Propuesta de ahorro de energía en domicilio.

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José Carlos Leguízamo Ferrer
PASO 1
1.1. Consumo de energía eléctrica
121 VCA
al No. días: 60
169 kWh Monto bimestral total pagado (recibo CFE): $137.11
Potencia
Descripción Cantidad (W) (h/d) (d/mes) (kWh/mes) (MJ/mes) Fracción Frac. Acum.
1 Focos fluorescentes 10 23 2.335 30 16.11 58.00 19.067% 19.07%
2 Parrilla de inducción 1 800 0.64 31 15.87 57.14 18.783% 37.85%
3 Refrigerador 1 160 3 31 14.88 53.57 17.609% 55.46%
4 Lap top 1 45 9 25 10.13 36.45 11.982% 67.44%
5 Parrilla de inducción 1 1200 0.2 31 7.44 26.78 8.805% 76.25%
6 Televisión 1 150 2 20 6.00 21.60 7.101% 83.35%
7 Microondas 1 1600 0.08 31 3.97 14.30 4.700% 88.05%
8 Módem 1 5 24.00 31 3.39 12.19 4.006% 92.05%
9 Plancha 1 1400 0.31 4 1.76 6.33 2.081% 94.13%
10 Lavadora 1 170 0.3 31 1.58 5.69 1.871% 96.00%
11 Licuadora 1 600 0.05 31 0.93 3.35 1.101% 97.11%
12 Teléfono inhalámbrico 1 3.25 8 31 0.81 2.90 0.954% 98.06%
13 Horno eléctrico 1 600 0.03 31 0.56 2.01 0.660% 98.72%
14 Cargador celular 1 1 5 3 31 0.47 1.67 0.550% 99.27%
15 Cargador celular 2 1 5 3 31 0.47 1.67 0.550% 99.82%
16 DVD 1 10 3 4 0.12 0.43 0.142% 99.96%
17 Extractor baño 1 20 0.2 8 0.03 0.12 0.038% 100.00%
Mensual 84.50 304.20
Bimestral 169.00 608.40
Total
PROPUESTA PARA EL AHORRO DE ENERGÍA
PRÁCTICA INDIVIDUAL DE EVALUACIÓN ENTRE PARES
Carga
No.
Tiempo de uso
22 de enero de 2018
Consumo bimestral de enegía eléctrica (recibo CFE):
Consumo de energía
23 de marzo de 2018
Voltaje suministrado al domicilio (medido):
Presenta un reporte en donde describas tu consumo actual de energía (electricidad y/o combustibles).
El periodo de análisis se estableció del 22 de enero al 23 de marzo de 2018, el cual concuerda con el recibo del pago de la energía eléctrica proporcionado por la CFE. Para los equipos
electrodomésticos y electrónicos se revisaron las etiquetas que muestran las potencias a las que trabajan y se determinaron los tiempos en que se usan los mismos en horas por día (h/d) y
días por mes (d/mes). Los consumos se calcularon por la cantidad de equipos multiplicados por su potencia y su tiempo de uso en unidades de kWh/mes y MJ/mes. Asimismo se obtuvo el
consumo total que se cuadró con el proporcionado por la CFE y se sacó la fracción porcentual de cada uno de los consumos de los equipos respecto al total, los cuales se ordenaron de
mayor a menor; finalmente se determinaron las fracciones acumuladas (suma del actual y el anterior) y se sombrearon los equipos cuya fracción acumulada fuera menor o igual al 80% (uso
significativo). En el caso de los focos fluorescentes se dispone de un total de 10 unidades los cuales tienen diferentes tiempos de uso, por lo que se obtuvo el tiempo promedio de uso, el cual
se cuadró con el consumo total de todos ellos, mismo que es el que se reporta en la tabla de abajo.
Periodo de consumo de energía (recibo CFE): Del

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1.2. Consumo de energía térmica (combustibles).
1.3. Consumo total de energía.
PASO 2
2.1. Lista de acciones específicas de ahorros potenciales generados.
El combustible que se utiliza es el gas LP, el cual se compran 20 litros (L) aproximadamente cada 3 meses (90 días), con un costo (último recibo del mes de marzo de 2018) de 10.12 $/L, o
bien alrededor de $200.00 trimestrales; es decir, en un mes se consumen 6.67 L, que le corresponde un costo de $66.67. Debido a que estamos haciendo el análisis para 2 meses, el
consumo bimestral de gas LP es de 13.33 L, que le corresponde un costo de $133.33 bimestrales.
2. Reducción a la mitad el uso de gas LP para la preparación de alimentos supliéndola con el uso de la parrilla de inducción. La parrilla de inducción normalmente se usa en dos
potencias: 1,200 W y 800 W, que representan en conjunto un consumo de 57.14 MJ + 26.78 MJ = 83.92 MJ por mes, así que por bimestre son 83.92 x 2 = 167.84 MJ/bimestre; ahora bien, la
estufa consume mediante el gas LP una energía térmica de 345.85 MJ/bimestre. La energía total usada para este propósito es de 167.84 MJ + 345.85 MJ = 513.69 MJ/bimestre, del cual el
gas LP representa el 67.33%, sin embargo, se sabe que la eficiencia de la parrilla de inducción es del 85% mientras que la estufa de gas LP es del 30%.
3. Precalentamiento de los alimentos a través del agua caliente procedente del calentador solar. Los alimentos una vez preparados y que no se consumieron en el momento,
normalmente se almacenan en el refrigerador que tiene una temperatura de 4°C y de ahí se extraen para calentarlos posteriormente, ya sea en el microondas, en la parrilla de inducción o
con la estufa de gas LP hasta una temperatura de 55°C. La idea es precalentarlos con agua del calentador solar que tiene una temperatura promedio de 50°C desde los 4°C hasta 35°C.
4. Reducción de los tiempos muertos en operación de la lap top. La pila de la lap top ya no funciona (o aunque funcionara) y este equipo es usado para el trabajo, operando diariamente
9 horas al día durante 25 días al mes, sin embargo, hay varios tiempos muertos (ir al sanitario, atender llamadas telefónicas, preparar alimentos, hacer limpieza, etc.). La propuesta es activar
la hibernación del equipo a periodos cortos (3 minutos) y apagar el equipo cuando se tenga previsto realizar actividades que demanden más tiempo.
5. Adquisición de olla de presión y prepraración adecuada de los frijoles. Actualmente la olla de presión construida en aluminio se dañó por lo que no se tiene la opción de presurizarla y
entonces los frijoles que se preparan 1 vez por quincena tardan en cocerse 4 horas 25 minutos utilizando la estufa de gas LP (no puede usarse la parrilla de inducción porque la olla no está
construida en hierro ferromagnético). Por otra parte cuando los frijoles no se dejan remojando en agua toda la noche anterior a su cocción, se tardan hasta 85 minutos cuando se usa la olla
en buenas condiciones, sin embargo, cuando sí se remojan toda la noche el tiempo de cocción se reduce a 45 minutos (olla en buenas condiciones).
El gas LP se usó exclusivamente para el calentamiento y preparación de alimentos, que se apoya complementariamente con la parrilla de inducción. No se utilizó para el calentamiento de
agua para el aseo personal, dado que se cuenta con un calentador solar de tubos de vacío. La energía térmica consumida se obtiene a partir del poder calorífico neto del gas LP, que en
promedio tiene un valor de 25.939 MJ/L (datos publicados por la Secretaria de Energía en el Diario Oficial de la Federación del 24 de noviembre de 2016); por tanto la energía térmica
consumida bimestralmente es: (13.33 L)(25.939 MJ/L) = 345.853 MJ/bimestre.
Genera estrategias.
El consumo total de energía del domicilio está compuesto por las contribuciones de energía eléctrica y térmica en unidades iguales de MJ por bimestre, es decir, 608.4 MJ + 345.85 MJ =
954.25 MJ/bimestre. La energía eléctrica constituye el 63.76% y el gas LP constituye el 36.24%. En cuanto a costo, el total bimestral es de: $137.11 + $133.33 = $270.44, del cual, la energía
eléctrica representa el 50.7% y el gas LP el 49.3%. Estos consumos y costos aplican para 2 personas en el periodo indicado.
1. Sustitución de las lámparas fluorescentes que consumen cada una una potencia de 23 W por las lámparas equivalentes LED de 8 W. Esta es una medida que se espera una
aportación grande de ahorro, debido a que representó de los mayores porcentajes de consumo de energía eléctrica del domicilio.

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PASO 3
3.1. Estimado cuantitativo de ahorros potenciales.
En cuanto a la energía térmica del gas LP el ahorro fue de 172.92 MJ/bimestre que representa el 50%. En el caso específico de la energía eléctrica consumida por la parrilla de inducción se
incrementó de 167.84 MJ a 228.86 MJ, es decir un incremento de (228.86 - 167.84) = 61.02 MJ/bimestre o equivalentemente (61.02 MJ/bimestre)/(3.6 MJ/kWh) = 16.95 kWh/bimestre.
Detalla las cantidades de ahorro.
5. Adquisición de olla de presión y prepraración adecuada de los frijoles. En la actualidad el tiempo de consumo de gas LP con la olla de presión para la preparación de los frijoles es de
4 h 25 minutos por quincena. La cantidad de frijoles que se utilizan cada semana es de 1 kg, el cual se mezcla con un volumen de 4.5 litros de agua (5.5 kg). El consumo de energía térmica
para calentar el agua de 20°C a 92°C usando el calor específico del agua (4.186 kJ/kg°C) a la presión de la altura de la Ciudad de México es: (5.5 kg)(4.186 kJ/kg°C)(92°C - 20°C) = 1,658
kJ/quincena. La potencia de calentamiento hasta empezar a ebullir se obtiene a partir del tiempo en que se tarda en lograr dicha ebullición inicial, que es de 25 minutos (1500 segundos) =
(1,658 kJ/quincena)/(1500 s) = 1.105 kW. Después de haber iniciado la ebullición, la olla se deja ebulliendo 4 horas, que equivale a (4 h/quincena)(3,600 s/h) = 14,400 s/quincena, por tanto
en esta etapa el consumo de energía es de: (1.105 kW)(14,400 s/quincena) = 15,912 kJ/quincena. La energía total consumida en una quincena es: 1,658 + 15,912 = (17,570 kJ/quincena)(1
MJ/1000 kJ) = 17.57 MJ/quincena, pero debido a la baja eficiencia de transferencia de calor de la fuente (gas LP) a la olla (30%), la energía que requiere proporcionarse con el gas LP es =
17.57 / 0.3 = 58.57 MJ/quincena; en un periodo de 60 días (bimestre) el número de quincena es: (60 d/bimestre)(1 quincena/15 d) = 4 quincena/bimestre, por tanto el consumo bimestral
actual de energía térmica del gas LP es = (58.57 MJ/quincena)(4 quincena/bimestre) = 234.28 MJ/bimestre.
3. Precalentamiento de los alimentos a través del agua caliente procedente del calentador solar. Normalmente la cantidad de alimento que suele almacenarse en el refrigerador son
líquidos y sólidos o parcialmente ambos, en el caso de los líquidos por lo general es un volumen de 4 litros por día (aproximadamente 4 kg/d), del cual la mayor parte es agua cuyo calor
específico promedio es de 1 kcal/kg.°C o equivalentemente 4.186 kJ/kg.°C. La energía necesaria para calentar este volumen de agua desde 4°C a 55°C en un bimestre es: (4 kg/d)(60
d/bimestre)(4.186 kJ/kg.°C)(55°C - 4°C)(1 MJ/1000 kJ) = 64.05 MJ/bimestre. Si ahora en lugar de calentar desde 4°C se hace a partir de 35°C, el consumo de energía térmica es: (4 kg/d)(60
d/bimestre)(4.186 kJ/kg.°C)(55°C - 35°C)(1 MJ/1000 kJ) = 20.09 MJ/bimestre. El ahorro es: 64.05 - 20.09 = 43.96 MJ/bimestre, que equivale a: (43.96/64.05)(100) = 68.63%.
4. Reducción de los tiempos muertos en operación de la lap top. El consumo total de energía eléctrica actual (operación de 9 h/d y 25 d/mes) es de 10.13 kWh/mes o equivalentemente
20.26 kWh/bimestre que corresponde a 72.9 MJ/bimestre. Se estima que el tiempo dedicado a otras actividades no laborales es de 3.5 h/d y 25 d/mes, en el cual se prevé apagar el equipo,
con ello el tiempo efectivo que se encuentra encendido es de 9 - 3.5 = 5.5 h/d, 25 d/mes. Por tanto el consumo de energía eléctrica es: (5.5 h/d)(25 d/mes)(45 W)(1 kW/1000 W)(2
meses/bimestre) = 12.38 kWh/bimestre, que equivale a 44.55 MJ/bimestre. El ahorro es de: 20.26 - 12.38 = 7.88 kWh/bimestre (28.37 MJ/bimestre), que porcentualmente representa:
(7.88/20.26)(100) = 38.89%.
2. Reducción a la mitad el uso de de gas LP para la preparación de alimentos supliéndola con el uso de la parrilla de inducción. La energía útil para calentar los alimentos de la
parrilla de inducción es (167.84 MJ)(0.85) = 142.66 MJ ; para la estufa de gas LP la energía útil es (345.85 MJ)(0.3) = 103.75 MJ. La energía total útíl es de 142.66 MJ + 103.75 MJ = 246.41
MJ, del cual el gas LP representa el 42.1%; si se reduce a la mitad el uso de la energía térmica procedente de la estufa de gas LP, su consumo quedaría en 103.75 MJ / 2 = 51.88 MJ, que
debido a su ineficiencia queda en: 51.88 / 0.3 = 172.92 MJ. En el caso de la energía térmica proporcionada por la parrilla de inducción, la energía útil que ésta debe proporcionar es: 246.41 -
51.88 = 194.53 MJ, el cual por su ineficiencia característica, queda en: 194.53 / 0.85 = 228.86 MJ. La energía total consumida MJ ahora es: 172.92 + 228.86 = 401.78 MJ/bimestre. La energía
total consumida para la preparación actualmente es de 513.69 MJ/bimestre, por tanto el ahorro es: 513.69 - 401.78 = 111.91 MJ/bimestre, que representa: (111.91/513.69)(100) = 21.78%.
1. Sustitución de las lámparas fluorescentes que consumen cada una una potencia de 23 W por las lámparas equivalentes LED de 8 W. El consumo actual de los 10 focos
fluorescentes es de 16.11 kWh/mes o bien 32.22 kWh/bimestre que es equivalente a 58 x 2 = 116 MJ/bimestre. Si se sustituyen por 10 lámparas LED, el consumo de energía eléctrica será:
(10 lámparas)(8 W/lámpara)(2.335 h/d)(60 d/bimestre)(1 kW/1000 W) = 11.2 kWh/bimestre, que es lo mismo que 40.32 MJ/bimestre. El ahorro es: 116 MJ - 40.32 MJ = 75.68 MJ/bimestre, el
cual representa el: (75.68/116)(100) = 65.24% de ahorro de energía eléctrica.

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3.2. Ahorro total de energía.
PASO 4
4.1. Estimado monetario de ahorros potenciales.
3. Precalentamiento de los alimentos a través del agua caliente procedente del calentador solar. El ahorro de energía de esta propuesta es de 43.96 MJ/bimestre. Si suponemos que la
mitad de esta energía se obtuvo de energía eléctrica y la otra mitad del gas LP, vemos que en el primer caso, la energía eléctrica en las unidades correctas es de: (43.96 MJ/bismestre/2)/(3.6
MJ/kWh) = 6.1 kWh/bimestre; después de aplicar la propuesta de mejora no. 1, el consumo total de energía con esta propuesta queda en: 148 - 6.1 = 141.9 kWh/bimestre, es decir, también
se le puede aplicar la tarifa más baja de 0.793 $/kWh, por tanto el ahorro respectivo es (6.1 kWh/bimestre)(0.793 $/kWh) = $4.84/bimestre. Para el caso del gas LP, el costo unitario de este
es 10.12 $/L y el volumen de gas LP ahorrado será (utilizando el poder calorífico neto de 25.939 MJ/L) = (43.96 MJ/bismestre/2)/(25.939 MJ/L) = 0.85 L/bimestre, por ello el ahorro monetario
es = (0.85 L/bimestre)(10.12 $/L) = $8.60/bimestre. El monto total ahorrado es = $4.84 + $8.60 = $13.44/bimestre.
4. Reducción de los tiempos muertos en operación de la lap top. El ahorro de energía eléctrica es de 7.88 kWh/bimestre, nuevamente con la aplicación de las anteriores propuestas de
ahorro, la tarifa eléctrica que aplica es la básica con un costo unitario de 0.793 $/kWh. Por ello el monto ahorrado es = (7.88 kWh/ bimestre)(0.793 $/kWh) = $6.25/bimestre.
En el caso de una nueva olla con su tapa, el tiempo de calentamiento del agua para pasar de 20°C a 92°C también es de 25 minutos, por lo que su consumo de energía también es de 1.658
MJ/quincena y la potencia de suministro de energía también es 1.105 kW. Después de este punto la olla tarda 20 minutos (1,200 segundos) en cocer los frijoles, por tanto el consumo de
energía térmica es: (1.105 kW)(1,200 s)(1 MJ/1000 kJ) = 1.326 MJ/quincena. El consumo total de energía es: 1.658 + 1.326 = 2.984 MJ/quincena; nuevamente como la eficiencia de
transferencia es del 30%, la energía que requiere ser suministrada es = 2.984 / 0.3 = 9.947 MJ/quincena. Para obtener el consumo bimestral se tiene: (9.947 MJ/semana)(4
quincenas/bimestre) = 39.79 MJ/bimestre.
El ahorro de energía térmica proveniente del gas LP es: 234.28 - 39.79 = 194.49 MJ/bimestre, el cual representa: (194.49/234.28)(100) = 83.02%. El ahorro en el consumo de gas LP se
obtiene a partir del poder calorífico del gas LP: Consumo actual de gas LP = (234.28 MJ/bimestre)/(25.939 MJ/L) = 9.03 L/bimestre; consumo de gas LP con olla de presión nueva = (39.79
MJ/bimestre)/(25.939 MJ/L) = 1.53 L/bimestre; el ahorro de gas LP es = 9.03 - 1.53 = 7.5 L/bimestre.
Traduce las cantidades de energía a términos monetarios.
1. Sustitución de las lámparas fluorescentes que consumen cada una una potencia de 23 W por las lámparas equivalentes LED de 8 W. El ahorro de enerrgía eléctrica que se obtuvo
fue de 75.68 MJ/bimestre, que en unidades de kWh/bimestre es = (75.68 MJ/bimestre)/(3.6 MJ/kWh) = 21.02 kWh/bimestre. El consumo actual de energía eléctrica en el bimestre fue de 169
kWh/bimestre, por ello con este ahorro, se reduciría a 169 - 21.02 = 148 kWh/bimestre. El tipo de tarifa eléctrica del domicilio es la 01, por tanto, para los primeros 150 kWh/bimestre la tarifa
es de 0.793 $/kWh, pero como el consumo sería de 148 kWh/bimestre, el costo total será de (148 kWh/bimestre)(0.793 $/kWh) = $117.36. Si actualmente se está pagando $137.11, el ahorro
es: $137.11 - $117.36 = $19.75, que representa: (19.75/137.11)(100) = 14.4%.
2. Reducción a la mitad el uso de de gas LP para la preparación de alimentos supliéndola con el uso de la parrilla de inducción. El ahorro de energía térmica generada por el gas LP
fue de 172.92 MJ/bimestre, para convertilo a litros de gas LP, se utiliza el poder calorífico neto del gas LP, que es de 25.939 MJ/L. Volumen de gas LP ahorrado = (172.92
MJ/bimestre)/(25.939 MJ/L) = 6.67 L/bimestre. El costo unitario del gas LP es de 10.12 $/L, el monto ahorrado es: (6.67 L/bimestre)(10.12 $/L) = $67.50/bimestre. Hubo un ahorro de gas LP,
pero al mismo tiempo se sustituyó por consumo de energía eléctrica con un valor de 16.95 kWh/bimestre, el cual al multiplicarlo por su tarifa básica da un valor de (16.95 kWh/bimestre)(0.793
$/kWh) = $13.41/bimestre. El ahorro total es entonces = $67.50 - $13.41 = $54.09/bimestre.
El ahorro total de energía eléctrica en el bimestre analizado es: 75.68 MJ (propuesta ahorro no. 1) + 7.88 MJ (propuesta de ahorro no. 4) = 83.56 MJ/bimestre. Respecto al ahorro de gas LP,
el total ahorrado es: 172.92 MJ (propuesta de mejora no. 2) + 43.96 MJ (propuesta de mejora no. 3) + 194.49 MJ (propuesta de mejora no. 5) = 411.37 MJ/bimestre. Por tanto el ahorro total
de energía es = 83.56 + 411.37 = 494.93 MJ. Si el consumo total actual de energía es de 954.25 MJ/bimestre, el ahorro total representa el (494.93/954.25)(100) = 51.87%.

5. Página 5
PASO 5
5.1. Análisis por propuesta de ahorro.
5.2. Concusión.
Las propuestas viables técnica y económicamente fueron las números: 2, 4 y 5, las cuales representaron un ahorro energético de: 172.92 MJ + 7.88 MJ + 194.49 MJ = 375.29 MJ/bimestre, el
cual representa el (375.29/954.25)(100) = 39.33% del consumo total actual. En cuanto al ahorro monetario, este es de: $54.09 + $6.25 + $75.90 = $136.24/bimestre, si en total se está
gastando actualmente $270.44/bimstrales el ahorro representa el (136.24/270.44)(100) = 50.38%. Si bien en términos absolutos no hay un gran impacto tanto para los consumos energéticos
como monetarios, hay un beneficio relativo importante, el cual si se llegara a efectuar en millones de habitantes, sí resultaría considerable y benéfico para el medio ambiente.
5. Adquisición de olla de presión y prepraración adecuada de los frijoles. El ahorro monetario fue de $75.90/bimestre, sin embargo, requiere adquirirse una olla de presión cuyo costo
aproximado es de $500. Anualmente el ahorro es de ($75.90/bimestre)(6 bimestres/año) = $455.40/año. El tiempo de recuperación es de ($500) / ($455.40/año) = 1.097 años = 13 meses, 5
días, lo cual se considera que es viable económicamente. Técnicamente tampoco representa ninguna limitante.
1. Sustitución de las lámparas fluorescentes que consumen cada una una potencia de 23 W por las lámparas equivalentes LED de 8 W. El ahorro monetario de energía eléctrica es
de $19.75/bimestre, sin embargo, el costo de una lámpara equivalente LED de 8 W es de $50, que por el total de las 10 lámparas equivale a una inversión de 10($50) = $500. En un año el
ahorro equivale a ($19.75/bimestre)(6 bimestres/año) = $118.50/año. El tiempo de recuperacion es de ($500) / ($118.50/año) = 4.22 años = 4 años 2 meses 19 días, lo cual representa una
propuesta poco viable económicamente, sin embargo, se ha observado que el costo de las lámparas LED ha ido disminuyendo con el tiempo, así que en un futuro no lejano se piensa que
podrá ser una opción factible, realizando una inversión gradual sobre aquellas lámparas que mayor consumo tienen (mayor tiempo de operación), o bien cuando alguna de las existentes
falle.
2. Reducción a la mitad el uso de de gas LP para la preparación de alimentos supliéndola con el uso de la parrilla de inducción. En este caso el ahorro neto fue de $54.09/bimestre;
no se requiere llevar a cabo alguna inversión, solamente es necesario cambiar el hábito en el uso del gas LP y la parrilla de inducción, por tanto es una propuesta de muy fácil
implementación y totalmente viable técnica y económicamente.
3. Precalentamiento de los alimentos a través del agua caliente procedente del calentador solar. El monto total ahorrado fue de $13.44/bimestre. Para su implementación se requiere
disponer de una especie de parrilla aislada térmicamente en 5 de sus 6 caras, donde las cacerolas o trastes se encuentren en contacto mecánico y además de disponer de mangueras
conectadas al grifo o tubería de agua caliente para su alimentación así como otra tubería de retorno hacia el techo para su descarga a un tinaco, a fin de no desperdiciar el agua. Por lo antes
expuesto, no es viable técnicamente para el márgen tan pequeño de beneficio económico.
4. Reducción de los tiempos muertos en operación de la lap top. El márgen de beneficio económico es reducido ($6.25/bimestre) pero su implementación no demanda más que cambiar
los hábitos de uso del equipo, por tanto, es viable y fácilmente llevar a cabo su realización.
5. Adquisición de olla de presión y prepraración adecuada de los frijoles. El ahorro de gas LP fue de 7.5 L/bimestre, dado que el costo de este combustible es 10.12 $/L, el ahorro
monetario es = (7.5 L/bimestre)(10.12 $/L) = $75.90/bimestre.
Realiza un análisis crítico sobre la viabilidad de tu propuesta y los resultados esperados.