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• Grecia Delgado Muñoz

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Carreras de Ingeniería 3er Año V Ciclo Diseño de Productos Informe final: Think Green Integrantes: Aguilar, Hector Yomar Delgado, Grecia Azucena Inga, Jean Carlos Oré, Juan Alexis Vizcarra, Cristel Adriana

Sección: A Profesor: David Santos Llave

[Fecha]

2015-1

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1. Introducción. El presente informe tiene como finalidad detallar los pasos para el estudio, diseño y creación de un producto llamado Think Green. Este producto pretende solucionar la problemática del mal cuidado –por ahogo o marchitación- de las plantas, para esto se ha seguido una serie de pasos que bridan robustez al producto. El desarrollo del producto consistió principalmente en 2 etapas: una de estudio y otra de fabricación. En la primera etapa, se identificó la problemática, el público objetivo, los requerimientos tentativos –usando como herramientas: encuestas y entrevistas -. De este feedback se definieron los insights, luego se comparó lo que ofrecería el producto con respecto a las competencias y se determinó los posibles conceptos que pueden intentar solucionar la problemática planteada. La segunda etapa consistió en la fabricación del producto. Con toda la información recopilada, se crearon varios modelos –tema de prueba y error- hasta llegar al prototipo final, que se caracteriza por su estética, sencillez, portabilidad, y precio reducido con respecto a las competencias.

ThinkUp.

2

2. Identificación y análisis de la problemática La problemática se identificó, a partir de estudios realizados por el Observatorio ciudadano a la población Limeña del 2014 [1] el cual indica que el nivel de satisfacción con las áreas verdes en Lima Metropolitana de las clases sociales A y B son de 42.2% (Ver Figura 2.1). Esto nos indica que más de la mitad de estos ciudadanos no se sienten a gusto con la cantidad de áreas verdes, por lo cual así garantizamos que sé encontró una necesidad no cubierta. Además, se sabe que las clases sociales A y B son aquellas que comúnmente viven en departamentos (Ver Figura 2.2) según un informe del INEI (2014) [2]. Asimismo se sabe que las clases sociales A y B trabajan en promedio de 40 a 48 horas a la semana y solo dedican aproximadamente 4 a 7 horas a la semana a cuidados del hogar. También, se sabe que la tendencia al cuidado del medio ambiente cada vez es mayor en Lima, ya que un 83.3% de los limeños afirma que cuida y hace uso eficiente del agua, 75.3% guarda su basura para después botarla en los tachos de basura y un 69.5% desconectan los electrodomésticos si no están usándolo (ver Figura 2.2), esto nos muestra que la tendencia en cuidado del medio ambient e cada vez es mayor. Basándonos en los estudios anteriormente citados, podemos concluir lo siguiente: la gente le gustaría tener más áreas verdes, les gusta contribuir al cuidado del medio ambiente, la mayoría viven en departamentos y no tienen tiempo para hacer quehaceres del hogar. Tomando en cuenta las conclusiones, previamente analizadas, se puede afirmar que se encontró una problemática, la cual será resuelta mediante la creación de nuestro product o ThinkGreen.

Figura 2.1. Niveles de Satisfacción con las áreas verdes (Observatorio Ciudadano).

Figura 2.2. Prácticas ambientales practicada por los limeños (Observatorio Ciudadano)

Figura 2.3. Cantidad de departamentos en Lima (Fuente: INEI)

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3. Identificación de las necesidades del cliente La metodología empleada para la identificación de las necesidades de nuestros clientes fue mediante el uso de encuestas. A lo largo del desarrollo del proyecto se realizó dos encuestas, las cuales se obtuvieron los siguientes resultados: A continuación, se muestra el porcentaje de personas encuestadas, en el Parque Kennedy, que poseen plantas en su hogar. El lugar de encuesta se escogió, debido a que el Parque Kennedy, es un lugar donde concurren la mayoría de nuestros posibles clientes.

Porcentaje de personas que poseen plantas

Personas que tienen plantas

25%

Personas que no tiene plantas

75%

Figura 3.1. Porcentaje de personas que poseen plantas (Fuente: Propia). En la Figura 3.2, se visualiza el motivo por el cual las personas no tienen plantas, ya sea por falta de tiempo y espacio, o les parece relevante. El total de personas fueron 10, los cuales un 50% no poseen plantas por falta de espacio, 25% por falta de tiempo y un 25% les parec e relevante. Esto nos indica que los factores que se debe enfatizar en el diseño del producto es el ahorro de espacio y tiempo.

NÚMERO DE PERSONAS

¿Por qué no tiene plantas? 6 5 4 3 2 1 0 Fa l ta de Es pacio

Fa l ta de ti empo pa raLes pa rece rel eva nte cui da rl as

Series1

Series2

Series3

Figura 3.2. Motivo del no poseer plantas (Fuente: Propia). En la Figura 3.3, se observa los lugares donde las personas encuestadas colocan sus plantas y de esa forma, nos indica el tamaño aproximado que debería tener nuestro producto.

4

Número de personas VS. Posición de sus plantas 10 8 6 4 2 0

9

Balcón

6

7

4

4

Jardín

Lavandería

Cocina

Entrada de la casa

LUGARES DONDE TIENE LAS PLANTAS Series1

9

6

7

4

4

Figura 3.3. Posición de plantas (Fuente: Propia). A continuación, se muestra el porcentaje de las plantas marchitadas, el cual nos permite observar que la importancia del regado y cuidado que tienen las personas hacia sus plantas. Además, se puede inferir que las personas crean un vínculo entre persona – planta.

Alguna vez se ha marchitado sus plantas 23% 77%

SI

NO

Figura 3.4. Porcentaje de plantas marchitadas (Fuente: Propia). En la Figura 3.5, se puede visualizar los motivos del marchitado de las plantas. Esta gráfic a nos permite identificar que el motivo por el cual las personas se les marchit an sus plantas es mayormente por falta de tiempo. Asimismo, existen aquellas personas que no poseen plantas por este motivo y si hubiera un aparato que satisfaga esta necesidad, les gustaría tener plantas en su hogar, ya que crea un ambiente agradable.

¿Por que cree usted que se marchitaron? Su vivienda no tiene las condiciones adecuadas

5

8

Desconoce como regarlas adecuadamente

10

Falta de tiempo 0

2

4

6

8

10

12

Figura 3.5. Motivo del marchitado de las plantas (Fuente: Propia). Verificamos que se identificó correctamente las necesidades, debido a que se calculó el tamaño de muestra adecuado con un 90% nivel de confianza y con un margen de error de un 5%.

5

4. Análisis de Mercado Para realizar el análisis de mercado, se creyó conveniente usar la matriz competitiva y el benchmark, estas herramientas perm iten resumir de un vistazo cual es el estado actual del mercado donde incursionará nuestro producto. A continuación se muestra las herramientas.

UP - TIER

MID-TIER

LOW-TIER

Público Clase C

Público Clase B

Público Clase A

Figura 4.1. Matriz competitiva

6

Precio (s/.)

250

300

545

50

130

3

3

3

1

5

3

Europa y Estados Unidos 3

Europa y Estados Unidos 3

Tipo de riego

Por chorro

Por chorro

Capacidad

4a5

Público dirigido

Clase media-alta

Complejidad Accesibilida d Portabilidad

Descripción

3 Lima

1

Europa y partes de América 5

Por chorro

Por goteo

Por goteo

Por chorro

10

36

10

1

6

Clase media-alta

Clase media

Clase alta

Clase baja

Clase media

Este kit de riego tiene Thinkgreen es un capacidad para 10 producto que macetas, su costo es ocupa poco relativamente algo y espacio , es un tiene una buena costo menor y acogida en los muy sencillo de países presentes. usar

Sudamérica

Este producto de Este kit de riego tiene riego tiene Este dispositivo se una capacidad para 10 capacidad para 36 conecta directamente macetas y tiene que macetas, no es a la maceta y se conectarse a un caño programable y encarga de regar la de agua, riego por requiere estar planta goteo a las macetas y conectado a la automáticamente. no es programable. tubería de agua. Figura 4.2. Benchmark

Nivel nacional 1

Este dispositivo se conecta directamente a la tubería de agua, permite un riego automático y programable.

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5. Propuesta de Valor Para realizar el análisis de la propuesta de valor, el quipo decidió apoyarse en el QFD, ya que esta herramienta nos permite determinar los requerimientos del cliente, las propuestas de valor de la competencia, y si las competencias cumplen con los requerimientos del cliente. A continuación se muestra el QFD.

Figura 5. Desarrollo de QFD. Nota: Se han utilizado las herramientas: encuestas, insights y entrevistas, para poder determinar los requerimientos mostrados en el QFD. Asimismo, concluimos en que el público objetivo desea principalmente:   

Simpleza: El cliente espera un producto que sea de fácil uso y sencilla instalación, los encuestados demostraban rechazo por instalaciones complejas. Diseño: Es primordial que el diseño sea estético y cumpla al máximo con la sinergia. Precio: Las encuestas demostraron que lo que más preocupaba al cliente era el precio, por eso aquí enfocaremos nuestro análisis.





 

Complejidad media: Un distintivo de nuestro producto es la utilización del microprocesador Arduino. Este es de uso relativamente sencillo, pero tiene un gran poder funcional. Tanque de agua incorporado: Los productos de los competidores locales tienen que estar conectados todo el tiempo a una fuente de agua, mientras nuestro producto tendrá un pequeño tanque de agua. Precio de venta: Las competencias ofrecen sus productos a precios relativamente caros, nuestro producto busca romper con eso, buscando un precio más accesible. Fácil instalación: Se busca que el usuario interactúe en lo más mínimo, mientras que algunas competencias requieren de instalaciones complejas.

[Fecha]

Finalmente, lo que distinguirá a nuestro producto de la competencia será:

8

 

Nutrientes: ThinkGreen también incluirá una bolsa de nutrientes para plantas, lo cual ninguna competencia lo hace. Macetas incorporadas: Nuestro producto también incorpora las macetas, los demás productos se dedican netamente a regar, y el nuestro a regar y embellecer el ambiente.

6. Especificaciones Técnicas Para el desarrollo correcto del prototipo se realizó un pequeño mapa de los componentes electrónicos. En la Figura 1.2 e puede observar que existen 13 componentes en el circuito, en las líneas siguientes se describirán el nombre técnico y su función dentro del circuito.

Figura 1.2 Mapa del Circuito 1. Sensor de Humedad de la tierra: dicho componente nos ayuda a saber la cantidad de agua existente en un recipiente con arena, tierra etc. Sus valores se muestran 1300 cuando esta húmeda la tierra y 300 cuando se encuentra seca. 2. Sensor de Nivel de agua: o sensor de humedad de tierra cumple una doble función, en este caso puede captar la presencia de agua dentro de un tanque. 3. Bomba de agua: nos permite brindar la energía suficiente para que el agua pueda fluir atreves de un tubo y así poder regar las plantas 4. Relé: Sirve para regular la cantidad de voltaje que necesitan cada uno de los componentes 5. Interruptor: permitirá la interacción entre el usuario y el sistema, dicho interruptor también se ha colocado como sistema de seguridad..

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6. Enchufe o fuente switching 12v @ 1.5A: la principal fuente de poder que usaremos para alimentar todo el sistema será una toma de corriente doméstica, por lo cual se usará un enchufe. 7. Led: Nos indica el nivel del agua dentro del tanque 8. Arduino: Controlador receptor y emisor de señales, este componente es el principal ya que él manda señales y ordena las funciones de cada uno del resto de componentes. 9. Placa para Arduino: Sirve para que la conexiones entre componentes sea la mínima posible. La fuente de alimentación de Think Green es la toma de corriente domestica con un voltaje de 220VAC, al tener una fuente Switching se puede utilizar dos voltajes distintos, dicho enchufe se le da para que el Arduino tenga autonomía y que no dependa de un ordenador. La autonomía energética es de aproximadamente dos días, teniendo en cuenta que el tanque siempre este lleno y que siempre la tierra está seca. Hay un sistema de seguridad dentro de la programación de tal manera que si el agua del tanque se llegara a terminar todo el sistema se interrumpe y se apaga..

7. Arquitectura del Producto -Diagrama Funcional

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-Diagrama de Interacción Accidental

-Diagrama de Bloques

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En el presente diagrama se puede ver a cantidad de opciones presentes para una buena selección de materiales que se usará. -Características de cada Bloque En la Figura 1.1 se puede ver los componentes principales que se usaran para desarrollar el prototipo funcional. En dicha imagen se puede ver las características como tecnología, marca, modelo, código y Consumo; esta información es de relevancia ya que así se podrá estimas el consumo de nuestro producto.

Figura 1.1 Diagrama de Bloques de los Componentes 8. Generación de Conceptos Para generar unos buenos conceptos de solución ante una problemática latente, se realizó los siguientes pasos:

Fase 0: Entender

Fase 1: Visualizar

Fase 2: Evaluar

Fase 3: Implementar 1

Fase 4: Implementar 2

 Fase 0: Comprender todo relacionado a la actividad del regado de plantas. Indicadores como la frecuencia, la cantidad de agua y el tiempo que toma. Investigar sobre los diferentes productos que garantizan un regado automático.

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 Fase 1: Con lo aprendido en la fase 0, diseñaremos prototipos en Inventor. Estos prototipos serán resultado del aprendizaje de los demás productos, la comprensión de la actividad de regado y la conversación directa con las personas que la realizan mediante encuestas  Fase 2: Evaluaremos la factibilidad de los prototipos, tanto técnicamente como funcionalmente. El sistema de regado automático tendrá componentes electrónicos lo que se resolverá en esta etapa serán los requerimientos de espacio, material y costos.  Fase 3: Se probará el prototipo funcional para verificar la viabilidad del diseño de la regadora, esto lo haremos en algunas casas, departamentos y en el campus de barranco. Luego de corregir los problemas de viabilidad se pasará a la fabricación con toda la documentación técnica.  Fase 4: En esta etapa estaremos atentos a las observaciones y sugerencias de los usuarios para especificar los alcances de la regadora Thinkgreen. Estos últimos detalles ayudarán mucho para hacer una entrega final a los usuarios de Thinkgreen. También conceptos de solución se generaron, a partir de los requerimientos como: portable, ligero, pequeño, sinergia o diseño, fácil instalación y uso. Para el diseño de los primeros prototipos se tomó en cuenta el tamaño del producto, ya que los clientes colocaban sus plantas en diferentes ambientes de su hogar. Además, otro criterio analizado fue que la regadora no fuera para una sola planta si no para más de dos. En un principio se pensó que nuestro producto se adaptará a las macetas que ya tenían en casa los clientes, pero también nos pareció válida la idea de crear un producto que tenga sus propias macetas. Nuestros primeros esbozos: Modelo 1

Modelo 2

Modelo 3

Criterios usados por cada modelo: Modelo 1:  Regado automático  Recargable  Ahorrar espacio  Usar las propias plantas del cliente  Adaptación a cualquier ambiente  Regado por tiempos establecidos  Diseño simple  Fácil transporte  Colocación de plantas aleatoria Modelo 2:

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     

Regado Automático No recargable Regado por tiempos definidos Diseño novedoso No transportable Colocación de plantas lineal

Modelo 3:  Ahorro de espacio  Mayor cantidad de plantas  Limitación de agua  Regado tipo chorro  Colocación de plantas establecido (circular)  Tamaño de maceta establecido

9. Selección de conceptos Para la selección de conceptos se tuvo que realizar varias encuestas a nuestros posibles clientes he ir viendo cuales podrían ser las ventajas o las desventajas de cada uno de ellos. Al finalizar las primeras encuestas con nuestros primeros modelos nos dimos cuenta que el cliente le gustaría un producto con un diseño innovador y que sea bastante eficiente a su vez. Con estos dos conceptos nuevos y requisitos anteriores se procedió a la creación de dos modelos que compartían ventajas entre los modelos anteriores, los modelos fueron los siguientes:

Modelo 1:  Les pareció muy llamativo  Pero demasiado grande  Muy pocas plantas  Perdida de espacio  Límite con la cantidad de platas Modelo 2:  No hay límite de macetas  Un modelo muy serio  Muy bien aislado o limitado  Muy robusto Modelo 3:  Es ligero  No ocupa espacio  Es eficiente  El diseño es innovador  Es automático

Es por eso que al fnal es modelo 3 seria es más conveniente.

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10. Diseño Industrial -Análisis del producto según los criterios de diseño industrial Cambio de producto: Nuestro producto no admite cambios dentro de su sistema electrónico ya que no es familiar para el usuario común. Sin embargo se ha evaluado la posibilidad de proporcionarles una guía de usuario y repuestos, sobre todo aquellos que son más propensos a malograrse a lo largo del tiempo, como es el caso de los sensores de humedad. Variedad de productos Los materiales que se utilizan para el funcionamiento de nuestro producto son muy variados y multifuncionales, como es el caso del Arduino, por lo tanto se cuenta con una posible re-utilización de partes para otros modelos. En consecuencia se cuenta con una ventaja con respecto a otros regadores automáticos y elevamos así nuestra competitividad. Además, se analizaron e identificaron los posibles materiales que estarán más propensos a dañarse. Como solución a esta problemática se decidió implementarles un fácil ensamblaje con el fin de retirarlas y colocar reemplazos fácil y prácticamente. Estandarización de componentes La mayoría de los componentes que se van a utilizar tienen una gran variedad de aplicaciones. De esta forma el cliente puede evaluar el costo de la pieza según la calidad y luego poder elegir el que se adecúe más a sus ingresos. Rendimiento del producto En los diferentes prototipos que se realizaron, fuimos capaces de observar que nuestro producto aún podía reducirse a un tamaño más prudente. Se evaluó hasta qué punto debería ser esta reducción y se concluyó en un nuevo modelo el cual aprovecha mejor las dimensiones. En consecuencia de los cambios que se realizaron, no sólo se minimizó el volumen del producto sino que también se minimizó el peso significativamente. Adicionalmente se facilitó la manipulación del producto y el modelo final se prestó para otorgar más estética al hogar de los clientes. -

Identificación de componentes por su uso

Elementos 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Bomba de agua Relé (Bomba de agua) Relé (Barra de LED) Sensor de Humedad (Maceta) Sensor de Humedad (Nivel de agua – tanque) Batería Tanque

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8. Switch (ON – OFF) 9. Barra de LED 10. Arduino 11. 2 Placas (Control – Barra de LED) 12. Enchufe Funciones 1. Bombear el agua desde el tanque hacia la maceta. 2. Regula el ingreso del voltaje 220V para que funcione la bomba de agua y, cierra y abre el circuito. 3. Regula la corriente 5V – (9 – 12V) 4. Sensar el grado o cantidad de agua (presencia) dentro de la maceta. 5. Sensar la cantidad de agua dentro del tanque como medida de seguridad, para que la bomba de agua no absorba aire. 6. Ayuda a suministrar el voltaje necesario para que el Arduino funcione independientemente de la computadora. 7. Almacenar agua. 8. Encendido y apagado de la regadora (ON – OFF). 9. Comunicar si hay o no agua y ayuda a mantenimiento. 10. Controlar todo el sistema. 11. Placa A: Reducir cableado y simplicar el sistema). Placa B: Reducir cableado. 12. Alimentar el sistema. -Diagrama de Conexiones

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Sección A

A

En esta sección se puede visualizar un GND (tierra) y los pines digitales (D8 – D13), los cuales se utilizarán el D8 para el relé del motor y el D9 para el relé del LED.

Sección B

B

En la sección, se puede encontrar los pines digitales (D0 – D7), los cuales se utilizarán los pines (D2 – D7) para los 7 pines del LED.

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Sección C

C

En esta sección, se observa dos GND (tierra), un VIN, 5V (VCC), 3.3V y un RESET, de los cuales solamente se empleará 5V (VCC), el cual alimentará al sensor de nivel de agua, el sensor de humedad, el relé del motor y el relé del LED.

Sección D

D

En la sección D, se puede visualizar los pines análogos (A0 – A5); sin embargo, solamente se utilizará el pin A4 para el sensor de nivel de agua y el pin A5, para el sensor de humedad. Por otro lado, los pines análogos (A0 – A3) se convierten en pines digitales (D14 – D17) para conectar los pines restantes del LED.

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Sección E

E

En esta sección, se encuentra el sensor de nivel de agua, el cual emplea un GND (tierra), un 5V (VCC) y un pin análogo (A4), los cuales se conectan en la sección C y D.

Sección F

F

En esta sección, se encuentra el sensor de humedad, el cual emplea un GND (tierra), 5V (VCC) y un análogo (A5), los cuales se conectan en la sección C y D.

Sección G

G

En la sección G, se encuentra el relé del LED, el cual emplea un GND (tierra), 5V (VCC) y un pin digital (D9), los cuales se conectan en la sección A y H.

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Sección H

H

En esta sección, se encuentra el relé de la bomba de agua, el cual emplea un GND (tierra), 5V (VCC) y un pin digital (D8), los cuales se conectan en la sección A y H.

Sección I

I

En la sección I, se puede observar un GND (tierra) y un pinhead de 6 pines digitales (D2– D6), los cuales se emplean para la conexión de la barra LED, estos se conectan en la sección B.

Sección J

J

En esta sección, se puede visualizar un pinhead de 5 pines digitales (D7, D14 – D17), para conectar con los pines restantes de la barra de LED, estos se enlazan a la sección D.

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En la siguiente figura, se puede visualizar el circuito de ThinkGreen realizado en el programa Eagle.

11. Prototipo Funcional Las características del prototipo funcional es que pueda regar de forma automática según el grado de humedad de la tierra y también muestre si la cantidad de agua dentro del tanque es la suficiente para continuar en funcionamiento. En el caso de que no hubiera agua, se encenderán LEDs que avisarán al usuario sobre el bajo nivel de agua. En las siguientes imágenes se muestra el funcionamiento de cada una de las partes A continuación se presenta de forma gráfica el ordenamiento inicial de los componentes electrónicos en diferentes vistas. Ver Figura 11.1, 11.2 y 11.3.

Figura 11.1. Vista tipo 1

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Figura 11.2. Vista tipo 2

Figura 11.3. Vista tipo 3 En las siguientes imágenes veremos la distribución casi real de los componentes, el material cambiará, a uno mucho más resistente tanto a la humedad como a los golpes y será de un material aislante, ver Figura 11.4

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Figura 11.4. Nuevo modelo Se nota que se ha reducido espacio dentro de la caja y se hace un mejor uso eficiente del espacio disponible. Como podemos observar los componentes se han reducido ya que se ha hecho un mejor uso de ellos, por ello se realizó una placa para disminuir las conexiones. 12. Conclusiones y Recomendaciones (Esta parte tiene 30% de la Nota, se evaluará el análisis crítico) 

 

Tras la aplicación de design thinking es posible que el producto tenga un buen impacto en la sociedad, y termine siendo exitoso. Sin embargo, dado que es un product o relativamente nuevo en Perú, las probabilidades de fracaso se mantienen latentes también. La versión 1 solo tiene capacidad para 2 macetas, se planea que la versión 2 tenga mayor capacidad –el cliente buscaba también colocar las macetas que ya tenía-. Las últimas entrevistas tomadas, revelaron que el diseño cuadrado no era muy atractivo para el cliente. Por otro lado, estaban encantados con el funcionamiento del producto; para la versión 2 se planea mejorar la estética de ThinkGreen.

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13. Infografía

14. Bibliografía [1] Observatorio de la cuidadania, O. d. (2014). ENCUESTA LIMA CÓMO VAMOS QUINTO INFORME DE PERCEPCIÓN SOBRE CALIDAD DE VIDA. Lima como vamos , 13-15. [2] INEI. (setiembre, 2014). Una mirada a Lima metropolitana . Una mirada a Lima metropolitana , 23-33.

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