haber evaluado negativamente veintitrés lenguajes existentes. De estos, se seleccionaron como base para la creación del nuevo lenguaje el PASCAL, el ALGOL y el PL/I. Página 70

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La estandarización del lenguaje se publico en 1983 con el nombre de ADA, en honor de la considerada primera programadora de la historia, Augusta Ada Byron, condesa de Lovelace. Entre las características del lenguaje se encuentran la compilación separada, los tipos abstractos de datos, programación concurrente, programación estructurada,

libertad

de

formatos de

escritura,

etc.

Como

principal

inconveniente presenta su gran extensión. Los escritores lo llamaron inflexible e ineficiente, en tanto que sus favorecedores lo consideraban un gran avance en la tecnología del software. LISP En informática, acrónimo de List Processing. Un lenguaje de programación para ordenadores o computadoras orientadas a la generación de listas, desarrollado en 1959-1960 por John McCarthy y usado principalmente para manipular listas de datos o de símbolos. El lenguaje LISP constituyó un cambio radical con respecto a los lenguajes procedurales (FORTRAN, ALGOL) que se desarrollaban por entonces. El LISP es un lenguaje interpretado, en el que cada expresión es una lista de llamadas a funciones. Este lenguaje se sigue utilizando con frecuencia en investigación y en círculos académicos, y fue considerado durante mucho tiempo el lenguaje modelo para la investigación de la inteligencia artificial (IA), aunque el Prolog ha ganado terreno durante los últimos años. LOGO En informática, lenguaje de programación de ordenadores o computadoras, desarrollado en 1968 por Seymour Papert en el MIT, que se usa frecuentemente en la enseñanza de lenguaje de programación a niños. Una característica importante de Logo son los gráficos de tortuga, que permiten al programador hacer dibujos simples dirigiendo los movimientos de la tortuga en la pantalla hacia adelante, hacia la derecha o la izquierda. Una vez que Página 71

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dominan el entorno sencillo del dibujo, el programador (normalmente un niño o una niña) empieza a descubrir las características más sofisticadas del lenguaje, que están basadas fundamentalmente en el lenguaje de programación LISP. Logo está considerado como un lenguaje para la formación, a pesar de que algunas empresas intentaron que tuviera una mayor aceptación en los círculos profesionales de programación. RPG Report Program Operator fue introducido en 1960 como un lenguaje para duplicar rápidamente el enfoque de proceso utilizado con un equipo de tarjeta perforada. Este lenguaje fue desarrollado por IBM en 1964. Su uso esta aun limitado sobre todo para las aplicaciones de negocios que son procesadas en pequeñas computadoras, generar informes comerciales o de negocios. Como su nombre lo sugiere, el RPG está diseñado para generar los reportes de salida que resultan del proceso de aplicaciones de negocios. A pesar de las aplicaciones de actualización de archivos, el RPG es un lenguaje de propósito limitado porque los programas objeto generados por el compilador de RPG siguen sin desviación, un ciclo de procesamiento básico. Una ventaja del RPG es la relativa facilidad para aprenderlo y usarlo. Dado que la lógica de la programación es fija, existen menos reglas formales que en otros lenguajes. ALGOL El ALGOL (ALGOritmic Language) fue presentado en 1958. Fue el primer lenguaje de programación de proceso estructurado de alto nivel. Fue orientado al uso de quienes participan en proyectos científicos y matemáticos. Un grupo internacional de matemáticos europeos y americanos, pretendían crear un lenguaje común normalizado que les permitiera el intercambio de algoritmos,

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aunque esta en desuso, fue el primero que incorporo conceptos claves para la programación actual. APL Sus

siglas

significan

(A

Programming

Language).

Un

Lenguaje

de

Programación. Este programa fue desarrollado por Kenneth Inverson en el año 1961 para resolver problemas matemáticos. Este lenguaje se caracteriza por su brevedad y por su capacidad de generación de matrices y se utiliza en el desarrollo de modelos matemáticos. PILOT Programmend Inquiry Language Or Teaching (Consulta, lenguaje o aprendizaje de investigación programada) creado en 1969. Este lenguaje de programación es utilizado fundamentalmente para crear aplicaciones destinadas a instrucciones asistidas por computadoras. Se caracteriza por utilizar un mínimo de sintaxis. SMALLTALK SMALLTALK, Lenguaje de Programación orientado a objetos integrados con un entorno de desarrollo multiventana. SMALLTALK no es solo un hermoso lenguaje de computación orientado a objetos. El entorno de desarrollo merece similar valoración y ha sido copiado muchas veces, desde el Sistema Operativo de Apple MS Windows y Borland Pascal (en una memoria extensión). Muchos conceptos de SMALLTALK como los browsers y las técnicas de browsing han encontrado hoy su rumbo en muchas herramientas de desarrollo de la generación X, desarrollado por SMALLTALK poseen un factor “divertido-deusar”. Los cambios se graban instantáneamente y los mismos pueden probarse rápidamente.

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SMALLTALK fue desarrollado dentro del Grupo de Investigación del Aprendizaje en el Centro de Investigación de Xerox en palo Alto a comienzos de los 70. Las principales ideas de SMALLTALK se le atribuyen generalmente a Alan kay con raíces en Simula, LISP y SketchPad. Dan Ingalls escribió el código de las primeras ventanas solapables, los pop-up menús y la clase BitBlt. Adele Goldberg y Dave Robson escribieron los manuales de referencia para SMALLTALK y fueron miembros clave del equipo de desarrollo. Un programa de licenciamiento de Xerox y Xerox Special Information Systems. Sin embargo la distribución generalizada a la comunidad de desarrollo no sucedió hasta la fundación de una nueva compañía llamada ParcPlace Systems Inc. , Dirigida por Adele Goldberg. Un segundo SMALLTALK (SMALLTALK 4) fue desarrollado por Digitalk en los Angeles California. Este SMALLTALK estaba dirigido a cubrir la necesidad de un producto pequeño, de alta velocidad, basado en PC. Object Technology International Inc. (OTI) desarrolló un conjunto de herramientas para proveer el control de inversiones y el manejo de conIlustraciónciones en grandes proyectos. IBM desarrolló la familia de productos VisualAge para SMALLTALK en colaboración con Object Technology (antiguamente ParcPlase-Digitalk) e IBM permanecen como los distribuidores dominantes de entornos de desarrollos en SMALLTALK. Algunos nuevos SMALLTALK se hallan en etapa de desarrollo. FORTH Lenguaje de cuarta generación, creado en 1970, es un lenguaje estructurado e interpretado de fácil ampliación y ofrece una alta funcionalidad en un espacio reducido. Es un lenguaje de alto nivel del cual derivan en la actualidad casi todos los lenguajes empleados en los robots.

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LENGUAJE C++ Se pronuncia “ce plus plus”. Fue desarrollada por Bjarme Stroustrup en los Bell Laboratories a principios de la década de los 80. C++ introduce la programación orientada al objeto en C. Es un lenguaje extremadamente poderoso y eficiente. C++ es un súper conjunto de C, para aprender C++ significa aprender todo de C, luego aprender programación orientada al objeto y el uso de éstas con C++. DELPHI Es un entorno de programación visual orientado a objetos para desarrollo rápido de aplicaciones (RAD) de propósito general, incluyendo aplicaciones cliente/servidor. Delphi es la versión de Delphi para 32 bits (Delphi 3), es decir son casi los mismos, con la única diferencia que Delphi 3 es mucho más mejorado, por ejemplo contiene un TeeChart, que sirve para los gráficos de negocio.

Delphi tiene las siguientes características: 

Rendimiento - con el mejor y más rápido compilador del mundo.



Empresa e Internet - soluciones cliente y servicio



Desarrollo de aplicaciones rápidas (RAD).



Reusabilidad de componentes, un verdadero entorno orientado a objetos.



Manejo de Base de Datos escalables.



Arquitectura multinivel abierta y dimensionable. Página 75

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

Diseminación de información de base de datos en la Web a una gran velocidad.

JAVA Es un lenguaje de programación para crear programas seguros, portátiles, orientados a objetos interactivos, para mejorar la entrega de información a través de Internet, etc. JAVASCRIPT Este lenguaje de programación originalmente fue llamado LIVESCRIPT, pero luego fue renombrado con el nombre de JAVASCRIPT, con la idea de capitalizar la fama de Java, lenguaje desarrollado por Sun Microsystems. Éste es un complemento ideal del lenguaje HTML, al permitir a la página realizar algunas tareas por si misma, sin necesidad de estar sobrecargando el servidor del cual depende; JAVASCRIPT es un lenguaje diseñado especialmente para ejecutarlo en internet. Entre estas tareas, puede estar, por ejemplo, realizar algunos cálculos simples, formatear un texto para que sea leído por distintas personas de manera distinta, proveer de un medio de conIlustraciónr la visualización de una página, realizar un pre chequeó de validación en formulario antes de enviarlo, etc. HTML El lenguaje HTML, sirve para realizar esas atractivas páginas Web. Se trata de un sistema de marcas que permite enlazar al mismo tiempo texto, sonidos y gráficos dentro del mismo documento, con otros dentro del servidor o incluso con otros servidores WWW. Es decir, es un editor para combinar textos, imágenes e incluso sonido y ahora también imágenes en movimiento. Es, en definitiva, la forma de manejar y presentar la información en la red.

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Para escribir documentos de hipertexto se ha desarrollado un nuevo formato de datos o lenguaje llamado Hyper Text Markup Language (HTML). Este lenguaje permite dar indicaciones precisas al programa cliente de cómo debe presentarse el documento en pantalla o al ser impreso. El lenguaje HTML es el usado actualmente para escribir textos Hypermediales en el web. 1.6 CONCLUSIÓNES DEL MARCO TEÓRICO

En la presente reseña se involucraron todos los elementos que forman parte de un sistema de automatización para un semáforo, y así mismo como son sus ventajas y desventajas aplicadas en el sector vehicular. La propuesta de elaboración de un semáforo inteligente que satisfaga las necesidades de clientes adaptándose a su economía y obteniendo mejoras en la fluidez del tráfico y del peatón se podrá ver reflejada en el trabajo que se pretende con este estudio. En este apartado también habla del por qué este sistema es aplicado con el fin de ser un proyecto sustentable y económico en cualquier parte de la república mexicana y por su puesto de fácil adquisición para los clientes.

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CAPITULO 2 2.1 Marco Metodológico En el presente capítulo se hará énfasis a cada uno de los análisis requeridos para la correcta implementación y seguimiento de nuestro proyecto, tales como es el de mercado, técnico operativo, económico financiero, socioeconómico y ambiental ya que de esta manera podremos obtener resultados de que tan viable es la implementación de un SEMAFORO INTELIGENTE asistido por sistema de inteligente mediante sensores inductivos en

lugares donde se

encuentran grandes congestionamientos de automóviles y de personas por lo que con este sistema se tendrá ahorro de recursos, mantenimientos y sobre todo si dañar al medio ambiente. El estudio se apoyará en el método analítico, porque se distinguen los diferentes elementos del fenómeno y se procede a realizar cada uno de ellos por separado, se aplicará igualmente el método inductivo. El desarrollo de esta investigación se hará partiendo de situaciones particulares en zonas sumamente congestionadas que se llegaran encontrar en el municipio, estado, país y otras partes del mundo.

Recolección de información Es importante tener información de todos los rubros posibles para así poder conocer las necesidades y saber cómo implementar nuestros producto, para que se atractivo y rentable. Fuentes primarias  Entrevista a especialistas o conocedores de fabricación y distribución de SEMAFOROS INTELIGENTES.  Encuesta aplicadas a habitantes del Municipio de Tecamac.

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 Observaciones directas del manejo y aprovechamiento de energía y mayor flujo vial y con orden.  Entrevista a productores.

2.1.1 Creación de grupos de trabajo En el siguiente organigrama se mencionan los grupos de trabajo, que estarán realizando los análisis anteriores mencionados. Cada grupo de trabajo está comprometido a realizar las investigaciones con respecto al proyecto en mención. Ilustración 41.

REPRESENTANTE GENERAL RICARDO SIMBRÓN CALIXTO

ANALISIS DE MERCADO

RICARDO SIMBRÓN CALIXTO

ANALISIS TECNICO OPERATIVO

PRUDENCIO GARCIA LUIS ALBERTO

ANALISIS ECONOMICO FINANCIERO

VEGA FRAGOZO ALDO JONNATHAN

ANALISIS SOCIOECONOMICO

CERON PEREZ EDUARDO

ANALISIS AMBIENTAL

GUERRER O MOLINA OSCAR RAFAEL

Ilustración 41. Organigrama de grupo de trabajo

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Para ello nos basaremos en la metodología de desarrollo de proyectos presentado en la siguiente Ilustración 42.

FORMULACION Y EVALUACION DE PROYECTOS

DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

ANALISIS DE MERCADO

ANALISIS TECNICO OPERATIVO

RETROALIMENTACION

ANALISIS ECONOMICO FINANCIERO

ANALISIS SOCIOECONOMICO

ANALISIS AMBIENTAL

RESUMEN Y CONCLUCIONES

DECISION SOBRE EL PROYECTO Ilustración 42. Estructura general de la evaluación de proyectos

2.2 ANÁLISIS DE MERCADO El estudia de consta de la determinación y cuantificación de la oferta y demanda, el análisis de los precios y el estudio de la comercialización cuyo objetivo general es verificar la posibilidad real aceptación del producto (semáforo inteligente) en un mercado determinado tomando en cuenta el riesgo. Para poder realizar el análisis del mercado se deben de reconocer cuatro variables fundamentales Ilustración 43.

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Ilustración 43. Estructura del análisis de mercado

Objetivos del Estudio del mercado  Analizar el mercado de las materias primas y demás insumos indispensables para el proceso productivo  Estudiar el mercado competidor, es decir , a todas las empresas que vende o realizan semáforos inteligentes Comprender las características del medio externo o internacional que pueda influir el desempeño del proyecto  Conocer los posibles efectos que pueden tener los factores económicos socioculturales, demográficos, tecnológicos, competitivos y políticos – legales de entorno, sobre las actividades que se vayan a realizar en el futuro.  Caracterizar al usuario o consumidor potencial del producto(semáforo inteligente) gracias a una previa segmentación del mercado  Determinar el área geográfica que va ser atendida por el proyecto.  Estimar el comportamiento futuro de la demanda de la oferta de bienes y servicios del proyecto  Planificar la estrategia de comercialización más adecuada a las características del usuario o consumidor.  Definir las características generales del servicio que se ofrecerá Página 81

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 Determinar la cantidad la cantidad de bienes y servicios provenientes de la empresa del proyecto (semáforo inteligente) que los consumidores estarán dispuestos a adquirir.  Estimar los precios a los cuales los consumidores estarán dispuestos a adquirir el producto (semáforo inteligente) y los productores a ofrecerlo. El proyecto (semáforo inteligente) se puede describir como un plan que, si se le asigna determinado monto de capital y se le proporciona insumos de varios tipos, podrá producir un bien o u servicio por lo que la evaluación del proyecto de inversión, tiene por objetivo conocer su rentabilidad económica. Por otro lado, el estudio de mercado también es útil para prever una política adecuada de precios, estudiar la mejor forma de comercializar el producto y contestar la primera pregunta importante: ¿existe un mercado viable para el producto que se pretende elaborar? Si la respuesta es positiva, el estudio continuo. Si la respuesta es negativa, se plantea la posibilidad de un nuevo estudio más preciso y confiable. PROCESO DE PREPARACION Y EVALUACION DE PROYECTOS. Las áreas generales en la que se van aplicar las metodologías de la evaluación de proyectos son:  ELABORACION DE UN NUEVO PRODUCTO DE UNA PLANTA YA EXISTENTE La estructura general de la metodología de la evaluación de proyectos puede ser representada como se muestra en la Ilustración (41)  Describir el canal de distribución más adecuado, que es la ruta que toma el producto al pasar del producto a los consumidores o clientes.  Describir la promoción y publicidad que se ocupara para la comunicación del posicionamiento del producto a los consumidores o clientes.

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2.2.1 SEGMENTACION Actualmente

en

México

el

incremento

de

carros

a

aumentado

considerablemente lo que ocasiona un inmenso tráfico vial causando estrés y problemas entre los mismos automovilistas ya que en los cruces de dicho sentido no hay trafico pero este se le cede el paso de avanzar el otro sentido de cruce este está congestionado. Por lo que se necesita semáforos inteligentes donde estos tomen decisiones para activar el tráfico en los cruces, considerando como prioridad el volumen de vehículos en tiempo real y variando su programación y sincronización según indicaciones de los sensores que realizaran un conteo de cuantos automóviles hay para que tenga un buen control. Además, permiten mejorar los tiempos de traslado reduciendo la contaminación con la disminución de la emisión de dióxido de carbono.

2.2.2 PRODUCTO Los Semáforos Inteligentes

además, tendrán cronómetros regresivos

incorporados (vehiculares y peatonales) que permiten a los conductores y transeúntes captar mejor los cambios de los semáforos, por medio de bombillos LEDs que contribuyen en la reducción de un 30% en el consumo de energía. Se trata del proceso de modernización de los servicios públicos en la ciudad de MEXICO, que beneficiará a los ciudadanos. Esta es una red de semáforos inteligentes que va a beneficiar a todos los sectores de nuestra capital: a quienes viajan en su carro particular y también a quienes se trasladan en masa, utilizando transporte público, porque cuando hay una red de semáforos que funciona inadecuadamente, eso genera inconvenientes a las personas, a la familia, al comercio, a la industria, a los derechos individuales. Por eso hacemos esta inversión que va a repercutir en los grandes sectores de la población.

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NUESTROS POTENCIALES CLIENTES Es necesario que las gentes gubernamentales unifiquen esfuerzos en favor de una mejor calidad de vida para los mexicanos. Un llamado a las autoridades del tránsito, del transporte, adscritos al Gobierno Nacional, a que evalúen las proposiciones que hemos hecho de este tipo de proyectos de semáforos inteligentes, a que revisen las recomendaciones y proposiciones que hemos hecho relacionados con las vías de contraflujo, con las vías rápidas que hemos sugerido para aliviar las tensiones de los ciudadanos que habitan en D,F como el estado de México ya sea en cruces con autopistas, avenidas transitadas.

2.2.3 CONTEXTO ESPACIAL Contexto espacial Esta empresa será establecida en el estado de México, Municipio de Tecámac en la UTTEC. Ilustración 44.

Ilustración 44. Contexto espacial

El nombre de Tecámac proviene de Tetl (piedra) y de Cámatl (boca) y la terminación C (del lugar): “En la Boca de Piedra” El Jeroglífico está representado por una boca estilizada, que es: “En la Boca de Piedra”, así como la mano con la palma abierta, que significa una mano extendida. Página 84

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Es un municipio conurbado del Estado de México; ubicado al norte del mismo, a 108 km de la ciudad de Toluca, capital del mismo; y a 38.5 km de la Ciudad de México. Forma parte de la Zona Metropolitana del Valle de México. Colinda al norte con el Estado de Hidalgo, al sur con los municipios de Ecatepec de Morelos, Acolmán y Coacalco de Berriozábal, al oeste con los municipios de Zumpango, Nextlalpan, Jaltenco, Tultitlán y Coacalco de Berriozábal, al este con los Municipios de Temascalapa Teotihuacán y al norte con Tizayuca. Su cabecera es Tecámac de Felipe Villanueva La población registrada en el censo de población y vivienda de 2010 realizada por el INEGI fue de 364,579 habitantes de los cuales 177,713 son hombres y 186,866 son mujeres. El árbol que ha proliferado es el pirú, debido al clima y tipo de suelo es muy común las diversas variedades de nopal y maguey, así como órganos, biznagas, abrojo y otros. De las flores y otras plantas las más comunes son el girasol, el mirasol, acahual, nabo, jaramao. Ilustraciones 45, 46, 47 y 48.

Ilustración 45. Contexto espacial México (Fuente: Google Maps)

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Ilustración 46. Contexto Espacial Estado de México (Fuente: Google Maps)

Ilustración 47. Contexto Espacial Tecámac de Felipe Villanueva (Fuente: Google Maps )

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Ilustración 48. Contexto Espacial UTTEC (Fuente: Google Maps)

Requisitos para la manufactura del semáforo inteligente en esta zona geográfica  Energía eléctrica  Líneas de teléfono  Centros comerciales  Zonas congestionadas de automóviles Servicios con los que cuenta la Universidad Tecnológica de Tecámac.  Energía eléctrica  Agua potable  Drenaje  Computadoras  Internet  Herramienta de uso general (destornilladores, prensas de banco, brocas taladros etc.)  Maquinaria (maquina de soldar)  Entrenadores de pic´s  Hardware (PC, PLC, PIC´S) Página 87

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2.2.4 CONTEXTO TEMPORAL Este proyecto fue desarrollado en las instalaciones del edificio del taller de Meca trónica en el noveno cuatrimestre de la Carrera de Ingeniería en MECATRONICA área AUTOMATIZACION del periodo ENERO-ABRIL del año 2013. Este proyecto es iniciado y fue realizado por 5 alumnos de ingeniería en MECATRONICA. 2.2.4.1 ANÁLISIS PARA DETERMINAR LA FACTIBILIDAD DEL ESTUDIO DEL MERCADO Este proyecto surge por la necesidad de disminuir el tráfico ya que en nuestro municipio en el 25% ó 30 %

del tiempo de una persona se pierde. La

fabricación de un semáforo inteligente está diseñada para la disminución del tráfico y para no perder mucho tiempo en el mismo. Con éste proyecto se busca analizar y controlar ciertas variables como el tiempo, consumo de energía, etc. con este sistema se pretende mejorar el tiempo de las personas como también mejorar el medio ambiente. El estudio de mercado con el objetivo de estudiar la competencia y así mismo identificar zonas de oportunidades dónde éste proyecto sea rentable.

2.2.5 GENERALIDADES DE ANÁLISIS Analizar la efectividad de los semáforos inteligentes en base al análisis de mercado para la implementación del proyecto en avenidas muy congestionadas como una alternativa a las necesidades del municipio. Entre las prioridades que tiene el análisis de mercado son:  Estudiar la situación actual de los semáforos a nivel estatal.  Estudiar y analizar las necesidades del la comunidad tanto como de los automovilistas apoyándose con encuestas.  Realizar mercadotecnia para la difusión y promoción del semáforo inteligente Página 88

TRAFICO INTELIGENTE

 Definir el tamaño y capacidad de semáforos de acuerdo a las necesidades de los automovilistas como también de los peatones.

Competencia nacional e internacional Competencia Nacional Hoy en día los semáforos son tomados por proyectos para el control del tránsito en diferentes ciudades muy congestionadas, en México se cuenta con proveedores que se dedican a la fabricación y distribución de semáforos y señales de transito.  Eyssa Mexicana S.A de C.V ingeniería de transito, asistencia. Tecnología visual, audible para invidentes.  SEÑAPRO. Fabricación, distribución, colocación y mantenimiento de señalamientos viales con la última tecnología y el mejor equipo en todo México.

Competencia Internacional La presencia del recurso a escala global de los semáforos inteligentes son una opción indispensable en muchas partes del mundo, por las posibilidades que introducen de agilizar el tránsito en las grandes ciudades.

Por el momento es confidencial 2.2.6 VENTAJAS COMPETENCIA

Y

DESVENTAJAS

DEL

PRODUCTO

SOBRE

LA

VENTAJAS  Producto económico.  Disminución de tráfico más ordenado.  Es pequeño.  Ahorro de energía. Página 89

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 Reducción de trabajo.

DESVENTAJAS  No es de marca reconocida.  Inversión inicial media.  Capacitación previa de uso.  Fallo electrónico.

2.2.7 PUESTO EN EL MERCADO EL SEMÁFORO INTELIGENTE. El semáforo inteligente asistido por sistema lógico, sistema programable de la empresa INGENIERIA DE TRAFICO. El semáforo inteligente es un proyecto que tiene como principal ventaja el ahorro de energía como también menos contaminación del aire que los automóviles provocan. La característica, por la cual controlados distintos componentes por medio de energía que será capturada por celdas solares. Ofrecemos nuestro producto y servicio de “semáforo inteligente” como:  Trafico inteligente y ordenado  Automatización de semáforos.  Mantenimiento

preventivo,

predictivo

y

correctivo

a

semáforos

inteligentes.  Aplicación de semáforos inteligentes en diferentes ciudades.

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2.2.8 MEDIOS EN LOS QUE SE PUBLICARA EL PRODUCTO

Desde hace un tiempo, los consumidores son atacados en todos sus sentidos por una infinidad de mensajes publicitarios de las más variadas índoles. Los nuevos medios son ahora los automóviles, autobuses, edificios, carretas de supermercados, televisores de aviones, pantallas multimedia en aeropuertos y supermercados y el internet entre otros. Todo vale a la hora de atraer la atención de un consumidor cada vez más difícil de alcanzar, a la vez que con menos capacidad de asombro frente a los mensajes que recibe. Definitivamente, la publicidad se desató, los medios tradicionales como la televisión, radio y prensa, a nuevos espacios y objetos que con ingenio y creatividad se convierten en provocativos medios publicitarios. Los medios tradicionales masivos de publicidad han permitido a varias empresas hacer publicidad masiva en forma exitosa. Sin embargo actualmente, los medios masivos pierden cada vez más audiencia, e incrementan el costo a los anunciantes para dejar lugar a nuevos medios alternativos de publicidad y marketing directo. Para dar a conocer nuestro producto se llevaran a cabo:  Visitas al cliente  Realización y distribución de folletos  Página de internet  E-mail  Pláticas sobre el producto en escuelas.

Página 91

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2.2.9 ANÁLISIS FODA Como toda empresa se realizó un análisis FODA, y por medio de esté nos apoyaremos para hacer énfasis en las fortalezas, oportunidades, debilidades y amenazas a las cuales se está expuesto como empresa.

Oportunidades: Las oportunidades son aquellos factores, positivos, que se generan en el entorno y que, una vez identificados pueden ser aprovechados.

Amenazas: Las amenazas son situaciones negativas, externas al programa o proyecto, que pueden atentar contra éste, por lo que llegado al caso, puede ser necesario diseñar una estrategia adecuada para poder sortearlas.

Fortalezas: Las fortalezas son todos aquellos elementos internos y positivos que diferencian al programa o proyecto de otros de igual clase.

Debilidades: Las debilidades se refieren, por el contrario, a todos aquellos elementos, recursos, habilidades y actitudes que la empresa ya tiene y que constituyen barreras para lograr la buena marcha de la organización. También se pueden clasificar: Aspectos del servicio que se brinda, aspectos financieros, aspectos de mercado, aspectos organizacionales, aspectos de control

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Factores internos

Factores externos

Lista de oportunidades O1.Bajo precio a diferencia de otros productos O2.Muy baja competencia. O3.Con automatización se puede dar a conocer con un buen prestigio. Lista de amenazas A1.Mala inversión a causa de no producir ventas A2. El bajo interés por el cliente por adquirir un semáforo inteligente. A3. Competencia

Lista de fortalezas F1.Automatizar un semáforo F2. Minimizar costos en otros productos similares F3. Se cuenta con los conocimientos necesarios F4.Mantener un mejor control en las variables que con lleva un semáforo inteligente. FO (Maxi-Maxi) Estrategia para maximizar Tanto las F como las O -Mejorar el semáforo inteligente con costos alcanzables para el consumidor -Innovar el semáforo con un sistema de control -Mantener una buena producción de los semáforos inteligentes. FA (Maxi-Mini) Estrategia para maximizar fortalezas y minimizar las Amenazas. -Mejorar los semáforos para producir ventajas -Minimizar costos para ser atractivo para el cliente

Lista de debilidades D1.Los clientes prefieren marcas reconocidas D2.No es muy común para el usuario

DO (Mini-Maxi) Estrategia para minimizar Las D y maximizar las O. -Darle prestigio al producto con un bajo precio. -Mejorar el proyecto para ser competentes mediante la automatización DA (Mini-Mini) Estrategia para minimizar Tanto las A como las D. -Buscar una zona donde instalar el semáforo inteligente. -Innovar el semáforo de tal manera que el usuario sea beneficiado

Tabla 7. Tabla de análisis foda

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2.2.10 ANÁLISIS DE DATOS DE ENCUESTA

En el análisis de mercado junto con el socioeconómico se pretende estudiar la tendencia respecto a los conocimientos que la gente del Municipio de Tecámac tiene sobre un invernadero hidropónico, y a su vez los beneficios que puedan resultar de su aprovechamiento. La obtención de información recopilada de los consumidores interesados en la instalación de un semáforo inteligente en su domicilio se realizará con la aplicación de un cuestionario de 11 reactivos, con preguntas directas y otras de opción múltiple enfocando los análisis mencionados al principio.

Para esta investigación se aplicarán 30 cuestionarios dirigidos especialmente a personas que podrían interesarse más en adquirir un semáforo inteligente o que posiblemente tuvieran una idea sobre el tema para así obtener resultados que nos sean de utilidad. Determinar la población a estudiar Consiste en determinar quiénes serán las personas a las cuales vamos a encuestar, es decir, las personas de las cuales vamos a obtener la información requerida. En este caso en particular lo vamos a dirigir a la población del municipio de Tecámac en el Estado de México.

2.2.11 CUESTIONARIOS O ENCUESTA 1.- ¿Conoces el funcionamiento de un semáforo? No Si 2.- ¿Cómo consideras el funcionamiento de los semáforos de tu colonia? Bueno Malo Regular 3.- ¿Consideras que el tiempo de espera para los semáforos es el suficiente? Página 94

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Suficiente

Demasiado

Insuficiente

4.- ¿Qué tiempo crees que sea el necesario para el cruce? 5min. 3min. 1min. 5.- ¿Conoce proveedores que presten un mejor servicio? SI NO Cuales

6.- ¿Te gustaría conocer el semáforo inteligente? SI NO ¿POR QUE? 7.- ¿Cómo considerarías un semáforo que de mayor tiempo en donde se encuentre un mayor flujo de carros? Bueno Malo Regular 8.- ¿Mediante qué medio le gustaría recibir información

y novedades

acerca de este tipo de sistemas amigables con el medio ambiente?

Página de internet E-mail Folletos Entrevista personal con la empresa Personas Espectaculares Periódico y/o Revistas Otros

2.2.12 ANÁLISIS DE CUESTIONARIO Cuestionario El medio ambiente en el que vivimos, trabajamos y nos relacionamos, influye en nuestra salud, actividades físicas, rendimiento, emociones, pensamiento, concentración, etc.

Son muchas las situaciones del medio ambiente que nos provocan estrés: ruido,

tráfico

intenso,

mala

iluminación,

poco

espacio

disponible,

contaminación, etc. Página 95

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Pero principalmente el trafico provoca que perdamos la mitad del día y aun sin darnos cuenta, estos estímulos sobre-estimulan a nuestro organismo. Este sobre-estimulación altera el funcionamiento de nuestro cuerpo y afecta su equilibrio, provocando estrés.

1.- ¿Conoces el funcionamiento de un semáforo? o Si 30 personas o No 50 personas o Cuales 20 personas

2.- ¿Cómo consideras el funcionamiento de los semáforos de tu colonia? o Bueno 30 personas o Malo 40 personas o Regular 30 personas

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3.- ¿Consideras que el tiempo de espera para los semáforos es el suficiente? o Suficiente 25 personas o Demasiado 35 personas o Insuficiente 40 personas

4.- ¿Qué tiempo crees que sea el necesario para el cruce? o 5min. 10 personas o 3min. 45 personas o 1min. 55 personas

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5.- ¿Conoce proveedores que presten un mejor servicio? o SI 10 personas o NO 85 personas o Cuales 5 personas

6.- ¿Te gustaría conocer el semáforo inteligente? o SI 80 personas o NO 10 personas o ¿POR QUE? 10 personas

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7.- ¿Cómo considerarías un semáforo que de mayor tiempo en donde se encuentre un mayor flujo de carros? o Bueno 85 personas o Malo 10 personas o Regular 5 personas

8.- Mediante qué medio le gustaría recibir información y novedades acerca de este tipo de sistemas amigables con el medio ambiente? o Página de internet o E-mail

40 Personas 15 Personas Página 99

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o Folletos

5 Personas

o Entrevista personal con la empresa personas 10 Personas o

Espectaculares

5 Personas

o Periódico y/o Revistas o

Otros

10 Personas 15 Personas

2.2.13 Resultados de encuestas Los resultados correspondientes a cada pregunta se denotarán en las gráficas mostradas en el análisis socioeconómico, debido a que los análisis de mercado y socioeconómico se fusionaron para la aplicación del cuestionario y su correspondiente interpretación de resultados.

2.2.14 Conclusiones de la encuesta para el Análisis de Mercado De acuerdo al cuestionario ya realizado con anteoridad y gráficas elaboradas acordes a los resultados y análisis de cada pregunta el 70% de la gente está de acuerdo en que se instale un semáforo inteligente. Se llegaron a otras conclusiones con los resultados obtenidos de las graficas y cuestionarios: ¿si estarían dispuestos a conocer el funcionamiento del semáforo inteligente? Se llega a la conclusión de que el 83% de las personas encuestadas están dispuestas a conocer el funcionamiento y el 17% está en desacuerdo

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El 15% de los encuestados por medio de la T.V. y la radio, el 10% por periódicos folletos, el restante de la población encuestada representativo al 10% le agradaría más por medio de exposiciones 2.2.15 Conclusiones finales del Análisis de Mercado En el análisis de mercado que se realizo para el semáforo inteligente asistido con sistema de programación se determino que es factible implementarlo y sustituirlo en los semáforos tradicionales ya que la mayoría de la población estudiada está de acuerdo con la idea de este semáforo inteligente y en las encuestas

nos

reflejaron

que

si

estarían

dispuestas

a

conocer

el

funcionamiento del semáforo inteligente y ellos están consientes que pueden traerles beneficios a largo a corto plazo. Así mismo pudimos determinar la existencia de demanda en semáforos inteligentes y de ahorro de energía tonto ambiental como personal, y nos dimos cuenta que es factible meterlos al mercado ya que no hay mucha competencia y nos será más fácil poder meterlos al mercado, así también como conocer la oferta y los medios de difusión ideales para su comercialización ya que la tendencia fue que la mayoría de nuestra población preferiría que se diera a conocer por medio de él internet.

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2.3 ESTUDIO TECNICO OPERATIVO. FORMULACION Y EVALUACION DE PROYECTOS

DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

ANALISIS DE MERCADO

ANALISIS TECNICO OPERATIVO

RETROALIMENTACION

ANALISIS ECONOMICO FINANCIERO

ANALISIS SOCIOECONOMICO

ANALISIS AMBIENTAL

RESUMEN Y CONCLUCIONES DECISION SOBRE EL PROYECTO

Ilustración 49. Estructura general de la evaluación de proyectos

El presente estudio tiene la finalidad de determinar las especificaciones técnicas del semáforo, así como estructura y materiales a emplear para la construcción del mismo, así como los insumos, el tamaño del proyecto, los equipos a utilizar con la finalidad de integrar todos estos procesos para que se aprecie las dimensiones del proyecto en cuestión y los principios de operación. 2.3.1 Construcción e instalación del semáforo inteligente Controlando las variables de fluidez del tráfico en base a sensores colocados en las calles o avenidas aledañas generando así que el tráfico disminuya para una mejor circulación de los usuarios dependiendo de los cambios climatológicos para lo cual debemos tener ciertas condiciones para la instalación y construcción del semáforo. Página 102

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2.3.2 Materiales recomendados:

Los materiales y accesorios recomendados son: estructura de placas de aluminio de 10 mm para la parte interior donde estarán los componentes eléctricos estará formada de acero inoxidable las tapas donde cubrirán la parte interna del sistema. Y la parte donde se observaran las luces estará hecho de acrílico. La construcción del semáforo La construcción del semáforo tendrá que ser de material resistente ya que será capaz de soportar los diferentes cambios de temperatura como la humedad el calor, condiciones de viento severas, lluvias, heladas y granizadas. Asegúrese de tomar la medida exacta de la lámina donde cubrirá la estructura para evitar que se introduzca el agua (que no tenga deformaciones. Así como fijarlos para evitar que se lleguen a caer. Dicho sistema estará gobernado por un micro controlador el cual dará funcionamiento al sistema. Tabla 8

Dimensiones para el área del 1 semáforo Ancho………………………………….150mm Largo…………………………………...400mm Alto total………………………..…….…80mm

Dimensiones para el área del 2 semáforo Ancho………………………………….130mm Largo…………………………………...240mm Alto total………………………..…….…80mm

Tabla 8. Tabla de dimensiones 1er y 2do semáforo

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Nota: en las siguientes imágenes fueron realizadas en el software llamado soliworks Premium 2012 las medidas que se muestran en ellas están milímetros.

2.3.3 Localización adecuada Para un buen funcionamiento, la parte inferior de la cara del semáforo tendrá una altura libre de: A) Para semáforos con soporte del tipo poste (Ilustración 50) Altura mínima 2.30 metros. Altura máxima 3.50 metros. . B) Para semáforos con soporte del tipo ménsula larga (Ilustración 51) Altura mínima 5.30 metros. Altura máxima 6.00 metros. C) Para semáforos suspendidos por cables (Ilustración 52) Altura mínima 5.30 metros. Altura máxima 6.00 metros.

ÁNGULO DE COLOCACIÓN La cara del semáforo debe colocarse en posición vertical y a 90 grados con respecto al eje del acceso. En los de ménsula conviene dar una inclinación de 5 grados hacia abajo.

FORMA Todas las lentes de los semáforos para control vehicular deberán ser de forma circular, excepto las verdes con flechas, que pueden ser rectangulares.

DIMENSIONES Existen dos diámetros nominales, de 20 cm, y 30 cm. Los diámetros de la parte visible de las lentes deberán ser como mínimo de 19.7 cm. para las de 20 cm. y de 28.5 cm. para las de 30 cm.; los diámetros exteriores mínimos de las lentes Página 104

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serán de 21.3 cm. para las de 20 cm. y de 30.5 cm. para las de 30 cm. A veces conviene instalar la lente roja de 30 cm. y las demás de 20 cm. Para dar más énfasis en la indicación restrictiva más importante: PARE. Sin embargo, todas las lentes podrán ser del diámetro mayor. La experiencia con este tamaño de lente, hasta ahora, ha sido relativamente limitada, pero ha tenido suficiente éxito para justificar su aceptación, al menos para sitios donde es necesario que el semáforo sea más llamativo. (SEMAFOROS MONTADOS EN POSTES, Ilustraciones 50, 51 y 52)

Ilustración 50. Semáforos montados en postes

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Ilustración51. Semáforos montados en ménsula larga sujeta a parte lateral

Ilustración52. Semáforos suspendidos por cables

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2.3.4 CONSTRUCION DEL DISEÑO PARA EL SEAFORO Descripción

imagen

En esta parte se realizo el diseño en el software llamado soliworks Premium 2012. Esta es la parte delantera del 1er semáforo como se puede observar en la imagen con las dimensiones del diseño. En esta parte se realizo el diseño en el software llamado soliworks Premium 2012. Esta es la parte trasera del 1er semáforo como se puede observar en la imagen con las dimensiones del diseño. En esta parte se realizo el diseño en el software llamado soliworks Premium 2012. Esta es la parte trasera del 2do semáforo como se puede observar en la imagen con las dimensiones del diseño.

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En esta parte se realizo el diseño n el software llamado soliworks Premium 2012. Esta es la parte delantera del 2do semáforo como se puede observar en la imagen con las dimensiones del diseño En esta parte se realizo el diseño en el software llamado soliworks Premium 2012 de un diodo led color verde para los semáforos como se puede observar en la imagen con las dimensiones del diseño En esta parte se realizo el diseño en el software llamado soliworks Premium 2012 de unos diodo led color amarillo y rojo para los semáforos con las mismas dimensiones del diseño anterior

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En esta parte se realizo el diseño del ensamblé de los led´s verde, amarillo y rojo a la parte trasera en el software llamado soliworks Premium 2012 para el 1er semáforo como se puede observar en la imagen

En esta parte se realizo el diseño del ensamblé de la parte delantera a la parte trasera en el software llamado soliworks Premium 2012 para el 1er semáforo como se puede observar en la imagen.

En esta parte se realizo el diseño del ensamblé de la parte delantera a la parte trasera en el software llamado soliworks Premium 2012 para el 1er semáforo como se puede observar en la imagen vista frontal.

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En esta parte se realizo el diseño del ensamblé de los led´s verde, amarillo y rojo a la parte trasera en el software llamado soliworks Premium 2012 para el 2do semáforo como se puede observar en la imagen En esta parte se realizo el diseño del ensamblé de la parte delantera a la parte trasera en el software llamado soliworks Premium 2012 para el 2do semáforo como se puede observar en la imagen vista frontal.

En esta parte se realizo el diseño del ensamblé de la parte delantera a la parte trasera en el software llamado soliworks Premium 2012 para el 2do semáforo como se puede observar en la imagen.

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En esta parte se realizo el diseño del ensamblé de los semáforos software llamado soliworks Premium 2012 como se puede observar en la imagen vista frontal.

En esta parte se realizo el diseño del ensamblé de los semáforos software llamado soliworks Premium 2012 como se puede observar en la imagen.

En esta parte se realizo el diseño del circuito el cual controlara el sistema del semáforo en el software PROTEUS ISIS 7 profesional como se puede observar en la imagen.

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En esta parte se realizo el diseño del circuito el cual controlara el sistema del semáforo en el software PROTEUS ISIS 7 profesional como se puede observar en la imagen 3D vista superior.

En esta parte se realizo el diseño del circuito el cual controlara el sistema del semáforo en el software PROTEUS ISIS 7 profesional como se puede observar en la imagen 3D vista inferior.

Tabla 9. Tabla de construcción del diseño para el semáforo

2.3.5 MATERIALES RECOMENDADOS:  Los materiales y accesorios recomendados son: estructura

placa de

aluminio de 10mm de grosor y lamina lisa de acero inoxidable y acrílico  Para la iluminación de los señalamientos de los LED ultra brillante RGB 10 mm, varios colores el cual será controlado por picmicro-controlador 16f887 de la familia microchip

Página 112

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 Los sensores inductivos de largo alcance estarán conectados como entradas analógicas en el picmicro-controlador

de esta forma será

controlado los datos de los sensores por otra parte se le conectara una LCD el cual proporcionara la información del tiempo de la secuencia de los semáforos. 2.3.6 REMACHES DE ALUMINIO ESTANDAR

Está diseñado para unir todo tipo de materiales metálicos, otros a estos así como distintos materiales donde no se requiere un apriete especial. La cabeza es alomada, que es la más utilizada y versátil, debido a la diversidad de usos a los que se adaptan. Ver tabla 10.

Tabla 10. Tabla de dimensiones para los remaches de aluminio

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APLICACIÓN EN EL PROYECTO (remaches de aluminio)

Los remaches de aluminio se aplicaran sobre las placas de aluminio y se utilizara el de 12mm y de diámetro 6.26-9.3mm de esta manera ambas placas de aluminio estarán bien sujetadas a los remaches.

2.3.7 APLICACIÓN DE SOLDADURA.

Nomenclatura de electrodos revestidos. Electrodo revestido: es el electrodo utilizado en la soldadura por arco y consiste en un alambre con revestimiento relativamente grueso que provee protección de la atmosfera para el metal derretido, además de que mejora las propiedades del material soldado y estabiliza el arco. Ver Ilustración 53. Los electrodos cuentan con la siguiente nomenclatura por ejemplo:

Ilustración 53 Nomenclatura de electrodo (Fuente www.infra.com)

Clasificación de la asociación americana de soldadores (A.W.S) para aceros dulces y baja tensión. Ver tabla 11. 1) El electrodo E designa a que es un electrodo

Página 114

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2) Los primeros 2 o 3 dígitos (dependiendo del caso) indican las propiedades mecánicas del electrodo. Resistencia Clasificación mínima

Resistencia

en mínima

Limite

Limite

en elástico en elástico

PSI (lb/in²)

(Kg/cm²)

PSI (lb/in²)

(Kg/cm²)

E-60XX

60000

4180

50000

3485

E-70XX

70000

4879

57000

3972

E-80XX

80000

5576

67000

4669

E-90XX

90000

6273

77000

5366

E-100XX

100000

6970

87000

6063

en

Tabla 11. Clasificación de los primeros 2 o 3 dígitos digito en nomenclatura

3)

El tercer o 4to digito indica las posiciones en las cuales debe soldarse

con el electrodo. Ver tabla 12.

Digito

Posiciones en las que se puede soldar

E-XX1X

Plana, vertical y sobre cabeza

E-XX2X

Plana y horizontal

E-XX3X

Plana, horizontal, sobre cabeza y vertical descendente Tabla 12. Clasificación del tercer o 4to digito en nomenclatura

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TRAFICO INTELIGENTE

4)

El último digito muestra las características propias del electrodo y su

utilización. Ver tabla 13.

Clasificación

Tipo de maquina

Polaridad Penetración Escoria

Revestimiento

E-XXX0

CD

Invertida

Alta

Celulosa

Sodio

E-XXX1

Ambas

Invertida

Alta

Celulosa

Potasio

E-XXX2

Ambas

Directa

Media

Rutilo

Sodio

E-XXX3

Ambas

Ambas

Baja

Rutilo

Potasio

E-XXX4

Ambas

Ambas

Baja

Rutilo

E-XXX5

CD

Invertida

Media

E-XXX6

Ambas

Invertida

Media

E-XXX7

Ambas

Directa

Media

E-XXX8

CD

Invertida

Media

Bajo hidrogeno Bajo hidrogeno

Polvo

de

hierro

Sodio

Potasio

Polvo de Oxido hierro

hierro

Bajo

Polvo

de

de

hidrogeno hierro

Tabla 13. Clasificación de último digito en nomenclatura

Página 116

TRAFICO INTELIGENTE

La soldadura empleada en la estructura del proyecto es una E-6013 la cual al compararla con las tablas anteriormente mostradas podemos asimilar, que cumple con los requerimientos y necesidades del proyecto y que está dentro de los rangos de resistencia de los pasados análisis. Es por ello que se ha seleccionado para la elaboración de la estructura. DATOS TÉCNICOS DE ELECTRODOS Electrodo E6013 Posiciones: plana, horizontal, vertical, sobre cabeza. Corriente: alterna o continúa, polo negativo. Características: electrodo apropiado para la soldadura en aceros generales, absolutamente sin poros. Poca salpicadura, fácil eliminación de la escoria y dibujo liso en la costura, ideal para soldadura de puntos. Aplicación: ángulo, viguetas, tuberías, canales de hierro, acero de estructura, acero de grano fino, etc. E: Electrodo 60: Resistencia a la tracción: 60mil PSI. 1: Posición de soldeo: Plana, horizontal, vertical, sobre cabeza. : Tipo de revestimiento: Rutilo con Potasio. 3 Corriente: alterna o continúa Polaridad: negativo Los electrodos para soldadura manual se fabrican en diámetros que van desde 1/16''

hasta

5/16''.

El

diámetro

del

electrodo

a

escoger

depende

fundamentalmente del tipo de unión, y de la cantidad de material de aporte que se necesite depositar en la unión por unidad de tiempo.

Página 117

TRAFICO INTELIGENTE

2.3.8 PLACA DE ALUMINIO DATOS DEL PRODUCTO Datos básicos Grado:

3000 series

Genio:

O-H112

Tipo:

Placa de metal

Uso:

De aluminio del techo, cyrtain tablero de la pared, industria de

la

construcción,

radiadores Espesor:

0.2-20mm

Anchura:

hasta 2500mm

Tratamiento

Revestido

Aleación o no:

Es la aleación

Ricos de color, se

la dureza de la

( la dureza del lápiz ) más que

refieren a customer’s

capa:

2h

la

Iso9001:2008, sgs

superficial: de color:

contador

de

la

grietas

y

muestra resistencia

al

no

hay

impacto:

pelado

certificación:

recubrimiento:

/pe pvdf

tamaño:

ventaja:

de bajo consumo

como el requisito del cliente

Tabla 14. Tabla de datos básicos de la placa de aluminio

Especificaciones 1. espesor: 0.8-3.0mm 2. Ancho: 1000-1300mm 3. Capacidad de la fuente: toneladas 6000/mes 4. Tipo: de la hoja, Ilustración 54. Hoja de aluminio 6061 t65 1. Espesor: 0.2mm - 20mm ancho: hasta la longitud to2500mm: hasta 6000mm Página 118

TRAFICO INTELIGENTE

Ilustración 54. Placas de aluminio

Productos de análisis de composición química de

de si

fe

cu

mn

mg

zn

cr

ti

otro

aleación

siguen siendo

1060

0.25

0.35

0.05

0.03

0.03

0.05

0.03 0.03

99.6

1050

0.25

0.4

0.05

0.05

0.05

0.05

0.03 0.03

99.5

1100

0.4

0.55

0.05-

0.05

...

0.01

0.15

99

0.05-

1.0-

...

0.01

0.15

de

0.2

1.5

0.30

0.3-

0.2-

0.8

0.8

0.20

0.5-

0.2 3003

3105

5005

0.6

0.60

0.3

7

0.7

0.7

0.2

aluminio 0.4

0.2

0.1

0.15

aluminio 0.25 0.10

0.15

1.1 5052

0.25

0.4

0.1

0.1

2.22.8

5083

6061

0.4

0.40.8

0.40

0.7

0.10

0.150.4

0.4-

4.0-

1.0

4.9

0.15

0.81.2

de

de aluminio

0.1

0.15-

0.15

0.35 0.25 0.05-

aluminio 0.15 0.15

0.25 0.25 0.040.35

de

de aluminio

0.15 0.15

de aluminio

Página 119

TRAFICO INTELIGENTE

8011

0.25

0.5-

0.6-

0.9

1.16

0.1

0.2

0.01

0.08 0.15

de aluminio

Tabla 15. (Tabla de composición química de la placa de aluminio)

APLICACIÓN EN EL PROYECTO (placas de aluminio) Desacuerdo a los datos obtenidos de las placas de aluminio optamos que se ocupara la placa de aluminio 6061 t651 de Aleación 606 1. 6083.606 2. 6063 de temperamento: t 4. t 6. t651. Con un espesor: 10mm con medidas ancho: 1500mm 5) longitud: hasta 2000mm de esta manera se realizaran los partes traseras del semáforo desacuerdo a las medidas y los factores de temperatura que se mencionaron anteriormente. Y `por otra parte ya que el material es muy liviano resistente. Como lo muestra la Ilustraciones 55 y 56.

Ilustración 55 (plano de dimensiones de la parte trasera del 1er semáforo)

Página 120

TRAFICO INTELIGENTE

Ilustración 56 (plano de dimensiones de la parte trasera del 2do semáforo)

2.3.9 CARACTERÍSTICAS DEL ACERO INOXIDABLE

Página 121

TRAFICO INTELIGENTE

Tabla 16. Tabla de composición química del acero inoxidable

Tabla 17. Tabla de dimensiones del acero inoxidable

Página 122

TRAFICO INTELIGENTE

APLICACIÓN EN EL PROYECTO (lamina lisa de acero inoxidable) Desacuerdo a los datos obtenidos de la lámina lisa de acero inoxidable optamos que se ocupara la lamina de hoja tipo espejo con una medida de 1.22 m por 2.44 m. calibre 0.3 mm de esta manera se realizaran los partes delanteras del semáforo desacuerdo a las medidas y los factores de temperatura que se mencionaron anteriormente. Y `por otra parte el material es muy liviano resistente. Ilustraciones 57 y 58. Nota: para realizar los cortes y las medidas ya mencionadas se realizaran con un sistema de corte de CNC y posteriormente los dobleces lo realizara un tornero ya que cuentan con maquinas especiales para este tipo de trabajo.

Ilustración 57. Plano de dimensiones de la parte delantera del 1er semáforo

Página 123

TRAFICO INTELIGENTE

Ilustración 58. Plano de dimensiones de la parte delantera del 2do semáforo

2.3.10 ACRILICO CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES: El acrílico es el mejor, entre todos los plásticos, por su resistencia a la intemperie y por excelentes cualidades para el mecanizado y el termo doblado. El acrílico constituye un material utilizado en diferentes aplicaciones donde resulta necesario que el material permanezca inalterable por un largo período de tiempo. El acrílico es un plástico, un polímero que ofrece propiedades que no hallamos en otros materiales. El acrílico es un material manipulable por calentamiento o moldeado. El acrílico o polipropileno constituye un material que se utiliza en diferentes procesos productivos y que se caracteriza por poseer poco peso, ser agradable Página 124

TRAFICO INTELIGENTE

al tacto, y contar con una alta resistencia. El acrílico constituye un material frecuentemente utilizado en cartelería y señalética por su resistencia a la corrosión y su cualidad de aislante eléctrico. El acrílico es un plástico que a determinada temperatura se convierte en líquido, para luego endurecerse cuando se enfría lo suficiente, esto permite trabajar en diferentes formas de moldeo: inyección, compresión, inflación, etc.

Características del acrílico: * Buena resistencia térmica y química. *Muy buena procesabilidad por métodos empleados para los termoplásticos, como inyección y extracción. *Transparente. *Copia detalles de molde con gran fidelidad. APLICACIÓN EN EL PROYECTO (lamina acrílico) Desacuerdo a los datos obtenidos de la lámina de acrílico optamos que se ocupara la lámina de acrílico con una medida de 1 m por 2. m. calibre 0.2 mm de esta manera se realizaran los partes delanteras donde cubrirán las luces (LED) del semáforo desacuerdo a las medidas y los factores de temperatura que se mencionaron anteriormente. Y por otra parte el material es muy liviano resistente. Nota: para realizar los cortes y las medidas ya mencionadas lo realizara la misma empresa ya que es un servicio que presta hacia los clientes.

Página 125

TRAFICO INTELIGENTE

TABLA

DE

PROPIEDADES Propiedades

UNIDADES

mecánicas

NORMAS

COLADO

EXTRUIDO

IGNIFUGO

ASTM

EXTRUIDO ALTO IMPACTO

Tracción Resistencia

en

el

kg/cm2

D-638

a

la

kg/cm2

D-638

562-773

492-773

562-878

a

la

%

D-638

4,5

5,0

5,0

kg/cm2

D-638

24.600-

23000-

26.600-33.700

31.000

31.000

840-

740-1.300

840-1.250

562

27.500-

22.800-

24.600-31.600

17.500

33.400

32.300

773-

740-1260

773-840

27.500-

26.000-

31.000

33.300

32.300

D-256 A

1,9

2,4

D-795

M-80-M-

M-68

100

105

50

50

límite elástico Resistencia

386

rotura Elongación rotura Módulo

de

elasticidad Flexión Resistencia límite

en

el

elástico

o

kg/cm2

D-790

1.300

rotura Módulo

de

kg/cm2

D-790

elasticidad Compresión Resistencia

a

la

kg/cm2

D-695

compresión(ruptura) Módulo

de

1.330 kg/cm2

D-695

compresión Impacto Resistencia

al

kg/cm2

1,9

6,52

M-61 -M100

R-99

45

35

impacto IZOD Dureza Rockwell

Barcol

D-2583

M-

Propiedades Térmicas

Página 126

TRAFICO INTELIGENTE

Coeficiente

de

cm/cmºC

D-696

dilatación lineal

6,0 X 10A

1,3 X 10A

LA

LA MENOS

MENOS

5

5 Temperatura

de

18'6kg/cm2

D-648

86ºC

68-96ºC

82 ºC

Conductibidad

10

C-177

4,0-6,0

4,0-6,0

Térmica

MENOS

0,35

0,3

0,35

deflexión bajo carga A

LA 4

cal cm/sec cm2 ºC Calor específico

cal/g/ºC

Propiedades físicas Peso específico

g/cm3

D-792

1,19-1,20

1,19-1,20

1,23

1,15

Absorción de agua

%

D-570

0,2-0,4

0,1-0,4

0,63

0,4

ohm/cm

D-257

>10 A LA

>10 A LA

>10

SEXTA

SEXTA

SEXTA

D-149

19

17

16

D-542

1,49

1,49

1,5

1,49

Propiedades eléctricas

Resistencia eléctrica

Rigidez dielectrica

Kv/mm

A

LA

Propiedades ópticas Indice de refracción Transmitancia

%

D-791

92

92

92

90

Nubosidad (Haze)

%

D-1003

1

1

1

4

Excelente

Excelente

Amarillea

Excelente

No

No

No es atacado

No

Propiedades químicas Resistencia

a

la

intemperie Resistencia

a

los

acidos débiles Resistencia

a

los

es

atacado

atacado

No

No

es

es

es

atacado es

No es atacado

Página 127

No

es

TRAFICO INTELIGENTE

ácidos fuertes Resistencia

a

los

álcalis débiles Resistencia

a

los

atacado

atacado

No

No

es

atacado es

atacado

Es

Es atacado

atacado

Acidos Oxidantes

Es

Es atacado

a

Es atacado

Es atacado

Es atacado

Es atacado

atacado Resistencia

No atacado

atacado

álcalis fuertes

No es atacado

los

Son atacados

solventes

por cetonas, ésteres. Hidrocarburos aromaticos y

derivados

clorados

Tabla 18. Tabla de propiedades del acrílico TABLA DE PESOS Y MEDIDAS (MEDIDAS EN MILIMETROS Y PESOS EN KGS

MEDIDAS

ESP

mm

2

Y ESP. 1030 x 1130 x 1220 x 1250 x 1290 2030

5,000

2230 6,200

1820

2470

1860

x 1350 x 1530 x 1530 x 1540 x 1780 x 2040 x 2060 x 2050

2530

2530 1860

1930

7,300 6,600 9,100 7,000

8,100 6,800 11,300

3

9,200

11,400 8,800

10,200 8,600 14,100 10,400 12,500

9,800 8,800 12,100 9,300

10,800 9,100 15,000 11,100 13,300

3,2 8,100

3080

7,600 5,900

2,4 6,100 7,600

2060

4

10,000 12,200 11,200 15,000 11,600

13,400 11,400 18,700 13,900 16,600 20,600 31,000

5

12,500 15,200 14,000 18,700 14,500

16,600 14,000 23,200 17,200 20,800 25,300 39,600

6

15,000 18,200 16,800 22,400 17,400

19,900 16,900 27,800 20,600 25,000 30,900 47,400

8

19,800 23,900

29,400 22,900

26,300 22,300 36,800 27,100 32,800 41,000 63,000

10

24,300 29,800

36,600 28,600

32,800 27,700 45,700 33,700 40,900 51,200 78,700

12

29,3

43,800 34,100

39,300 33,200 54,600 40,500 49,000 61,500 94,300

35,700

Tabla 19. Tabla de pesos y medidas del acrílico

Página 128

es

TRAFICO INTELIGENTE

2.3.11 LED ULTRA BRILLANTE RGB 10 MM CARACTERISTICAS Descripción LED ultra brillante RGB 10 mm, varios colores. Útil para iluminar y/o hacer proyectos electrónicas. Ilustración 59, dimensiones Ilustración 60.

Ilustración 59. Dimensiones de un led ultra-brillante

Especificaciones 

Diámetro: 10 mm

Color

Voltaje de Operación Consumo

Intensidad

(V)

(mcd)

(mW)

Min

Max

Amarillo

2.0

2.4

Azul

3.2

Blanco

Luminosa

Min

Max

40

5,000

13,800

4.0

40

4,900

6,300

3.0

3.4

40

13,000

23,400

Camaleón 3.0

3.4

60

Rojo

2.4

40

10,600

13,800

2.0

Página 129

TRAFICO INTELIGENTE

Rosa

2.0

2.4

40

Verde

3.2

4.0

40

10,000

13,800

Tabla 20. (Tabla de especificaciones de un led ultra-brillante)

Ilustración 60. Plano de dimensiones de un led ultra-brillante

2.3.12 Estructura Página 130

TRAFICO INTELIGENTE

De acuerdo a las características del proyecto se busco la forma de dar la mayor vista posible al prototipo. Por lo cual se hizo un análisis de las características del semáforo, mecanismos y equipos que se utilizaran para el proyecto. Con lo anterior se busco la forma de hacer visible cada uno de los componentes y así hacer más fácil la demostración del producto y la importancia que tiene cada uno para la obtención del resultado deseado. Ver Ilustración 61 y 62.

Ilustración 61. Plano de dimensiones de la estructura de los semáforos

Página 131

TRAFICO INTELIGENTE

Ilustración 62. Plano de dimensiones de la explosión de los componentes del semáforo

2.3.13 CABLE DE PVC CALIBRE 22 Descripción del Producto Cable de PVC calibre 22 con 6 conductores y blindaje de aluminio Características 

Conductor: Calibre 22 (AWG) 7/30 de cobre estañado flexible.



Aislante: PVC semi rígido, .010" (.25mm).



Cable: 6 conductores aislados trenzados formando un solo cable. Colores Negro, Blanco, Rojo, Verde, Café y Azul.



Blindaje: Cinta de aluminio poliéster (cubierto al 100%) con cable de drenaje calibre 22 (AWG) que hace contacto con la superficie metalizada. Página 132

TRAFICO INTELIGENTE



Cubierta: PVC libre de plomo color gris cromado con grosor de .032" (.81mm)



Diámetro: 0.212 inch (5.38mm), ver Ilustración 63

Ilustración 63. Cable De Pvc Calibre 22

Propiedades físicas  Temperatura máxima: 60°C y 80°C 

WT./M', Nom., NET.: 32.9 Lbs

Propiedades eléctricas 

Capacidad mutua: 37 PF/FT



Capacitancia con puesta a tierra: 67 PF/FT



Voltaje máximo: 300V



Resistencia: 16.7 OHMS/M'

Uso 

Comunicaciones



Datos



Cable de Control

Página 133

TRAFICO INTELIGENTE

2.3.14 PIC-MICRO CONTROLADOR PARA SEMAFORO INTELIGENTE. ¿Qué es un micro controlador? Es un circuito integrado programable. Los micro controladores se programan para controlar el funcionamiento de una determinada tarea. Para ello contienen todos los elementos de un computador aunque de manera limitada, estas son:  Microprocesador.  Memoria.  Líneas de entrada/salida Todos estos elementos están contenidos dentro del mismo microcontrolador, solo salen al exterior a través de determinadas patas del chip, las líneas de entrada y salida que gobiernan los periféricos. A continuación entraremos un poco más adelante en detalle de cada uno de estos elementos: MICROPROCESADOR, o simplemente el micro, es el cerebro que se encarga de realizar todas las operaciones lógicas. A veces al microprocesador se le denomina CPU (central processunit, unidad central de proceso). La MEMORIA del microcontrolador está formada por la memoria del programa que contiene todas las instrucciones del programa de control, el cual esta grabado de forma permanente en la misma. Lo que permite el uso de memorias del tipo solo escritura, ROM, EEPROM o flash son algunos de los tipos mas utilizados y la memoria de datos, que contiene toda la información que varia de forma continua en el programa (como las variables), por lo tanto esta memoria ha de ser la lectura/escritura, por lo que es frecuente el uso de memoria RAM. Las LÍNEAS de entrada y salida se utilizan para comunicar el microcontrolador con los diferentes periféricos que el programa va a controlar, la mayoría de las patillas del chip están destinadas a este fin y se agrupan comúnmente en grupos de 8 denominados puertos. Ilustración 64.

Página 134

TRAFICO INTELIGENTE

Ilustración 64. Estructura Interna De Un Micro controlador

Formas de programar un microcontrolador. El código maquina es el conjunto de instrucciones con las que trabajan los microcontroladores, sin embargo la programación parte de un lenguaje mucho más sencillo para que el programador, posteriormente se transforma a código máquina para poder grabarlo al micro, todo esto se resume en tres pasos: EDICIÓN____COMPILACIÓN_____GRABACIÓN. El programador utiliza el editor para escribir el código fuente (líneas de instrucciones del programa, dependiendo de la calidad del editor, ofrecerá un mayor número de prestaciones y ayudas al programador para facilitarle el desarrollo del mismo.

Página 135

TRAFICO INTELIGENTE

Compilador Para poder programar los microcontroladores surge la necesidad de crear un programa que permita generar el código maquina a partir de las instrucciones pertenecientes al lenguaje de programación utilizado por el programador. A partir de este concepto se desarrollaron los compiladores. En resumen, un compilador permite traducir un programa hecho con un determinado lenguaje de programación a código de máquina. Muchos de los compiladores que existen en el mercado incorporan un editor propio. Se puede clasificar un compilador en función del lenguaje de programación que va a traducir a código maquina: ENSAMBLADOR: es el de más bajo nivel de todos, una instrucción de ensamblador se traduce a una instrucción de código de máquina, es por tanto el más rápido y el que menos memoria ocupa. Por el contrario la programación puede ser en un principio complicada y laboriosa que en otros lenguajes de nivel más alto. BASIC: es un lenguaje de más alto nivel y que por su sencillez se ha popularizado mucho, es menos rápido que el lenguaje de ensamblador y ocupa más memoria. C: Más próximo al lenguaje ensamblador que Basic en cuanto a nivel de programación pero más complejo de programar que este ultimo. Grabador El software grabador es un programa que se utiliza para programar el código maquina del programa, al microcontrolador. Este se encarga

de grabar el

programa en el microcontrolador haciendo uso de los puertos de comunicación del PC y de un hardware específico de grabación cuyo diseño depende del microcontrolador que se use. Ilustración 65. Página 136

TRAFICO INTELIGENTE

Ilustración 65. Programador Master-Prog Usb

El programador MASTER-PROG USB fue diseñado para brindar un Óptimo desempeño y versatilidad de uso con el puerto USB 2.3.15 ¿QUE ES Protón IDE V1.0.4.6? Protón IDE es un profesional y de gran alcance visual de desarrollo integrado (ide), que ha sido diseñado específicamente para el compilador de protones plus. Protón ide acelera el desarrollo de productos en un ambiente confortable entorno de usuario sin comprometer el rendimiento, la flexibilidad o el control.

Características * los resultados del compilador proporciona in moldeción sobre el dispositivo utilizado, la potencia de código y los datos utilizados, el número de traducción del proyecto, así como fecha y hora. Asimismo puede utilizar la ventana de resultados para saltar a errores de compencaje. * Programador de inclusión el ide de protones permite emplazar e iniciar el software de programación preferido dentro de la entorno de desarrollo. Esto le Página 137

TRAFICO INTELIGENTE

permite recopilar y luego programar su microcontrolador con sólo una unos pocos clics del ratón (o pulsaciones de teclas, si lo prefiere). * Integrado gestor de arranque rápidamente aliviar un programa en el microcontrolador sin drama de un programador de hardware. Bootloading se puede innegableizar en un circuito a través de un cable conjunto conectado a su pc. dispositivos compatibles se incluyen 16f870, 16f871, 16f873 (a), 16f874 (a), 16f876 (a), 16f877 (a), 16f87, 16f88, 18f242, 18f248, 18f252, 18f258, 18f442, 18f448, 18f452, 18f458, 18f1220, 18f1320, 18f2220, 18f2320, 18f4220, 18f4320, 18f6620, 18f6720, 18f8620 18f8720 y. * Simulación en tiempo innegable de apoyo proteus tácito castigo de modelado (vsm) combina el molde de simulación de circuitos spice mixtos, animadas componentes y modelos de microprocesador para obviar la co-simulación de microcontroladores basados en completa diseños. Por primera vez, es posible descifrar y saborear los diseños antes de una física prototipo está construido. El protón más development suite viene explícito con una demostración gratuita traducción del entorno de simulación proteus y asimismo una conjunto de preconIlustracióndos tácito hardware juntas. * Comunicador de conjunto un sencillo utilizar sobreprecio que te permitirá transmitir y recibir datos a través de un cable conjunto conectado a su pc y el desarrollo bordo. el rudimentario de manejar ventana de conIlustraciónción le permite seleccionar el número de puerto, prontitud en baudios, paridad, tamaño en bytes y el número de bits de parada. Alternativamente, puede utilizar los favoritos de conjunto communicator posar rápidamente la conIlustraciónción de encaje preconIlustracióndos. * Actualización en línea actualización en línea está integrada en el entorno de desarrollo y le permiten mantenerse a la derecha hasta la fecha con más tardar características del ide y correcciones. * Plugin arquitectura el ide de protones ha sido diseñado pensando en la flexibilidad con soporte para plugins ide. Tamaño: 60,6 mb Ilustración 66. Página 138

TRAFICO INTELIGENTE

Ilustración 66. Entorno De Software Protón

2.3.16 MECANISMOS DE CONTROL PROGRAMACIÓN O SINCRONIZACIÓN DE SEMÁFOROS La finalidad de un sistema de semáforos sólo se cumple si es operado de una manera consistente y si se apega a las necesidades y requerimientos del tránsito. Los ciclos excesivamente largos y la división impropia de los mismos ocasionan faltas de respeto y desobediencia a las indicaciones de los semáforos. Los semáforos no deben manejarse manualmente más de lo estrictamente necesario, ya que este tipo de funcionamiento es frecuentemente menos eficaz que el control automático, el cual tiene tiempo debido y previamente fijados, especialmente en sistemas sincronizados. Una de las mayores dificultades en la sincronización de semáforos proviene de la necesidad de dar cabida a dos o tres patrones de volumen radicalmente diferentes a varias horas durante el período de operación.

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Cualquier plan de tiempos que se programe se confrontará con la información de conteos de tránsito, para tener la seguridad de que los cambios de intensidad de volumen de tránsito en las vías se regulen lo mejor posible. Algunos de los factores que se deben tomar en cuenta para programar el tiempo de las señales de una intersección son: A) Número de carriles de tránsito y demás condiciones físicas y geométricas. B) Variaciones del flujo del tránsito para cada movimiento direccional. C) Necesidades de los vehículos comerciales y de transporte público. D) Lapso en segundos entre el paso de dos vehículos consecutivos que salen de la intersección. E) Necesidades de los peatones. F) Necesidad de desalojar de la intersección los vehículos y los peatones al cambiar las indicaciones. G) Movimiento de cruce. La sincronización de los semáforos puede ser excesivamente compleja cuando comprende una serie de intersecciones con semáforos que tienen que ser operados para proporcionar el movimiento continuo de grupos de vehículos. Existen programas de computación para estos fines.

2.3.16.1 DIVISIÓN DEL TIEMPO TOTAL DEL CICLO Es importante asignar a las diversas calles de una intersección el tiempo que corresponde a la señal de la luz verde según las demandas del tránsito. El método que se describe a continuación ha dado resultados satisfactorios. Si los espaciamientos entre vehículos que salen de la intersección, medidos en tiempo durante la hora de máxima demanda de tránsito, son aproximadamente iguales en los carriles críticos de las calles que se intersectan, la repartición del ciclo con indicaciones de luz verde será más o menos correcta cuando los Página 140

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lapsos correspondientes a cada calle se hacen directamente proporcionales a los volúmenes de tránsito en los carriles críticos. Si durante la hora de máxima demanda existe una diferencia notable en los espaciamientos, medidos en tiempo, entre los vehículos de los dos carriles críticos, debida, por ejemplo, a la presencia de camiones y autobuses en sólo uno de dichos carriles, la división del ciclo con indicaciones de luz verde será aproximadamente correcta, si los lapsos parciales se hacen proporcionales a los productos de volúmenes por espaciamientos en los carriles críticos de las calles que se cruzan. Como ejemplo, supongamos que se ha escogido un ciclo de 60 segundos y que el tiempo necesario para que los vehículos desalojen la intersección inmediatamente después de la indicación de luz verde es de 5 segundos en cada calle esto deja un total de 50 segundos de luz verde a dividirse entre las dos calles. Supongamos que los volúmenes Va y Vb en los canales críticos durante la hora de máxima demanda de tránsito en las calles A y B son de 400 y 250 vehículos respectivamente. En el primer caso, supongamos que el espaciamiento entre vehículos para cada una de las calles es el mismo. Los tiempos aproximados Ta y Tb correspondientes a la indicación de luz verde para las calles A y B respectivamente se obtienen como sigue: Ta = 400 y Ta + Tb = 50 segundos (tiempo total de la luz verde) Tb

250

Ta 50-Ta

= 400 entonces Ta = 31 segundos y Tb = 50-31 seg. = 19 seg. 250

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TRAFICO INTELIGENTE

En el segundo caso, supongamos que el espaciamiento entre vehículos al arrancar en la calle A (Ea) es de 3 segundos y el espaciamiento (Eb) en la calle B es de 5 segundos. La diferencia en espaciamiento se podría deber a un alto porcentaje de camiones en el carril critico de la calle. B. La división de los tiempos con indicaciones de luz verde se obtiene, en forma aproximada, como sigue: Ta Tb

= Tb x Eb

Ta 50-Ta

Ta

x

Ea

=

400

x

3

250 x 5

= 400 x 3

Ta = 24 segundos y Tb = 50 - 24 = 26 segundos

250 x 5

Se debe insistir que cálculos tan elementales como los anteriores únicamente son un medio aproximado para determinar el tiempo que corresponde a cada calle. Otras consideraciones, tales como el tiempo necesario para cruces de peatones y las condiciones geométricas de la intersección también afectan las amplitudes de los ciclos de semáforos. Después de la elección inicial de la duración del ciclo y del programa de tiempos, se efectuarán revisiones y estudios del semáforo en funcionamiento, para obtener el programa más adecuado. Como regla general, ningún lapso de luz verde será menor que el tiempo necesario para que el grupo de transeúntes que espera el cambio de indicaciones pueda cruzar, excepto cuando se dispone de un intervalo especial para peatones. Los experimentos con tiempos de semáforos, en cuanto se refieren a circulación de vehículos, han demostrado que se puede alcanzar una excelente eficacia bajo ciertas condiciones de máxima demanda de tránsito con lapsos de luz verde tan breves como de 15 segundos; sin embargo, normalmente deben ser algo mayores para permitir a los peatones cruzar la calle con seguridad.

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TRAFICO INTELIGENTE

Cuando el tiempo para cruce de peatones coincide con el período de luz verde; éste debe ser lo suficientemente prolongado para que se disponga de no menos de 5 segundos en los que se indica a los peatones que pueden empezar a cruzar y lo suficientemente largo para permitir a los que ya empezaron a cruzar llegar hasta una zona de seguridad. Por ejemplo, si se requieren 14 segundos para que los peatones crucen la calle o lleguen a una zona de seguridad y el intervalo para el despeje de vehículos (amarillo) es de 3 segundos, el intervalo total en luz verde debe ser, como mínimo, de 5 + 14 - 3 = 16 segundos. 2.3.16.2 COORDINACIÓN DE SEMÁFOROS PRE-SINCRONIZADOS En general, todos los semáforos presincronizados separados entre sí hasta 800 m., que controlan el mismo tránsito en una vía principal o en una red de intersecciones de rutas preferenciales, deben operar coordinadamente. Aún a distancias mayores la coordinación puede ser recomendable bajo ciertas circunstancias. Se recomienda el empleo de controles interconectados. Sin embargo, la coordinación no podrá mantenerse en las fronteras de sistemas de semáforos que operan en diferentes ciclos. La coordinación debe incluir tanto semáforos accionados como no accionados o presincronizados, siempre y cuando se ubiquen a distancias apropiadas. Grandes inconvenientes y demora son el resultado de la operación independiente,

no

interrelacionada,

de

instalaciones

de

semáforos

estrechamente adyacentes que operan con control presincronizado. La mayor parte de este retardo puede eliminarse mediante una coordinación planificada cuidadosamente.

Página 143

TRAFICO INTELIGENTE

2.3.16.3 TIPOS DE COORDINACIÓN La clasificación más útil de los sistemas de control de semáforos está basada en el método de coordinación. Puesto que el propósito de esta coordinación es organizar y dar fluidez al tránsito, es esencial entender de qué manera operará la corriente principalmente vehicular según los diversos sistemas. Según esto, existen cuatro tipos de sincronización de semáforos no accionados o presincronizados: A) Sistema simultáneo. B) Sistema alterno. C) Sistema progresivo limitado. D) Sistema progresivo flexible. 2.3.16.4 SEMÁFOROS ACCIONADOS POR EL TRÁNSITO DEFINICIÓN Un semáforo accionado por el tránsito es un aparato cuyo funcionamiento varía de acuerdo con las demandas del tránsito que registren los detectores de vehículos o peatones, los cuales suministran la información a un control maestro. USO Se usarán en las intersecciones donde los volúmenes de tránsito fluctúan considerablemente en forma irregular y en donde las interrupciones de la circulación deben ser mínimas en la dirección principal. CLASIFICACIÓN Los semáforos accionados por el tránsito se clasifican en tres categorías generales: Página 144

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A) Semáforos totalmente accionados: Disponen de medios para ser accionados por el tránsito en todos los accesos de la intersección B) Semáforos parcialmente accionados: Disponen de medios para ser accionados por el tránsito en uno o más accesos de la intersección pero no en todos. C) Semáforos ajustados al tránsito: Es un tipo de semáforo en el cual las características del despliegue de señales en los controladores locales para un área o para una arteria, varían continuamente de acuerdo con la información sobre el flujo del tránsito suministrada a un computador maestro por detectores de muestreo ubicados en puntos de flujo típico en el área. 2.3.17 OBJETIVO ESTÁNDAR PARA SENSORES INDUCTIVOS. Los sensores de proximidad inductivos incorporan una bobina electromagnética la cual es usad a para detectar la presencia de un objeto metálico conductor. Este tipo de sensor ignora objetos no metálicos Un objetivo estándar es una placa que tiene una superficie plana, liza, hecha de acero dúctil de 1mm de grueso. La longitud de los lados del objetivo estándar es igual al diámetro de la superficie de sensado o tres veces el rango de operación especificada, el cual es mayor. Ilustración 67.

Ilustración 67. Sensor Inductivo Estándar

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Tabla 21. Tabla de especificaciones de un censado

Modelos de sensores de corriente directa.

Aunque hay en el mercado algunos dispositivos de 2 hilos de corriente directa (DC). Los modelos de sensores inductivos típicamente son de 3 ó 4 hilos los cuales requieren una fuente de poder separada. Algunos modelos usan de conmutador transistores NPN y otros usan transistores PNP. Ilustración 68.

Ilustración 68. Sensores De Corriente Directa

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Operación como suministro de corriente (sourcing)

Los sensores de proximidad de DC de 3 hilos pues en ser dispositivos ya sea de suministro de corriente (sourcing) o de “drenado” de corriente (sinking). Los sensores de tipo suministro (sourcing) usan transistores PNP para conmutar la corriente de carga y los sensores de tipo drenado de Corriente (sinking) usan transistores NPN. El tipo de transistor usado es un factor importante para determinar la compatibilidad del sensor con la entrada del sistema de control (por ejemplo un PLC). En la ilustración se muestra la etapa de salida de un sensor tipo suministro de corriente. Cuando el transistor PNP se satura, fluye corriente del transistor hacia la carga. Ilustración 69

Ilustración 69. Sensores De Corriente Sourcing

Operación normalmente abierto y normalmente cerrado

Las salidas pueden ser Normalmente abiertas o normalmente cerradas dependiendo de la condición del transistor cuando el objetivo no está ausente. Si, por ejemplo, el transistor de salida esta Off cuando el objetivo está ausente, entonces es un dispositivo Normalmente abierto. Si el transistor de salida está ON cuando el objetivo este ausente éste es un dispositivo normalmente cerrado. Los transistores también pueden ser dispositivos complementarios (4 hilos). Se dice que un sensor es de salida complementaria cuando tiene tanto operación como Normalmente abierto y normalmente cerrado en el mismo sensor. Ver la Ilustración 70

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Ilustración 70. Sensor de 4 hilos complementario

Ilustración 71. Símbolos De Sensores De 3 Hilos

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Ilustración 72. Símbolos De Sensores De 2 Hilos

2.3.18 Paneles y celdas solares Módulos Fotovoltaicos Los módulos fotovoltaicos convierten la energía luminosa del Sol en electricidad, esta es utilizada de inmediato mediante inversores de red o puede ser almacenada en un banco de baterías a través de un control de carga o un seguidor de máxima potencia (MPPT). La electricidad de las baterías también puede ser convertida en corriente alterna como la de la línea eléctrica por medio de un inversor CD/CA a baterías. Los Paneles Solares monocristalinos y multicristalinos tienen múltiples ventajas: Sus celdas solares están fabricadas con el contacto en la parte posterior mejorando la apariencia y aumentando la eficiencia. Página 149

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Estas celdas solares tienen una estructura única diferente de las celdas convencionales que permiten eficiencias promedio de conversión de hasta un 20%. Aplicaciones:  Cercos eléctricos.  Recarga de aparatos electrónicos (se requiere interface).  Telefonía pública.  Cámaras de seguridad.  Sensores remotos  Controladores de Carga a Baterías  Controladores sofisticados para aplicaciones de bajo costo.

El circuito electrónico interno está equipado con un microprocesador que provee una carga altamente eficiente y una correcta señalización del estado del sistema y alarmas. El método de regularización de carga (PWM) se ajusta a la batería de plomo acido, selladas o abiertas. El estado de carga de las baterías es claramente indicado mediante3 LED's. Características:  Señalización del estado de carga de las baterías mediante 3 LED’s.  Aviso sonoro previo a la desconexión del consumo.  Regulación por modulación de ancho de pulso de tipo Serie.  Carga a fondo de baterías, ecualización y flotación, también para baterías tipo VRLA.  Detección automática de tensión nominal de 12 ó 24 V.  Control con compensación de temperatura.  Borneras para cables de hasta 16 mm2. Página 150

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 Desconexión por bajo voltaje de baterías por voltaje o estado descarga.  Completa protección electrónica. Tabla: Datos técnicos (fuente http://www.energiafotovoltaica.ws)

Tabla 22. Tabla De Especificaciones Técnico (fuente http://www.energiafotovoltaica.ws)

Inversores para Interconexión a Red. Desde 2007 la legislación mexicana permite a cualquier usuario residencial o comercial del sistema eléctrico nacional el generar su propia electricidad, mediante el uso de sistemas solares, interconectándose a la misma red eléctrica para intercambiar energía con ella. El límite es 10 KW en uso residencial y 30 KW en uso comercial, con lo cual se abre la posibilidad a cualquier ciudadano de contribuir con su generación, desde una fracción hasta la totalidad de su consumo eléctrico, pagando a la compañía eléctrica únicamente la porción de energía no generada por el Sol. Inversor fotovoltaico.  Peso ligero.  Con sólo11.8 kg de peso, los FRONIUSIG son los inversores para  Sistemas FV conectados a la red más ligeros en su categoría, Página 151

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 Haciendo su instalación sencilla y redituable.  Flexible  El amplio rango de voltaje desde 150M 500V permite usar diferentes  Tipos de módulos y posibilidades de conIlustraciónción de sistemas.  Menor costo  Interruptores de CA y CD integrados y aprobados por UL. Reducen  El tiempo y complejidad de instalación eliminando frecuentemente la necesidad de desconexiones adicionales.  Display LCD.  Amigable para el usuario, incluida en todos los FroniusIG, monitorea más de 20 parámetros críticos de desempeño del sistema.  Ranuras de expansión en el inversor permiten fácilmente agregar baterías y gabinetes.

Las baterías almacenan la energía proveniente de los módulos solares para que pueda ser usada durante la noche, su tamaño es determinado por los períodos de nublados esperados. Las baterías que aquí se presentan son de plomo ácido en dos versiones: electrolito líquido (abiertas y cerradas) y de electrolito inmovilizado (gel) para aplicaciones que requieran muy bajo mantenimiento. El tiempo de vida de una batería depende de la profundidad de régimen cargadescarga (ciclada), es por ello que el tamaño de banco de baterías es determinante en su vida útil. Inversores a Baterías y Cargadores. Tienen aplicación en sistemas de plantas solares autónomas e híbridas, sistemas de telecomunicaciones, sensores remotos, sistemas de bombeo, protección catódica, etc.

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Conforman una excelente opción para aplicaciones de baja potencia como licuadoras y taladros pequeños, televisores, reproductores de videocintas y DVD's. Los inversores de la serie SP son eficientes (90 %) y confiables. Su forma de onda de salida es sinusoidal modificada en ancho de pulso que entrega la potencia de acuerdo a la demanda de las cargas y ahorra energía (bajo consumo > 0.3 A) cuando está enstandby. Los inversores de la serie SP están equipados con alarmas de bajo voltaje, sobre temperatura y sobrecarga, además de estar protegidos contra inversión de polaridad. Tabla: Información técnica de inversores a baterías

Tabla 23. Tabla de especificaciones (fuente http://www.energiafotovoltaica.ws)

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2.3.19 Conclusiones análisis Técnico Operativo El Análisis Técnico Operativo juega un papel primordial en la elaboración del proyecto, ya que es a través de éste que se verificará la funcionabilidad, los materiales, el proceso de producción y la tecnología que se empleará para la puesta en operación del sistema, esto conjugado con el resto de los análisis en la elaboración de proyectos establecida en el marco metodológico. La selección de los materiales que se determinó mediante los cálculos realizados en función de las dimensiones establecidas para nuestro prototipo pudo vislumbrar las capacidades requeridas de los insumos utilizados. En análisis técnico no sólo trata de saber cuánto resiste un material, o cuanto gasto de agua se obtendrá, sino en ver la posibilidad de ampliar el conocimiento que se tiene en las distintas variables que existen para crear un proyecto. En conclusión se puede obtener de este análisis un sinfín de variables para la creación de múltiples cosas, siempre y cuando se hagan mediante un estudio que sustente los sistemas que se propongan de una manera metodológica. De acuerdo a los estudios que se realizaron se determina la viabilidad del proyecto en función de que es factible su construcción y puesta en operación con la tecnología que se implemento en el sistema.

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2.4 ESTUDIO ECONÓMICO FINANCIERO

FORMULACION Y EVALUACION DE PROYECTOS

DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

ANALISIS DE MERCADO

ANALISIS TECNICO OPERATIVO

RETROALIMENTACION

ANALISIS ECONOMICO FINANCIERO

ANALISIS SOCIOECONOMICO

ANALISIS AMBIENTAL

RESUMEN Y CONCLUCIONES

DECISION SOBRE EL PROYECTO Ilustración 73. Estructura general de la evaluación de proyectos

2.4.1 Estudio Económico-Financiero

Como objetivos en este estudio económico financiero, conforma una etapa de los proyectos de inversión, en el que Ilustración de manera sistemática y ordenada la información de carácter monetario, en resultado a la investigación y análisis efectuados en las etapas posteriores; que será de gran utilidad en la evaluación de la rentabilidad económica del proyecto. Los objetivos propuestos para el desarrollo de este análisis son:  Determinar el monto de inversión total requerida y el tiempo en que será realizada.

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TRAFICO INTELIGENTE

 Llevar a cabo el presupuesto de ingresos y egresos en que incurrirá el proyecto.  Analizar costos y gastos incurridos

El estudio económico determina los costos totales en que incurrirá el proyecto. El estudio económico financiero trata, de determinar cuál será la cantidad de recursos económicos que son necesarios para que el proyecto se realice, es decir, cuánto dinero se necesita para que la planta opere y se mantenga. En el presente documento, se muestran los análisis y estudios financieros para el desarrollo y construcción de un semáforo con sistema inteligente con un proceso de energía renovable Para la realización de tal estudio se analizarán las distintas variables que estarán involucradas y serán fundamentales para la obtención de resultados satisfactorios así como de la factibilidad de la implementación del semáforo, los puntos a investigar son:  Población.  Proyecciones poblacionales.  Tipo de avenidas o calles.

2.4.2 Análisis de ventas En este se expresa las cantidades de ventas anuales en unidades monetarias. El principal mercado para la venta y distribución del semáforo inteligente, será para municipio de Tecámac Estado de México. Esto debido al lanzamiento inicial del producto, gestionando es uso correcto del mismo.

Así mismo generar conciencia del la contaminación de aire como el ruido en la zona conurbada.

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Mercado: Comercial – IndustrialEstamos a sus órdenes ofreciéndole nuestros productos y servicios de semáforos inteligentes como:  Construcción de semáforos.  Mantenimiento preventivo, predictivo y correctivo de cualquier tipo de semáforo.

2.4.3 Listado de insumos (materiales) que intervienen en la construcción

(Cifra expresada en pesos) Presupuesto Base: Construcción de un semáforo inteligente Lugar: Universidad Tecnológica De Tecámac Municipio: Tecámac. Edo. De México. CONCEPTO

CANTIDAD

PRECIO

PIC16F887

1 PIEZA

$50

LED´S ULTRABRILLANTES

40 PIEZAS

$320

EQUIPO DE SEMAFORO

CABLE DE PVC CALIBRE 20 METROS

$200

22 ULN2003

2 PIEZAS

$40

CONECTORES

20 PIEZAS

$160

REISITENCIAS 330 Ω

40 PIEZAS

$15

RESISTENCIAS 10K Ω

10

$4

DE 1 PIEZA

$60

1 LITRO

$ 60

PROGRAMADOR MASTER- 1 PIEZA

$540

PLACA

FENOLICA

30*30 CLURORU FERRICO

PROG DISPLAY LCD

1 PIEZA

$120 Página 157

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POTENCIOMETRO 50 K LAMINA

DE

2 PIEZAS

$20

ACERO 1 PIEZA

$300

INOXIDABLE LAMINA DE ACRILICO

1 PIEZA

$88

PLACA DE ALUMINIO

1 PIEZA

$190

REMACHES DE AUMNIO

¾ GRAMOS

$68

CELDAS

FOTO 1 PIEZA

$3,200

VOLTAICAS 80W BATERÍA DE CARGA 12V - 1 PIEZA

$250

9 AMP/H TOTAL

$5,625 Tabla 24. Listado de materiales (Fuente propia)

2.4.4 Determinación de la inversión. La cuantificación de las actividades de inversión previas a la puesta en marcha y de aquellas que se realizan durante la operación de los semáforos inteligentes,

con

las

características

descritas

anteriormente,

serán

determinantes para la posterior evaluación económica del proyecto. Para tal efecto, el monto de inversión total requerido se sintetiza en dos segmentos:  Inversión fija  Inversión diferida  Capital de trabajo 2.4.5 Inversión fija. La inversión fija del proyecto contempla la inversión de activos fijos tangibles, tales como terreno, luz, la adquisición de mobiliario y equipo, para su inicio de operación.

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Por lo tanto, la inversión fija total de este proyecto en particular, queda de esta manera: Proyecto

Semáforo inteligente

CONCEPTO

PRECIO

Mobiliario y equipo

$10,519

Herramientas

$4,195

Gastos

$7,200

TOTAL

$21,914 Tabla 25. Tabla De Inversión Fija (Fuente propia)

Nota: El material queda especificado en la siguiente tabla. Mobiliario y equipo

Proyecto

Semáforo inteligente

CANT.

MOBILIARIO Y EQUIPO

TOTAL

1

Escritorio

$600

2

Computadora

$6,200

1

Teléfono

$220

1

Impresora

$1,499

Stands

$2000

TOTAL

$10,519 Tabla 26. Tabla De Mobiliario Y Equipo (Fuente propia)

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Gastos Proyecto

Semáforo inteligente

CANT.

MOBILIARIO Y EQUIPO

TOTAL

1

Papelería

$400

1

Gasolina

$800

1

Transporte

$400

1

Impresora

$2000

TOTAL

$3,600 Tabla 27. Tabla De Gastos (Fuente propia)

Herramientas Proyecto

Semáforo inteligente

CANT.

HERRAMIENTAS

COSTO TOTAL

2

Taladros

$480

$960

1

Juego de llaves combinadas

$320

$320

5

Lentes de seguridad

$23

$115

1

Soldadora (planta)

$2,700

$2,700

1

pistola remachadora

$100

$100

TOTAL

$4,195 Tabla 28. Tabla De Herramientas (Fuente propia)

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2.4.6 Inversión diferida. Este tipo de inversión se refiere a las inversiones en activos intangibles, los cuales se realizan sobre activos construidos por los servicios o derechos adquiridos necesarios para la puesta en marcha del proyecto. La inversión diferida que se estipula se muestra de la siguiente manera: PROYECTO

SEMÁFORO INTELIGENTE

CONCEPTO

COSTO TOTAL

CONTRATACIÓN

DE

SERVICIO $599

TELEFÓNICO PERMISO DE USO DE SUELO *CONSTITUCIÓN

LEGAL

$500 DE

LA $600

EMPRESA TOTAL

$1,699 Tabla 29. Tabla De Inversión Diferida (Fuente propia)

*La constitución legal de la empresa es en base de una Sociedad Anónima de Capital Variable (S.A. de C.V.) 2.4.7 Capital de trabajo La inversión en capital de trabajo construye el conjunto de recursos necesarios para la operación normal del proyecto, en este sentido, el capital de trabajo necesario para poner en marcha el proyecto, consta de tres rubros principalmente.

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1. Materia prima 2. Insumos 3. Mano de obra El capital de trabajo se muestra de la siguiente manera. El capital de trabajo se muestra de la siguiente manera. 1.- Materia prima Proyecto

Semáforo inteligente

CONCEPTO

MONTO MENSUAL

MATERIAL PARA MANTENIMIENTO.

$1,200

PRESUPUESTO

BASE

DEL

SEMAFORO $5,625

INTELIGENTE INVERSIÓN TOTAL DE MATERIAS PRIMAS

$6,825

Tabla 30. Tabla De Capital De Trabajo Materia Prima (Fuente propia)

2.- Insumos Proyecto

SEMAFORO INTELIGENTE

CONCEPTO

MONTO MENSUAL

RECIBO DEL SERVICIO DE AGUA

$ 200

RECIBO TELEFÓNICO

$599

RENTA DEL LOCAL

$3,000

RECIBO DE LUZ (BIMESTRAL)

$1,450

INVERSIÓN TOTAL DE INSUMOS

$5,249

Tabla 31. Tabla De Capital De Trabajo Insumos (Fuente propia)

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TRAFICO INTELIGENTE

3.- Mano de obra

Proyecto

SEMARO INTELIGENTE

CARGO

NUMERO

MONTO

MONTO

MONTO

DE

SEMANAL

MENSUAL

MENSUAL

PUESTOS REPRESENTANTE 1

TOTAL $3,800

$15,200

$15,200

1

$1,800

$7,200

$7,200

electro 1

$1,800

$7,200

$7,200

o 1

$1,000

$4,000

$4,000

$6,000

$6,000

GENERAL (DIRECTOR) Ing. de proyectos Ing. mecánico Secretaria

Atención al publico Lic. Administración

1

$1,500

Agente de ventas

2

COMISIÓN POR VENTAS

Obreros

2

$1,200

$4,800

$9,600

tornero

1

$1,800

$7,200

$7,200

INVERSIÓN TOTAL EN MANO DE OBRA

$56,400

Tabla 32. Tabla De Capital De Trabajo Mano De Obra (Fuente propia)

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TRAFICO INTELIGENTE

Capital de trabajo

PROYECTO

SEMÁFORO INTELIGENTE

CONCEPTO

MONTO MENSUAL

MATERIA PRIMA

$6,825

INSUMOS

$5,249

MANO DE OBRA

$56,400

INVERSIÓN TOTAL EN CAPITAL DE TRABAJO

$68,474

Tabla 33. Tabla De Capital De Trabajo (Fuente propia)

Precio de producción y venta PRODUCCIÓN: Se ha estimado un costo de producción de $$5,625 MN por unidad. PRODUCCIÓN: la producción será proyecto

VENTA: Se pretende un costo de venta de $14,000.MN por unidad, precio final de venta al gobierno. 2.4.8 Necesidades totales de capital

Recursos monetarios necesarios para puesta en marcha y desarrollo del proyecto. El presupuesto para la construcción de un semáforo varía de acuerdo a las especificaciones del cliente, el semáforo básico es de $12,000 y de ahí, el precio se puede elevar dependiendo de las medidas y especificaciones del cliente así como también, el tipo condiciones quiere que opere el sistema

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TRAFICO INTELIGENTE

2.4.8.1 Factores de salario real

De acuerdo con la Ley Federal del Trabajo el salario real es el salario total que por ley debe recibir el trabajador por jornada de trabajo, en donde se incluyen todas las prestaciones y servicios que debe recibir dicho trabajador. 1.- De acuerdo con la Ley Federal del Trabajo se debe pagar al trabajador una cuota diaria equivalente a: 365 días + 15 días = 381.5 días

2.- De acuerdo con la Ley Federal de los trabajadores tienen derecho a descansar con goce de salario los siguientes días del año: por días festivos = 7.17 días al año, días domingos = 52 días, vacaciones = 6 días = 65.17 días

3.- De acuerdo con la experiencia y la política de cada constructor es necesario considerar algunos días del año en los cuales el trabajador goza de un salario integro:  Por costumbre = 4 días (12 de diciembre, 3 de mayo, 1 de noviembre, 1 de Enero).  Por enfermedad no profesional = 3 días, por mal tiempo = 6 días = 13 días

DIAS PAGADOS: * * DIAS REALMENTE TRABAJADOS: *288.83* {draw: line} 381.5 D. P. = 1.3208 288.83 Lo cual significa que al integrar el salario real del trabajador deberá considerarse un incremento del 31.18%.

2.4.8.2 Salario mínimo en México Si bien muchos países del mundo determinan sus salarios mínimos en forma global o general, México es un país que desde hace muchos años lo hace de Página 165

TRAFICO INTELIGENTE

una forma especial, indicando valores diferentes para cada uno de los rubros en los que las personas se desempeñan en lo que respecta al trabajo. Aún así, existe estipulado un salario mínimo general para el año 2013 en México, el cual se divide de acuerdo a tres zonas geográficas diferentes. En la Zona A el mínimo es de 62.33 pesos mexicanos al día, mientras que en las Zonas B y C el mínimo pasa a ser de 60.57 y 58.09 pesos mexicanos al día respectivamente. Ese es el salario mínimo 2013 en México. 2.4.8.3 Presupuesto de ingresos y egresos

El presupuesto de ingresos y egresos se refiere a la información de carácter monetario que resulta de la operación de una empresa en determinado periodo de tiempo. Ambos presupuestos proporcionan una estimación de entrada y salida de efectivo; útil para la realización del Estado de Resultados (Estado de Pérdidas y Ganancias) y Punto de Equilibrio, para posteriormente dar pasó a la Evaluación Económica del proyecto en sí.

2.4.8.4 Presupuesto de ingresos

Este presupuesto presenta el monto de ingresos generados por la venta de los semáforos así como de servicios que se ofrecen en la industria como:  Mantenimiento de los semáforos  Diseño de nuevos semáforos  Automatización de semáforos  Venta de material y equipo para semáforos  Re-diseño de semáforos

Para el cálculo de ingresos se toman en cuenta las siguientes especificaciones:  La capacidad promedio de producción de semáforos es de 20 al mes. Página 166

TRAFICO INTELIGENTE

 El pronóstico de ingresos se realizará por 1 año (2013-2014), este es un periodo contemplado para estimar resultados  El primer año se trabajará a una capacidad de 50% puesto que el producto se dará a conocer.  La estimación de ingresos generados por la venta de los servicios mencionados con anterioridad, presenta incrementos anuales que corresponden al ajuste de cuotas y precios de dichos servicios en respuesta a variaciones en los costos de materias primas e insumos que se originen en los siguientes años.

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TRAFICO INTELIGENTE

NOTA: * La venta de los materiales está basado específicamente para semáforos. MESES

ENE-FEB

CAN

MARZO-

CAN

MAY-

CAN

JUL-

CAN

SEP-

CAN

T.

ABR

T.

JUN

T.

AGO

T.

OCT

T.

NOV-DIC

CAN T.

SEMAFOROS

280,000

20

280,000

20

280,000

20

280,000

20

280,000

20

280,000

20

MANTENIMIENTO

7,500

3-5

7,500

3-5

7,500

3-5

7,500

3-5

7,500

3-5

14,000

5-8

0

10,000

4

10,000

4

10,000

4

20,000

6

5

2,000

5

2,000

5

2,000

5

2,000

5

VENTA DE PIEZAS

0

(POR SEPARADO) PRESUPUESTO

2,000

5

2,000

DE PROYECTOS TOTAL MENSUAL

289,500

TOTAL ANUAL

$1´794,100

289,500

299,500

299,500

299,500

Tabla 34. Presupuesto de ingresos anuales (Fuente propia)

Página 168

316,600

TRAFICO INTELIGENTE

Cabe señalar que los ingresos percibidos en venta de material y complementos se refieren a venta de accesorios tales como tarjetas loicas, cable, led´s etc. Sin embargo, los ingresos estimados promedio por tales conceptos no se excluyen, ya que en caso de que se demanden podrán generar ingresos extra al proyecto.

2.4.9 Conclusiones de análisis Económico-Financiero

El objeto del análisis económico nos indica la determinación del monto de los recursos económicos necesarios para la realización del proyecto; para realizar una inversión, se debe estudiar el proyecto independiente que la evaluación de un proyecto no se efectué de las fuentes de financiamiento, mientras más convenientes sean las condiciones de financiamiento que se logren, mayor será el resultado positivo del proyecto. En principio el proyecto no presentará problemas de solvencia, ya que durante los meses proyectados el saldo de ingresos se encuentra por encima de la salida de los egresos. Por lo cual se puede decir, que el proyecto a prioridad demostrará tener viabilidad financiera y un alta en ganancias. La inversión inicial de las instalaciones es alta pero se amortiza de forma rápida. Se obtienen grandes beneficios. Como se ha demostrado en el proyecto, en el análisis anterior para un semáforo con sistema inteligente económicamente presenta un perfil favorable y viable para llevar a cabo una inversión.

Página 169

TRAFICO INTELIGENTE

2.5 ANALISIS SOCIOECONÓMICO FORMULACION Y EVALUACION DE PROYECTOS

DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

ANALISIS DE MERCADO

ANALISIS TECNICO OPERATIVO

RETROALIMENTACION

ANALISIS ECONOMICO FINANCIERO

ANALISIS SOCIOECONOMICO

ANALISIS AMBIENTAL

RESUMEN Y CONCLUCIONES

DECISION SOBRE EL PROYECTO Ilustración 74. Estructura general de la evaluación de proyectos

2.5.1 ESTUDIO SOCIOECONÓMICO

El estudio socioeconómico consiste en recoger información relevante de los diferentes aspectos relacionados con las condiciones sociales de los grupos afectados por el proyecto y los impactos en el bienestar que pueda causar el mismo.

Está dirigido a identificar los distintos grupos de población que se ven implicados por el proyecto, tanto por el lado de la oferta que existe en el mercado como por el lado de la demanda del producto final, además estudia las características del comportamiento de los afectados en los mercados de los diferentes bienes y servicios involucrados en la ejecución de un proyecto. Página 170

TRAFICO INTELIGENTE

Mediante las técnicas de Evaluación Socioeconómica de Proyectos se puede saber qué proyecto permite maximizar los beneficios. Tradicionalmente los proyectos se justificaban utilizando las siguientes frases: El proyecto beneficiará a (cierto número) de familias. El proyecto generará (cierto número) de empleos. El proyecto ahorrará (cierto número) de divisas. El proyecto evitará la contaminación de ríos o lagos. El proyecto permitirá recuperar (cierto número) de hectáreas. Lo cual es en cierta forma individual porque sólo se contempla una parte de los efectos del proyecto y no permitía comparar entre alternativas por no tener un mismo criterio de medición. Beneficio del sistema Hoy en día la problemática del tráfico en las grandes ciudades es cada vez más preocupante ya que la cantidad de automóviles que hay sigue en aumento. La demanda de transporte continúa creciendo como consecuencia del incremento de la población: actualmente, en la capital y en la zona urbana que rodea, residen en total 20 millones de persona, y existen actualmente 4.3 millones de automóviles que no solo provocan problemas de transito, sino que afectan el ambiente y el equilibrio psicológico de muchos habitantes de la cuidad. En el proyecto que se está realizando lo que pretende es reducir el consumo del exceso de gasolina que se produce en los cruces de transito devido al amotinamiento de automóviles, mediante el uso de sensores para dar un mejor servicio con los semáforos que existen. El semáforo inteligente es un dispositivo que permite ahorrar una gran cantidad de energía debida a que esta construido con tecnología LED que reduce bastante el consumo de energía. Es un sistema muy amigable con el medio ambiente ya que la energía que utiliza es captada a través de foto-celda solar, y esta es almacenada por medio de baterías para su buen funcionamiento por la noche. Página 171

TRAFICO INTELIGENTE

La cantidad de automóviles que circulan hoy en día, nos indica la necesidad de mejorar nuestros sistemas de tráfico y regulación de vehículos.

Un semáforo inteligente es una forma muy útil para poder controlar el tráfico en cruceros demasiado congestionados, acortando tiempos de espera de los vehículos así como también mejorando el consumo de gasolina de los automóviles. Ubicación geográfica del municipio Geografía Cabecera municipal

Tecámac Tecámac de Felipe Villanueva

Latitud

19° 43' N

Longitud

98° 58' O

Altitud

2,260 msnm

Tabla 35. Ubicación geográfica del municipio de Tecámac (Fuente: INEGI 2010)

Cifras de INEGI del municipio de Tecámac. Tecámac (náhuatl: tetl, camatl, “piedra, boca”, "en la boca de piedra") es un municipio conurbado del Estado de México; ubicado al norte del mismo, a 108 km de la ciudad de Toluca, capital del mismo; y a 38.5 km de la Ciudad de México. Forma parte de la Zona Metropolitana del Valle de México. El municipio de Tecámac, colinda al norte con el Estado de Hidalgo, al sur con los municipios de Ecatepec de Morelos, Acolman y Coacalco de Berriozábal, al oeste con los municipios de Zumpango, Nextlalpan, Jaltenco, Tultitlán y Coacalco de Berriozábal, al este con los municipios de Temascalapa, Teotihuacán y al norte con Tizayuca. Su cabecera es Tecámac de Felipe Villanueva. Página 172

TRAFICO INTELIGENTE

POBLACIÓN

La población registrada en el censo de población y vivienda de 2010 realizada por el INEGI fue de 364,579 habitantes de los cuales 177,713 son hombres y 186,866 son mujeres lo cual se representa en la siguiente tabla y gráfica.

Población Población

Tecámac

Población total

364579

Población total hombres

177713

Población total mujeres

186866

Porcentaje de población de 15 a 29 años

24.7

Porcentaje de población de 15 a 29 años hombres

24.3

Porcentaje de población de 15 a 29 años mujeres

25.2

Porcentaje de población de 60 y más años

5.4

Porcentaje de población de 60 y más años hombres

5

Porcentaje de población de 60 y más años mujeres

5.8

Relación hombres-mujeres

95.1

Tabla 36. Ubicación geográfica del municipio de Tecámac (Fuente: INEGI 2010)

Página 173

TRAFICO INTELIGENTE

Con el objetivo de mostrar los datos de la tabla anterior de una forma gráfica son tomados los datos de población de hombres y mujeres.

Ilustración 75. Población en relación a sexo (Fuente: INEGI 2010)

Ilustración 76. Porcentaje en sexo y edad de la población (Fuente: INEGI 2010)

Con lo anterior se demuestra que la población del municipio de Tecámac, en su mayoría son hombres y mujeres de entre 15 a 29 años.

Página 174

TRAFICO INTELIGENTE

Educación El nivel de educación del municipio es presentado en la siguiente tabla. Educación

Tecámac

Porcentaje

Población de 6 y más años

314813

Población de 5 y más años con primaria

89824

29%

Población de 18 años y más con nivel profesional

45862

15%

Población de 18 años y más con posgrado

2025

1%

Grado promedio de escolaridad de la población de 15 y más años

10

Tasa de alfabetización de las personas de 15 a 24 años

99.6

Tasa de alfabetización de los hombres de 15 a 24 años

99.5

Tasa de alfabetización de las mujeres de 15 a 24 años

99.7

Tabla 37. Porcentaje de educación del municipio.

Para tener una percepción más amplia se presenta el siguiente gráfico.

Ilustración 77. Porcentaje de educación del municipio.

Página 175

TRAFICO INTELIGENTE

Vivienda y urbanización Vivienda y Urbanización

Tecámac

Total de viviendas particulares habitadas

97147

Viviendas particulares habitadas con piso diferente de tierra

92898

Viviendas particulares habitadas que disponen de agua de la red pública en el ámbito de la vivienda

93704

Viviendas particulares habitadas que disponen de drenaje

94668

Viviendas particulares habitadas que disponen de excusado o sanitario

94877

Viviendas particulares habitadas que disponen de energía eléctrica

95132

Viviendas particulares habitadas que disponen de refrigerador

85853

Viviendas particulares habitadas que disponen de televisión

94030

Viviendas particulares habitadas que disponen de lavadora

74287

Viviendas particulares habitadas que disponen de computadora

35843

Tabla 38 Vivienda y urbanización del municipio (Fuente: INEGI 2010)

Página 176

TRAFICO INTELIGENTE

Con el objetivo de tener una mejor percepción de la urbanización y la vivienda del

municipio

se

grafican

los

diferentes

aspectos

de

la

tabla

anterior.

Ilustración 78. Vivienda y urbanización del municipio (Fuente: INEGI 2010)

Con la gráfica anterior se puede ver que en su mayoría las viviendas del municipio de Tecámac cuentan con: Viviendas particulares con piso diferente a tierra Viviendas particulares habitadas que disponen de agua de la red pública en el ámbito de la vivienda. Viviendas particulares habitadas que disponen de drenaje. Viviendas particulares habitadas que disponen de excusado o sanitario. Viviendas particulares habitadas que disponen de energía eléctrica. Viviendas particulares habitadas que disponen de refrigerador. Página 177

TRAFICO INTELIGENTE

Viviendas particulares habitadas que disponen de televisión. Viviendas particulares habitadas que disponen de lavadora. Viviendas particulares habitadas que disponen de computadora. Con lo cual se plantea que es un municipio el cual cuenta con la suficiente infraestructura para implementar el producto.

Ilustración 79 familias que cuentan con automóvil (Fuente: INEGI 2010)

2.5.2 Resultados de cuestionarios aplicados Para obtener más detalle acerca del cuestionario aplicado en la zona geográfica de Tecámac (ver apartado 2.3.1 en Análisis de Mercado), los resultados mostrados a continuación son un muestra de 100 personas consultadas.

2.5.2.1 ANÁLISIS DE CUESTIONARIO.

El medio ambiente en el que vivimos, trabajamos y nos relacionamos, influye en nuestra salud, actividades físicas, rendimiento, emociones, pensamiento, concentración, etc. Son muchas las situaciones del medio ambiente que nos provocan estrés: ruido, tráfico intenso, mala iluminación, poco espacio disponible, contaminación, etc. pero principalmente el trafico provoca que perdamos la mitad del día y aun sin darnos cuenta, estos estímulos sobre-estimulan a nuestro organismo. Este sobre-estimulación altera el funcionamiento de nuestro cuerpo y afecta su equilibrio, provocando estrés. Página 178

TRAFICO INTELIGENTE

¿Conoces el funcionamiento de un semáforo? Si

30 personas

No

50 personas

Cuales

20 personas

¿Cómo consideras el funcionamiento de los semáforos de tu colonia? Bueno

30 personas

Malo

40 personas

Regular

30 personas

¿Consideras que el tiempo de espera para los semáforos es el suficiente? Suficiente

25 personas

Demasiadas 35 personas Insuficiente

40 personas Página 179

TRAFICO INTELIGENTE

¿Qué tiempo crees que sea el necesario para el cruce? 5min.

10 personas

3min.

45 personas

1min.

55 personas

¿Conoce proveedores que presten un mejor servicio? SI

10 personas

NO

85 personas

Cuales

5 personas

Página 180

TRAFICO INTELIGENTE

¿Te gustaría conocer el semáforo inteligente? SI

80 personas

NO 10 personas. ¿POR QUE? 10 personas

¿Cómo considerarías un semáforo que de mayor tiempo en donde se encuentre un mayor flujo de carros? Bueno

85 personas

Malo

10 personas

Regular

5 personas

Página 181

TRAFICO INTELIGENTE

Mediante qué medio le gustaría recibir información y novedades acerca de este tipo de sistemas amigables con el medio ambiente? Página de internet

40 Personas

E-mail

15 Personas

Folletos

5 Personas

Entrevista personal con la empresa personas

10 Personas

Espectaculares

5

Personas

Periódico y/o Revistas

10 Personas

Otros

15 Personas

Página 182

TRAFICO INTELIGENTE

2.5.3 Resultados de encuestas Los resultados correspondientes a cada pregunta se denotarán en las gráficas mostradas en el análisis socioeconómico debido a que los análisis de mercado y socioeconómico se fusionaron para la aplicación del cuestionario y su correspondiente interpretación de resultados.

2.5.4 Conclusiones de la encuesta para el Análisis de Mercado De acuerdo al cuestionario ya realizado con anteoridad y gráficas elaboradas acordes a los resultados y análisis de cada pregunta el 70% de la gente está de acuerdo en que se instale un semáforo inteligente. Se llegaron a otras conclusiones con los resultados obtenidos de las gráficas y cuestionarios: ¿Si estarían dispuestos a conocer el funcionamiento del semáforo inteligente? Se llega a la conclusión de que el 83% de las personas encuestadas están dispuestas a conocer el funcionamiento y el 17% está en desacuerdo El 15% de los encuestados por medio de la T.V. y la radio, el 10% por periódicos folletos, el restante de la población encuestada representativo al 10% le agradaría más por medio de exposiciones. Página 183

TRAFICO INTELIGENTE

2.5.5 CONCLUSIONES GENERALES El objetivo de un estudio socioeconómico es diagnosticar en general de las condiciones socioeconómicas del municipio de Tecámac, la cual es el punto base para el inicio del proyecto de la implementación de los semáforos inteligentes, en los cruces más congestionados de la cuidad de tecamac. Como se pudo observar el estudio para el municipio de Tecámac refleja que la posibilidad de clientes es alta, pues la mayoría de las familias cuentan con automóvil, además de que en las áreas de aglomeración de vehículos como son las escuelas y las plazas comerciales, el sistema brindara un notable ahorro en el consumo de gasolina, además de que contribuirá en el cuidado del medio

ambiente,

al

reducir

el

consumo

de

gasolina,

y

tener

un

aprovechamiento del combustible. Este análisis

contribuye a la formulación y la Evaluación de Impactos

Socioeconómicos, identificando las causas y los efectos potenciales de las actividades del proyecto sobre este medio. Con esta identificación, se pretende predecir, evaluar el alcance y magnitud de los impactos para formular sus respectivas medidas de mitigación.

Página 184

TRAFICO INTELIGENTE

2.6 ANÁLISIS MEDIO AMBIENTAL FORMULACION Y EVALUACION DE PROYECTOS

DEFINICION DE LOS OBJETIVOS

ANALISIS DE MERCADO

ANALISIS TECNICO OPERATIVO

RETROALIMENTACION

ANALISIS ECONOMICO FINANCIERO

ANALISIS SOCIOECONOMICO

ANALISIS AMBIENTAL

RESUMEN Y CONCLUCIONES

DECISION SOBRE EL PROYECTO

Ilustración 80. Análisis ambiental

2.6.1 PROPOSITO DEL ANALISIS AMBIENTAL El propósito del análisis ambiental es asegurar que el proyecto sea desarrollo bajo las consideraciones ambientalmente adecuadas y sustentables, y que toda consecuencia ambiental sea detectada a tiempo en el ciclo del proyecto y tomada en cuenta para el diseño del mismo. La evaluación ambiental identifica maneras de mejorar ambientalmente los proyectos y minimizar, atenuar, o compensar los impactos adversos. Alertan pronto a los diseñadores del proyecto, las agencias ejecutoras, y su personal, sobre la existencia de problemas, por lo que las evaluaciones ambientales: Página 185

TRAFICO INTELIGENTE

 Posibilitan tratar los problemas ambientales de manera oportuna y práctica;  Reducen la necesidad de imponer limitaciones al proyecto, porque se puede tomar los pasos apropiados con anticipación o incorporarlos dentro del diseño del proyecto; y,  Ayudan a evitar costos y demoras en la implementación producidos por problemas ambientales no anticipados. Al igual que los análisis económicos, financieros, institucionales y de ingeniería, la evaluación ambiental forma parte de la preparación de un proyecto, y por tanto es responsabilidad de la empresa llevarlo a cabo. Este análisis consiste en la obtención de información que sustente la implementación de un semáforo inteligente para conocer que no causa ningún impacto ambiental severo, además de los grandes beneficios que trae consigo un proyecto de esta categoría en el ahorro de energía eléctrica.

2.6.2 ANÁLISIS AMBIENTAL DEL SEMÁFORO INTELIGENTE Este análisis consiste en la obtención de información que sustente que la implementación de un semáforo inteligente no causa ningún impacto ambiental severo, además de los grandes beneficios que trae consigo un proyecto de esta categoría al sector vehicular y personal.

2.6.3 LOS SEMAFOROS INTELIGENTES Y EL MEDIO AMBIENTE El tráfico vehicular es el fenómeno causado por el flujo de vehículos en una vía, calle o autopista. Se presenta también con muchas similitudes en otros fenómenos como el flujo de partículas (líquidos, gases o sólidos) y el de peatones. En las ciudades, el tráfico vehicular se encuentra presente en casi todas las esferas de la actividad diaria de las personas, y ocasiona numerosos fenómenos entre los que destacan especialmente los congestionamientos.

Página 186

TRAFICO INTELIGENTE

Este fenómeno es producto del crecimiento Social, Económico, Político e Industrial de nuestras ciudades produciendo así la sobre población de las pequeñas y grandes urbes. El fenómeno es cada día más engorroso que, con la ayuda de los semáforos pre programados cumplen un ciclo de cambio de señales continuo, uniforme que no varía en pro de un desahogo eficiente de dicha arteria, dificultando el transporte al sitio de trabajo, casa u otros lugares especialmente en las horas pico, que a su vez, ocasiona a las personas que transita por esta Avenida, bien sea como pasajero en un autobús o en su vehículo particular, la pérdida de tiempo, estrés, cansancio, entre otras. Por tanto, el tráfico no es sólo causado por el crecimiento de la población, sino también por los sistemas que los regulan. Innovando el ciclo de cambio de señales continuas pre programadas de los semáforos, en pro de un desahogo eficiente de la arteria vial a través de sensores conectados al exterior, para lograr la mayor eficiencia al momento de regular el tráfico en horas pico. Un sensor que mide el volumen de vehículos por medio del cual evalúa el comportamiento del tránsito en la zona y generando los ajustes necesarios emite una decisión inmediata que coordina las fases de cambios de los demás semáforos con el del mismo, debido a que es un sistema ideal para intercepciones de ocho direcciones como lo presenta esta avenida sin la necesidad de un operador que suministre la información. Logrando así, disminuir con mayor seguridad el tráfico, aportando desarrollo y tecnología a la calidad de vida en materia de tránsito. La función de este sensor es, calcular el flujo de vehículos para así crear un lapso de tiempo que mantenga la señal (luz verde) algo mayor a lo normal proporcionando ventaja al hacer avanzar a más automóviles, poniendo en evidencia que por cada segundo que transcurre, el tráfico fluye con más rapidez, obteniendo mayor seguridad y organización de vehículos en movimiento con una diferencia de segundos que nos da el sistema automáticamente. Este dispositivo es alimentado íntegramente con energía solar.

Página 187

TRAFICO INTELIGENTE

2.6.4 ANÁLISIS FODA En el siguiente análisis FODA se establecen las oportunidades, debilidades, amenazas y fortalezas del proyecto con el fin de tener bien en claro cuales seria los puntos críticos que impedirían que el proyecto se terminara o se ejecutara correctamente

Debilidades: 

Ocupa mucho espacio por la instalación del panel solar.



Requiere de una instalación más compleja y especial para su colocación



Las instrucciones de uso son más complicadas y no todos las conocen

Amenazas: 

Para este tipo de modelos prefabricados el precio puede ser muy elevado

Fortalezas: 

Puede estar funcionando sin energía eléctrica hasta cierto tiempo



Ahorro de energía



Utilización de energías renovables

Oportunidades: 

Beneficioso para la naturaleza



Con este sistema se controlara un gran porcentaje de los residuos tóxicos generados por las automovilistas



Ahorro de energía eléctrica.

Página 188

TRAFICO INTELIGENTE

ENERGIA SOLAR La energía solar es la energía obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol. La radiación solar que alcanza la Tierra ha sido aprovechada por el ser humano desde

la

Antigüedad,

mediante

diferentes

tecnologías

que

han

ido

evolucionando con el tiempo desde su concepción. En la actualidad, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de captadores como células fotovoltaicas, helióstatos o colectores térmicos, que pueden transformarla en energía eléctrica o térmica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, que puede hacer considerables contribuciones a resolver algunos de los más urgentes problemas que afronta la Humanidad. Las diferentes tecnologías solares se clasifican en pasivas o activas en función de la forma en que capturan, convierten y distribuyen la energía solar. Las tecnologías activas incluyen el uso de paneles fotovoltaicos y colectores térmicos para recolectar la energía. Entre las técnicas pasivas, se encuentran diferentes técnicas enmarcadas en la arquitectura bioclimática: la orientación de los edificios al Sol, la selección de materiales con una masa térmica favorable o que tengan propiedades para la dispersión de luz, así como el diseño de espacios mediante ventilación natural. La Tierra recibe 174 Petavatios de radiación solar entrante (insolación) desde la capa más alta de la atmósfera.6 Aproximadamente el 30% es reflejada de vuelta al espacio mientras que el resto es absorbida por las nubes, los océanos y las masas terrestres. El espectro electromagnético de la luz solar en la superficie terrestre está ocupado principalmente por luz visible y rangos de infrarrojos con una pequeña parte de radiación ultravioleta. La potencia de la radiación varía según el momento del día; las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas

Página 189

TRAFICO INTELIGENTE

condiciones de radiación el valor es de aproximadamente 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se la conoce como irradiación. La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones 2.6.5 QUE ES UN PANEL SOLAR Placas solares. Un panel solar es un módulo que aprovecha la energía de la radiación solar. El término comprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente (usualmente doméstica) y a los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad. Los módulos fotovoltaicos o colectores solares fotovoltaicos (llamados a veces paneles solares) están formados por un conjunto de celdas (células fotovoltaicas) que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos. En los procesos fotovoltaicos, la energía solar se convierte en energía eléctrica que después será utilizada por el hombre, con infinidad de aplicaciones posibles. Los paneles fotovoltaicos están formados por numerosas celdas que convierten la luz en electricidad. Las celdas a veces son llamadas células fotovoltaicas, del griego “fotos”, luz.

Página 190

TRAFICO INTELIGENTE

Estas celdas dependen del efecto fotovoltaico por el que la energía luminosa produce cargas positiva y negativa en dos semiconductores próximos de diferente tipo, produciendo así un campo eléctrico capaz de generar una corriente. Como se muestra en la ilustración 81.

Ilustración 81. Panel solar

2.6.5.1 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS PANELES SOLARES Un panel solar es un sistema que permite capturar la energía del sol mediante paneles compuestos por celdas de entre cinco y diez centímetros de placas de silicio y boro, llamadas células fotovoltaicas, y que son capaces de convertir la luz solar en electricidad. Para la instalación de estos paneles, se necesita que la zona tenga un mínimo de días de sol o irradiación, un objeto destinado a pasar muchas horas en el exterior soportando dichas condiciones ambientales son los semáforos. Los semáforos al tener que soportar estas condiciones nos proporciona la ventaja de operar este sistema. Si la luz solar como energía natural que no necesita de mantenimiento, la cual podemos disfrutar por una gran cantidad de horas al día, los 365 días del año, las plantas la utilizan como fuente para fabricar su alimento y los seres vivos la usamos como fuente de calor, porque no usar esta energía para producir corriente eléctrica renovable. Página 191

TRAFICO INTELIGENTE

Por tanto que, los equipos que posean este novedoso sistema no necesitaran un mantenimiento periódico como los normales, y produciendo su fuente de electricidad, su gasto es cero una vez instalados. Lo que multiplica el ahorro de energía haciendo de este artefacto un modelo innovador. También al auto suministrarse de energía eléctrica de manera ecología y asegurando un constante flujo de electricidad incluso de noche, no necesita ninguna conexión a una fuente externa de electricidad porque cuenta con acumuladores de voltaje. Causando un ahorro en energía a largo plazo, a la par de la utilización de energía limpia y renovable. Creando así nuevas estrategias de ahorro y eficiencia para reducir esta importante demanda que requiere para operar y, así, contribuir a contrarrestar el calentamiento global. El ahorro de energía en el sistema tradicional de Iluminación de un semáforo compuesto de una bombilla tras un cristal coloreado (verde, ámbar o rojo) ha sido a lo largo del tiempo un duro trabajo. Estas lámparas convencionales incandescente / halógena consumen 70 vatios (W) y tienen un periodo de vida útil de 5.000 horas aproximadamente. Reemplazar este sistema por un nuevo modelo que incluye multitud de diminutas lámparas de colores que, en conjunto, generan un efecto similar al que antes se tenía. El sistema de iluminación con tecnología LED, permite ahorrar hasta un 80% de su consumo eléctrico, al aprovechar mejor la energía incrementando la seguridad del tráfico por su fiabilidad, durabilidad y mayor intensidad de iluminación. Los discos llevan una gran cantidad de luz, se ven de forma más contrastada y uniforme siendo su vida útil de 100.000 horas aproximadamente y su consumo es de 10 vatios (W). Este sistema se está implantando también en las luminarias de algunos modelos de vehículos. La sinergia que causa la tecnología LED con la producción de energía eléctrica por medio de celdas solares, aporta las condiciones ideales que deben tener los dispositivos creados para la evolución de la ciencia en pro mayor eficiencia de la vida de los seres humanos conservando el medio ambiente, la ecología y contrarrestando calentamiento global.

Página 192

TRAFICO INTELIGENTE

Como también la gran demanda por reducir la contaminación atmosférica. Determinar la factibilidad técnica, económica y financiera del equipo, ya que es un dispositivo actuado que regula y agiliza el tráfico por medio de datos externos operando automáticamente según las variables obtenidas.

2.6.5.2 Las ventajas de los paneles solares Entre las ventajas mas destacas del uso de la energía solar se encuentra que:  Que son los tipos de paneles solares y las ventajas de cada uno.  No contamina el medio ambiente, es una tecnología limpia.  No perjudica la calidad del suelo ni del aire.  Su uso ayuda a disminuir las emisiones de gases evitando el efecto invernadero.  Se evita la contaminación acústica.  Contribuye al desarrollo sostenible.  Permite aprovechar la energía en zonas donde no llega el tendido eléctrico.  La venta de paneles solares se ha incrementado en los últimos años por el aumento de la demanda de energías renovables.  Se espera que en los próximos años continúe creciendo por que se están desarrollando nuevos paneles más económicos.

Página 193

TRAFICO INTELIGENTE

FORTALEZA DE LOS PANELES SOLARES

Actualmente se está mejorando la tecnología para aprovechar esta energía y transformarla en electricidad, calor o biomasa. Los paneles solares son dispositivos creados para captar la energía solar y transformarla en otra forma de energía. Los paneles solares pueden ser: Paneles fotovoltaicos: están hechos de materiales semiconductores o células fotovoltaicas. Esto es lo que permiten el cambio de la energía solar en eléctrica. Eran costosos por su proceso de fabricación y el valor del silicio. En los últimos años los fabricantes están buscando nuevos materiales que reemplacen al silicio. En los últimos años ha habido un incremento en el uso de energía solar favorecido por la concientización que hay en el uso de energías alternativas, por esto las aplicaciones o usos de esta energía se irán incrementando y agregando nuevas, por ejemplo:    

Iluminación Generación de energía Secadores eléctricos Agricultura

Entre algunas otras ventajas podemos encontrar:  Los paneles solares no cuestan mucho dinero. Con la excepción de cuando se compran y se instalan, si es que se ocupa los servicios de un contratista lo cual se pagara durante la vida de los paneles solares ya que la electricidad que se obtiene del sol es totalmente gratuita (si los paneles no son lo suficientemente grandes, como quiera se obtendrá una reducción en el recibo de energía que recibes mes con mes).  Cualquier gasto que se haga en la compra o colocación de los paneles solares puede ser fácilmente recuperado. Si tu sistema de energía solar es muy eficiente y genera un exceso de voltaje, puedes vender esto a las empresas de energía y generar ingresos extras. Página 194

TRAFICO INTELIGENTE

 Debido a que se obtiene la energía directamente del sol y por ser esta una fuente de energía renovable, los paneles solares no necesitan consumir y quemar combustibles como el carbón y el petróleo, por lo tanto, su costo no es impactado por el rápido aumento de los precios de los combustibles en el mercado internacional.  Es favorable para el medio ambiente ya que no necesita quemar combustibles fósiles o utilizar materiales nucleares para generar electricidad, esto evita la posible contaminación de nuestro aire, agua y atmósfera con contaminantes peligrosos y gases de efecto invernadero.  La contaminación que generan los paneles solares es mínima y esta se da durante su proceso de fabricación. El mantenimiento de los paneles solares se da muy ocasionalmente y realmente es muy sencillo, esto significa que sólo tendrás que limpiar los paneles con agua y jabón de vez en cuando. Véase en la Ilustración 82.

Ilustración 82. Componentes del panel solar

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TRAFICO INTELIGENTE

2.6.5.3 IMPACTO DEL AHORRO DE ENERGIA CON LED Semáforos con tecnología LED permitirán ahorrar un 80% de consumo eléctrico. Los semáforos dotados con la tecnología LED, actualmente sólo un 15%, permiten ahorrar un 80% de consumo eléctrico, equivalente a un ahorro anual de 90.000 megavatios (MWh) de electricidad, o lo que es lo mismo, el consumo eléctrico de más de 22.000 hogar. El IDAE, Instituto para la Diversificación y el Ahorro de Energía, organismo dependiente del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio, destinará 37 millones de euros -17 más del presupuesto inicial- a la sustitución de cerca de 100.000 semáforos convencionales (el 30% de los existentes) por otros con tecnología LED, con objeto de ahorrar energía. Los semáforos dotados con la tecnología LED, actualmente sólo un 15%, permiten ahorrar un 80% de consumo eléctrico, equivalente a un ahorro anual de 90.000 megavatios (MWh) de electricidad, o lo que es lo mismo, el consumo eléctrico de más de 22.000 hogares. Asimismo, permitirán también reducir la demanda de petróleo en más de 20.462 toneladas anuales y evitar la emisión a la atmósfera de unas 58.000 toneladas anuales de CO2 (dióxido de carbono). Véase en Ilustración 83.

Tabla 39. de ahorro de energía

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UN PLAN PARA EL AHORRO DE ENERGÍA La iniciativa se enmarca en el Plan de Acción de la Estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética 2008-2012 y se ejecutará este año. Una vez completado, el plan beneficiará a 27 millones de ciudadanos de 584 ayuntamientos, que recibirán gratuitamente la tecnología del IDAE y que serán los encargados de efectuar la sustitución y el montaje de los semáforos. En España existen actualmente cerca de 300.000 semáforos cuyo consumo de energía final se estima en 350 giga vatios/año (Gwh), equivalente a la electricidad que pueden consumir un conjunto de más de 150.000 hogares. Los semáforos han de funcionar de forma permanente, lo que origina ese elevado consumo de energía ya que están equipados con lámparas incandescentes o halógenas. En la actualidad, tan sólo el 15% de ellos disponen de tecnología LED. Véase en la Ilustración 84.

Ilustración 84. Grafica de ahorro de energía

SENCILLA IMPLANTACIÓN Desde que en 1995 se consiguió producir el color verde en un diodo, esta tecnología se ha ido extendiendo, incluyendo su aplicación en los semáforos. La mecánica para su implantación consiste en una mera sustitución de las lámparas existentes por el nuevo conjunto de diodos. Página 197

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El Ministerio de Industria, como parte de su Plan de Acción de la Estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética, ha anunciado que sustituirá un 15% de los 300.000 semáforos que hay en España por otros que utilicen diodos LED. Dicen que el ahorro será el equivalente al consumo de energía de 12.000 hogares. Es curioso, según estas cuentas, 3,75 semáforos consumen lo mismo que un hogar medio. Parece bastante, pero hay que tener en cuenta que muchos están encendidos las 24 horas. Además del ahorro energético, significará un aumento de la seguridad (y comodidad) de los conductores, ya que este tipo de semáforos son mucho más claros y visibles, especialmente los días soleados. 2.6.5.4 VENTAJAS DE LA APLICACIÓN DE LEDS  Los elementos sustituidos han pasado de tener lámparas del tipo incandescentes o halógeno a disponer de otras con tecnología LED más eficientes, cuyos beneficios ambientales serán, además del ahorro energético, la disminución de las emisiones de CO2 a la atmósfera.  Además las lámparas con esta nueva tecnología consumen solo 10 vatios frente a los 70 vatios de las lámparas convencionales, que disponían de una duración de alrededor de 8.000 horas, estableciéndose para los diodos leds una vida útil de 10 años.  Otra de las ventajas que ofrecen esta nueva tecnología es la mejora de seguridad en el tráfico en cuanto a la fiabilidad, durabilidad, mayor duración de la vida útil y mejora de la iluminancia percibida por el ojo humano.  Aunque ninguno de estos semáforos se encuentra en el casco urbano, nuestro municipio cuenta con 13 grupos ópticos de 3 luces de 200mm, 4 grupos ópticos de 2 luces de 200mm y 6 grupos ópticos de luces peatonales. Página 198

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Tabla 40. Ventajas de la aplicación de leds

2.6.5.5 AHORRO ENERGETICO El ahorro energético que supone la utilización de semáforos de leds en lugar de los tradicionales semáforos halógenos es más que evidente: aunque el coste de estos semáforos es mayor, el consumo puede llegar a reducirse entre un 80% y un 90%. Pero esta no es su única ventaja:  Menor emisión de calor: Los semáforos de leds emiten mucho menos calor en su operación que los semáforos halógenos  Eliminación del efecto fantasma: los semáforos halógenos, al utilizar una óptica diferente, llegan a producir un efecto por el cual, según el reflejo del sol, pueden llegar a confundir al conductor al dar la impresión de estar encendido cuando no es así. Con los semáforos de leds, este efecto no está presente.  Mayor duración: mientras que una lámpara halógena tiene una duración de 8.000 horas, un semáforo de leds está alrededor de las 100.000 horas. Página 199

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 Menor disminución del brillo con el tiempo  Una distribución uniforme de la luminosidad en los semáforos de leds, en lugar del único punto de luz que existe en los semáforos halógenos.  Mayor fiabilidad: al estar formado cada semáforo por multitud de leds, en caso de fallar alguno, quedan muchos otros leds que permiten al semáforo seguir funcionando con total normalidad. En el caso de los semáforos halógenos, si falla la lámpara, el semáforo deja de ser servible completamente.  Menor mantenimiento: gracias a su duración y a la fiabilidad, los costes del mantenimiento se reducen enormemente.  Control de la luminosidad: conocido también como dimming, es posible variar la tensión del controlador de tráfico para que, durante la noche, se baje la luminosidad del mismo, ajustándola a la luz solar existente y permitiendo un ahorro energético mayor. El coste de las ópticas de leds es bastante superior, pero su precio se está reduciendo y, vistas sus ventajas, es un coste amortizable. También, según el caso, es posible que haya que realizar algún tipo de tarea en el controlador de los semáforos (para cambiar su tensión). 2.6.5.6 COMPARACION DE LA VIDA UTIL DE UN LED Y UN FOCO NORMAR Bombillas de luz LED con el tiempo será lo que usamos para sustituir las bombillas incandescentes - Las CFL son una solución temporal a la iluminación eficiente de energía. Los LEDs razón aún no han desplazado las lámparas fluorescentes compactas en el mercado son dos: la primera generación de bombillas LED había centrado un rayo de luz y estrecho, y el coste de las bombillas LED era demasiado alto.

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Los acontecimientos recientes en la tecnología LED, sin embargo, se han ocupado de estas cuestiones. Los LED son de 'clúster' para proporcionar más luz, y montado en las lentes de difusor de la luz que se propagan a través de un área más amplia. Y los avances en la tecnología de fabricación han llevado los precios a un nivel donde las bombillas LED son más rentables que las lámparas fluorescentes compactas o bombillas incandescentes. Esta tendencia se mantiene, con bombillas LED está diseñado para aplicaciones más mientras que los precios están bajando en el tiempo. El 'impacto del precio "de los nuevos LED sigue siendo un obstáculo para su aceptación generalizada por los consumidores. Los cuadros comparativos siguientes ilustran el valor de las últimas bombillas LED en comparación con las lámparas fluorescentes compactas y las lámparas incandescentes para la eficacia general, así como la eficacia de costes.

La bombilla proyecta vida Vatios por bombilla (equivalente a 60 vatios) Coste por bombilla KWh de electricidad utilizada durante 50.000 horas Coste de la electricidad (@ 0.20per KWh) Bombillas necesarias para 50k horas de uso Horas equivalentes 50k expensas del bulbo El costo total de 50k horas

LED 50.000 horas 6

CFL 10.000 horas 14

Incandescente 1200 horas 60

$ 35.95 300

$ 3.95 700

$ 1.25 3000

$ 60 1

$ 140 5

$ 600 42

$ 35.95

$ 19.75

$ 52.50

$ 95.95

$ 159.75

$ 652.50

Tabla 41. Tabla de comparación de leds vs focos

Ahorro de energía a más de 50.000 horas, suponiendo 25 bombillas El costo total de 30 bombillas Ahorro de los hogares por el cambio de las bombillas incandescentes

2,398.75 dólares $ 13,913.75

$ 3993.75

$ 16,312.50

$ 12,318.75

0

Tabla 42. Tabla de resultados

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El costo de la electricidad puede variar. Las cifras utilizadas anteriormente son sólo para comparar, y no son exactos. El costo por cada bombilla de LEDs puede variar. Se utilizó la cifra de $ 35.95 (por un vatio 6 LED) como promedio entre los minoristas de iluminación. Precio de venta de Eartheasy de un vatio LED 7 es de $ 39.95.

Las

estimaciones de vida útil del bulbo se proyectan, ya que se necesitarían alrededor de 6 años de luz continua para probar. Algunos fabricantes afirman que las bombillas LED nuevo tendrá una duración de hasta 25 años bajo un uso normal del hogar, pero esto no está probado. Rotura del bulbo y el reemplazo de los costos de bombilla no se han tenido en cuenta en esta tabla comparativa. Las bombillas incandescentes y lámparas CFL son más fáciles de romper que los LED, lo que aumenta su costo de uso. La mayoría de los LED vienen con una garantía de 2 años mínimo. Cualquier bombilla LED defectuoso por lo general se producirá un error en este momento. LED

CFL

ningún efecto

acorta la vida útil

Las bombillas incandescentes algún efecto

sí

ligero retraso

sí

duraderos

frágiles

frágiles

medio (30 BTU / hr) sí

alta (85 BTU / hr)

Sensibilidad a la temperatura

bajo (3 BTU / hr) No

La sensibilidad a la humedad

No

sí

algunos

ninguno

5 mg de mercurio / bulbo 5

ninguno

Frecuentes de encendido / apagado Ciclismo Se enciende al instante Durabilidad Emisión de calor

Materiales Peligrosos Sustitución de frecuencia (Más de 50k horas)

1

algunos

40 +

Tabla 43. Comparación de leds y bombillas

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El consumo con la iluminación de una bombilla de estas características, dura mucho y consume poco. De hecho, se estima que tienen una duración aproximada de 70.000 horas o lo que es lo mismo, no tenemos que cambiar las bombillas más que cada 50 años, aunque su precio sea algo más elevado, queda claro que su duración lo compensa. Algo más a tener en cuenta, es la reducción de emisión de calor que proporcionan estas bombillas; mientras una bombilla normal emite una cantidad considerable de calor, lo que incrementa la temperatura de nuestros hogares, las bombillas LED transforman el 98 por ciento de su energía en luz y sólo un dos por ciento en calor, lo que demuestra, que las casas disfrutarán de un ambiente más saludable. La gran diferencia de la bombilla LED con respecto a la otra opción, las de bajo consumo, es que no contienen ningún elemento tóxico y no necesitan tiempo para calentarse, alcanzando un 100 por cien de rendimiento desde el momento que se encienden. Son reciclables. Otra de las virtudes de esta forma de iluminación es que pueden permanecer encendidas por periodos largos de tiempo y encenderse y apagarse de forma repetida, esto no afecta ni a su rendimiento ni a su vida útil, siendo ideales para escaleras comunitarias de bloques de pisos.

2.6.5 CONCLUSIÓN DEL ANÁLISIS AMBIENTAL

Nuestro producto como ya hemos dicho anteriormente es un semáforo autosuficiente que obtiene la energía de la luz solar. Esto quiere decir que aprovecha una de las energías ''verdes'', por tanto en la utilización no genera ningún contaminante. En relación a las partes de las que se compone el semáforo ( leds, cajas, placas.) por tanto una vez que pierde sus propiedades puede ser reciclado mediante su fundición y posteriormente reutilizado para otro fin, los LEDs tienen una vida útil de 10 años y además reciclarlos no Página 203

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supone una tarea difícil solo hace falta llevarlas a un punto limpio donde sirven para hacer nuevos LED's o nuevas bombillas, ahora llegamos a la parte que más impacto ambiental produce que es la placa, la placa sí que es un material difícil de reciclar y que produce un tipo de residuo como es el tetra cloruro de silicio que es peligroso para la salud de las personas, en contraposición con esto las placas tienen una vida útil de 30 años por lo que, además se están llevando a cabo iniciativas como PV cycle dedicadas al reciclaje de paneles solares y la creación de estos a partir de sus desechos, en conclusión el balance total en cuanto a contaminación es positivo, El mayor impacto provocado por nuestro semáforo, es como el de todos los semáforos, el visual ya que consta de una altura cercana a los 9 metros, desde su base hasta la punta superior de la placa, frente a los semáforos convencionales de 6 metros.

En cuanto a la prevención de riesgos laborales el semáforo ha sido diseñado para poder soportar fuertes rachas de viento así como temblores del terreno, esto es debido al anclaje con el terreno que es un poco más profundo que con los semáforos normales, y el material del cual está compuesta la torre presenta una resistencia a la deformación, además es un metal relativamente dúctil por lo que en caso de posible rotura, se podría prevenir con cierta antelación, además ya que está compuesto de acero galvanizado tiene un límite de fatiga, que ayuda a su estabilidad.

OPORTUNIDADES:  Beneficios a la naturaleza contribuyendo al calentamiento global  Ahorro de energía eléctrica gracias a la contribución de la energía solar  Beneficios para las comunidades donde haya mayor tránsito de vehículos.

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2.6.6.1 CONCLUSIONES Y CRÍTICA DEL SISTEMA El proyecto que estamos realizando es más barato en comparación con algunos ya existentes en el mercado gracias a que nuestro sistema tiene muchos beneficios como el ahorro de energía y su bajo costo en materiales y al mismo tiempo su larga duración de vida que tienen los mismos. Al colocar nuestro producto en distintas avenidas o en lugares donde haya mayor fluencia de carros brindaremos no solo mayor seguridad a los peatones sino un mejor flujo se carros en las carreteras o avenidas ya que nuestro semáforo inteligente está diseñado para cubrir esas necesidades.

OPORTUNIDADES:  Beneficios a la naturaleza contribuyendo al calentamiento global  Ahorro de energía eléctrica gracias a la contribución de la energía solar  Beneficios para las comunidades donde haya mayor tránsito de vehículos. CONCLUSIONES Y CRÍTICA DEL SISTEMA El proyecto que estamos realizando es más barato en comparación con algunos ya existentes en el mercado gracias a que nuestro sistema tiene muchos beneficios como el ahorro de energía y su bajo costo en materiales y al mismo tiempo su larga duración de vida que tienen los mismos. Al colocar nuestro producto en distintas avenidas o en lugares donde haya mayor fluencia de carros brindaremos no solo mayor seguridad a los peatones sino un mejor flujo se carros en las carreteras o avenidas ya que nuestro semáforo inteligente está diseñado para cubrir esas necesidades. Gracias a estos nuevos semáforos también.

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APENDICE I NORMATIVIDAD NORMA PARA LA CONSTRUCCION DE UN SEMAFORO SEGÚN LA NORMA (GB14887-2003) 1. Permite contar con un documento técnico que reglamentará de manera adecuada los procedimientos para el diseño y construcción de semáforo inteligente para un mejor manejo del tráfico en calles y avenidas. 2.

Establece

información

técnica

básica,

parámetros,

definiciones,

especificaciones y procedimientos tanto para fabricantes, como para personas e instituciones directamente involucradas para la elaboración de este proyecto. 3. Este documento es aplicable en cualquier región de México o en algún a otra parte del mundo. 4. Establece las características de los elementos estructurales de alta resistencia que constituirán un sistema de soporte para el semáforo que se vayan a construir. 5. Con este documento, México se coloca a la vanguardia de la normatividad que se rige a nivel mundial.

Ventajas de la Normalización. a) Para los fabricantes del semaforo.  Racionaliza clasificaciones, variedades y tipos de productos.  Disminuye el volumen de existencias en almacén y los costos de producción.  Mejora la gestión del diseño y simplifica la gestión de compras.  Agiliza el tratamiento de los pedidos.  Facilita la comercialización de los productos y su exportación b) Para los consumidores (Semaforos):

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 Establece niveles de calidad y seguridad mínimos de el producto y servicios que contrata el semáforo inteligente y a si mismo disminuir el riesgo.  Informar las características técnicas del producto.  Facilitar la comparación entre diferentes ofertas.

APENDICE II

Esta Norma Mexicana especifica el proceso a seguir para el diseño de las señales luminosas de semáforos inteligentes, así como los principios generales, requisitos de resistencia mecánica, los requisitos de duración electrónica, estabilidad, estado de servicio y durabilidad para el proyecto y la construcción de estructuras de semáforos inteligentes incluyendo las cimentaciones, para una mejor estabilidad.

SEÑALES LUMINOSAS SEMAFOROS Una luz roja no intermitente prohíbe el paso. Mientras permanece encendida, los vehículos no deben rebasar el semáforo ni, si existe, la línea de detención anterior más próxima al mismo. Si el semáforo estuviese dentro o al lado opuesto de una intersección, los vehículos no deben internarse en ésta ni, si existe, rebasar la línea de detención situada antes de la misma.

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Una luz verde no intermitente. Significa que está permitido el paso, excepto en los supuestos a que se refiere el artículo 59, número 1 del Reglamento de circulación.

Una luz amarilla no intermitente. Significa que los vehículos deben detenerse en las mismas condiciones que si se tratara de una luz roja fija, a no ser que, cuando se encienda, el vehículo se encuentre tan cerca del lugar de detención que no pueda detenerse antes del mismo en condiciones de seguridad suficientes.

Una luz roja no intermitente, en forma de peatón inmóvil. Indica a los peatones que no deben comenzar a cruzar la calzada.

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Una luz verde no intermitente, en forma de peatón en marcha, indica a los peatones que pueden comenzar a atravesar la calzada. Cuando dicha luz pase a intermitente, significa que el tiempo de que aún disponen para terminar de atravesar la calzada está a punto de finalizar y que se va a encender la luz roja. Una luz amarilla intermitente, o dos luces amarillas alternativamente intermitentes, no prohíben el paso, pero exigen a los conductores extremar su precaución y no eximen del cumplimiento de otras señales verticales que obliguen a detenerse o ceder el paso o, en su ausencia, del cumplimiento de las reglas generales sobre prioridad de paso. Una luz roja intermitente, o dos luces rojas alternativamente intermitentes, prohíben temporalmente el paso a los vehículos antes de un paso a nivel, una entrada a un puente móvil o a un pontón trasbordador, en las proximidades de una salida de vehículos de extinción de incendios. Una flecha que se ilumina sobre un fondo circular ámbar, significa que los vehículos pueden tomar la dirección y sentido indicados por la misma, cualquiera que sea la luz que esté simultáneamente encendida en el mismo semáforo o en otro contiguo. Los vehículos que avancen siguiendo la indicación de una flecha, deben hacerlo con precaución, dejando pasar a los vehículos que circulen por el carril al que se Página 209

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incorporen y no poniendo en peligro a los peatones que estén cruzando la calzada. Cuando nos encontremos una señal vertical y otra luminosa (semáforo en funcionamiento), siempre se respetara la señal luminosa.

LUZ VERDE Permitido circular por el carril. Al circular habrá que atender las normas y señales de la Ley de Tráfico y Seguridad Vial.

FLECHA CON LUZ AMBAR Carril cerrado. Tendremos que incorporarnos al carril según indique la flecha. Tabla 43. Diseño de las señales luminosas de semáforos inteligentes

APENDICE III NORMAS GENERALES

La señalización es el conjunto de señales y órdenes de agentes de Circulación. Su misión es advertir e informar, ordenar o reglamentar el Comportamiento de los usuarios de la vía. Se deben obedecer las indicaciones de los semáforos y de las señales Verticales situadas inmediatamente a su derecha, encima de la calzada o encima de su carril. Cuando los semáforos o señales verticales están solamente en el lado Izquierdo deben obedecerlas los que quieran girar a la izquierda y los que quieran seguir de frente. Cuando los semáforos o señales verticales están a la derecha y a la izquierda con distinto significado: Página 210

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• Los conductores que quieran girar a la izquierda o seguir de frente Deben obedecer solamente a los semáforos o señales verticales que están a su • Los que quieran girar a la derecha obedecerán los semáforos o señales de la derecha. PRIORIDAD DE LAS SEÑALES Cuando dos señales ordenan lo contrario, debo obedecerlas según el orden de prioridad de las mismas. Por ejemplo, si hay un semáforo verde y una señal vertical de STOP en una intersección, debo obedecer al semáforo. Cuando dos señales del mismo tipo dicen cosas distintas, debo obedecer a la que impone mayor prohibición. Por ejemplo, una señal vertical de prohibición de estacionamiento junto a otra de prohibición de hacer parada y estacionar, debo obedecer la que prohíbe hacer parada y estacionar. APLICACIÓN DE LAS SEÑALES Como norma general, las señales se aplican a toda la calzada que esté autorizado a utilizar el conductor a quién se dirija la señal. Pero puede haber señales para uno o más carriles solamente, separados por marcas viales longitudinales. Las señales pueden estar sobre paneles con inscripciones acompañadas de paneles que completan lo que dice la señal.Las señales verticales de obras serán las normales, pero con el fondo de la señal en amarillo; y las marcas viales de obras serán de color naranja. ACTIVIDADES 1. ¿Qué es la señalización y cuál es su misión? 2. ¿Qué debemos hacer cuando tenga señales a los dos lados de la vía? 3. Coloca delante de cada señal el orden de prioridad que tiene?: ¾ Señales verticales de circulación. ¾ Señales de balizamiento. ¾ Señales y órdenes de los agentes de circulación. ¾ Marcas viales. ¾ Semáforos circulares. 4. Si me encuentro una señal de STOP a la izquierda y un ceda el paso Página 211

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a la derecha, ¿qué debo hacer si voy para el frente? 5. Si me encuentro un semáforo en verde y debajo una señal de STOP, ¿Qué debo hacer? 6. Si me encuentro un semáforo en amarillo intermitente y debajo una señal de STOP, ¿qué debo hacer? 7. Saca de la primera frase del apartado Normas generales todos los nombres que encuentres y escribe al lado de ellos su género y su número. 8. Saca de la segunda frase del apartado Normas generales todos los verbos en Infinitivo y escribe su Presente, Pasado y Futuro (sólo en la primera persona del singular).

LAS SEÑALES DE LOS AGENTES Las señales y órdenes de los agentes deben ser inmediatamente obedecidas por los usuarios de la vía. Entre la puesta y la salida del sol o bajo condiciones meteorológicas que disminuyan la visibilidad, utilizarán dispositivos reflectantes que se vean a una distancia mínima de 150 metros. Las señales que utilizarán los agentes son las siguientes: ¾ Brazo levantado verticalmente: obliga a detenerse a todos los usuarios de la vía que se acerquen de frente al agente. ¾ Brazo o brazos extendidos horizontalmente: obliga a detenerse a los usuarios de la vía que se acerquen al agente desde cualquier dirección que corte la indicada por el brazo o brazos extendidos. ¾ Balanceo de una luz roja: obliga a detenerse a los usuarios de la vía hacia los que el agente dirija la luz. ¾ Brazo extendido moviéndolo alternativamente de arriba abajo: obliga a disminuir la velocidad de su vehículo a los conductores que se acerquen al agente por el lado que señala su brazo. ¾ Serie de toques de silbatos cortos y frecuentes: ordenan la detención. ¾ Toque largo de silbato: indica la reanudación de la marcha, o sea, que ya puedo seguir. Cuando no haya agentes de circulación, podrán regular la circulación la policía militar y el personal de obras, empleando las señales correspondientes incorporadas a Página 212

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una paleta. También las patrullas escolares podrán invitar a los usuarios a que detengan su marcha. SEMÁFOROS • Semáforos para peatones: ¾ Una luz roja no intermitente, en forma de peatón inmóvil: indica a los peatones que no deben comenzar a cruzar la calzada. ¾ Una luz verde no intermitente, en forma de peatón en marcha: indica a los peatones que pueden comenzar a atravesar la calzada. ¾ Una luz verde intermitente, en forma de peatón: indica a los peatones que el tiempo para cruzar la calzada se termina y que se encenderá la luz roja. • Semáforos circulares para vehículos: ¾ Una luz roja no intermitente prohíbe el paso. Debo detenerme antes de la línea de detención que está antes del semáforo. Cuando no hay línea de detención debo detenerme antes del semáforo para poder verlo. ¾ Una luz amarilla no intermitente significa que los vehículos deben detenerse igual que si fuera una luz roja. Cuando se enciende la luz amarilla y mi vehículo está tan cerca del semáforo que no puedo detenerme con seguridad, debo continuar. Antes de pisar el freno debo observar a los vehículos que circulan detrás. ¾ Una luz verde no intermitente significa que puedo pasar. Cuando en una intersección vea que puedo quedar detenido por atasco interrumpiendo el paso a otros vehículos no debo pasar aunque esté la luz verde encendida. ¾ Una o dos luces rojas intermitentes prohíben temporalmente el paso a los vehículos. Las podremos encontrar: antes de un paso a nivel, antes de un puente móvil o un portón transbordador, cerca de una salida de parque de bomberos o en una zona de vuelo de aviones a baja altura. ¾ Una o dos luces amarillas intermitentes me dicen que debo circular con mucha precaución. No prohíben pasar, pero debo obedecer siempre las señales que estén junto al semáforo y que me obligan a detenerme o a ceder el paso. Si no hay ninguna Señal cumpliré las reglas generales sobre prioridad de paso. ¾ Flecha negra sobre luz roja o amarilla fija o intermitente: tiene el Página 213

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mismo significado que las luces roja o amarilla, pero obliga solamente a los vehículos que circulan en la dirección y sentido que indica la flecha. Cuando estoy situado en un carril reservado exclusivamente para girar, y se enciende la luz amarilla intermitente con flecha negra, estoy obligado a seguir la dirección y sentido de la flecha aunque no haya vehículos detrás. Cuando estoy situado en un carril donde puedo girar o seguir de frente y se enciende la luz amarilla intermitente con flecha negra, no estoy obligado a girar aunque haya vehículos detrás y puedo esperar hasta que se encienda la luz verde que permita seguir de frente. ¾ Flecha verde fija sobre fondo negro: me permite circular en la dirección y sentido de la flecha. Debo ceder el paso a los vehículos que circulan por el carril al que yo quiero entrar y a los peatones que están cruzando la calzada a la que yo quiero entrar. Cuando estoy situado en un carril reservado exclusivamente para girar y se enciende la flecha verde, estoy obligado a seguir la dirección y sentido de la flecha aunque no haya otros vehículos detrás. Cuando estoy situado en un carril donde puedo girar o seguir de frente y se enciende la flecha verde, estoy obligado a seguir la dirección de la flecha cuando corto el paso a otros que quieren girar. • Semáforos cuadrados para vehículos o de carril: ordenan solamente a los vehículos que circulan por el carril donde está el semáforo: ¾ Una luz roja en forma de aspa: prohíbe ocupar el carril sobre el que se encuentra encendido. Debo cambiar de carril lo antes posible en condiciones de seguridad. ¾ Una luz verde en forma de flecha apuntada hacia abajo: indica que está permitido circular por el carril sobre el que está encendida. ¾ Una luz blanca o amarilla en forma de flecha inclinada: me dice que debo cambiar de carril hacia el lado al que apunta la flecha, porque el carril por el que circulo se va a cerrar. • Semáforos reservados a determinados vehículos: ¾ Semáforo con la silueta de un ciclo: deben obedecerlo los ciclos y ciclomotores. ¾ Semáforo con franja blanca iluminada y fondo circular negro: deben obedecerlo solamente los tranvías y autobuses de líneas regulares.

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APENDICE IV GLOSARIO

Display: Pantalla o indicador numérico utilizado para visualizar una determinada información de un aparato electrónico.

Standby: Estado de reposo que mantiene algún objeto y que siempre está listo para ser utilizado en cualquier momento.

Conmutación: La conmutación consiste en el establecimiento de un sistema de comunicación entre dos puntos, un emisor y un receptor.

Triac: Es un dispositivo semiconductor que pertenece a la familia de los dispositivos de control

Hypermediales: Es el término con el que se designa al conjunto de métodos o procedimientos para escribir, diseñar o componer contenidos que integren soportes tales como: texto, imagen, video, audio, mapas.

Peta vatios: Un petavatio equivale a unas 30 000 veces la demanda de potencia eléctrica. Giga vatio: abreviado GW, es una unidad de potencia en el Sistema Internacional equivalente a mil millones de vatios, léase

Cuantificación: es el proceso de convertir un objeto a un grupo de valores discretos, como por ejemplo un número entero. Dependiendo del campo de estudio, el término cuantificación puede tomar diferentes definiciones.

Marketing: proceso social y administrativo por el que los grupos e individuos satisfacen sus necesidades al crear e intercambiar bienes y servicios

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picmicro-controlador: son una familia de microcontroladores tipo RISC fabricados por Microchip Technology Inc. y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado por la división de microelectrónica de General Instrument.

Sistema CNC: Un centro de mecanizado es una máquina altamente automatizada capaz de realizar múltiples operaciones de maquinado en una instalación bajo CNC (control numérico computerizado) con la mínima intervención humana. Las operaciones típicas son aquellas que usan herramientas de corte rotatorio como cortadores y brocas.

Capacitancia: es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga eléctrica. La capacitancia también es una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para una diferencia de potencial eléctrico dada.

Electromagnética: rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell.

Transistores PNP: es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales.

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ANEXO 1. Programa de pic´s (proton ide) de secuencia del semáforo '**************************************************************** '* Name : SEMAFORO INTELIGENTE.BAS * '* Author : [RIARDO SIMBRON CALIXTO] * '* Date : 16/03/2013 * '* Version : 1.0 * '* Notes : * '* : * '**************************************************************** Device= 16F887 Xtal= 4 All_Digital= 1 inicio: OSCCON.6=1 OSCCON.5=1 OSCCON.4=1 OSCCON.2=1 Dim r1 As Byte Dim a1 As Byte Dim v1 As Byte Dim r2 As Byte Dim a2 As Byte Dim v2 As Byte Dim sensor1 As Byte Dim sensor2 As Byte Dim conteo As Byte Dim conteo1 As Byte conteo=0 conteo1=0 TRISB=%00000000 ;Configura todos los bits del Puerto B como Salida TRISA=%11111111 como entrada

;Configura todos los bits del Puerto A

principio: r1=PORTB.0 a1=PORTB.1 v1=PORTB.2 r2=PORTB.3 a2=PORTB.4 v2=PORTB.5 sensor1=PORTA.0 sensor2=PORTA.1

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If sensor1=1 Then DelayMS 100 If sensor1=1 Then conteo = conteo + 1 EndIf EndIf If conteo=3 Then PORTB=%00001100 semáforos Verde1-Rojo2 DelayMS 2000 PORTB=%00001010 semáforos Amarillo1-Rojo2 DelayMS 500 conteo=0 EndIf If conteo