Download Presentación - Scalewatcher

Prevención contra depósitos
minerales y eliminación mediante
corriente eléctrica
Autor:
Ing. Jan P. de Baat Doelman
Fabricado en EE.UU., Reino Unido, Tailandia,
Países Bajos y Vietnam.
Para tuberías con un diámetro de hasta 2,5 m (100 pulg.)
1
Problemas causados por los
minerales
Tuberías de llama de caldera de vapor
de tubo de humo
3
Explicación
A continuación se indican tres formas diferentes de explicar o mostrar
el principio de funcionamiento
1. Explicación física, interacción entre las partículas cargadas bajo influencia
de campo magnético y eléctrico.
2. Explicación química mediante ecuaciones simples
3. Test de laboratorio que respalda nuestras hipótesis del principio de funcionamiento
4
Explicación física
• Una partícula cargada en el
agua estará rodeada de
iones cargados
opuestamente
Partícula
coloidal
Iones
Radio de
corte
+
+
-
-
+
5
Explicación física
Partícula cargada negativamente con doble capa eléctrica
Volumen
principal
Partícula
cargada
negativamente
Iones inmóviles
Partícula
Doble capa eléctrica
Agua sin tratar
Plano de
deslizamiento
Potencial zeta
6
Explicación física
Potencial zeta
Partícula
cargada
Plano de
deslizamiento
Potencial
Electrolito más débil – potecial zeta
más alto
Doble capa
difusa
Contraiones
condensados
Capa de
Stern
Electrolito más fuerte – potencial
zeta más débil
Potencial de superficie
Potencial de Stern
Potencial zeta
Distancia desde la superficie
Distancia desde la superficie
Cuanto más ancha es la doble capa, más bajo
es el potencial zeta. Cuando el potencial zeta
sea cero, las partículas se unirán unas con
otras debido a su masa y aglomeración;
aumentará la unión de partículas finas en una
gran masa. Es distinto a la formación de
cristal, la cual se basa en la atracción de iones
hacia una partícula por medio de campos
eléctricos.
Distancia desde la superficie
Plano de corte
Las partículas en agua con un nivel bajo de sólidos totales
disueltos (TDS) (electrolito débil)
tienen un potencial zeta superior. Se necesita baja energía o
fuerza eléctrica para lograr la precipitación.
Esto explica el hecho de que el agua con niveles
extremadamente altos de TDS
(doble capa ancha, bajo potencia zeta) sea más difícil
de tratar.
7
Explicación física
Efectos de los campos magnéticos y eléctricos en el potencial zeta
F=qE + qvxB Newton, denominada la fuerza de Lorentz.
F: Fuerza en carga, q: Partícula o ión cargado, E: campo eléctrico,
v: Velocidad de q (agua), B: Fuerza del campo magnético.
Alternancia del campo magnético
Sección transversal
de tubería
FB=q*v*B
FE=q*E
FT=FE + FB Newton y es la
fuerza total de una carga que se mueve en un
campo eléctrico y magnético
Campo eléctrico como
círculos concéntricos 8
Explicación física
Resumen
Volumen
principal
Partícula
cargada
negativamente
Iones
inmóviles
Plano de
deslizamiento
• Las partículas en el agua están cargadas
negativamente por naturaleza. Por lo
tanto, están rodeadas de iones positivos.
Los iones positivos se unirán a los
negativos creando la denominada doble
capa eléctrica. Se trata de una situación
estable que puede convertirse en
inestable mediante la intervención de
campos magnéticos y eléctricos, iniciando
la formación de cristal en la partícula.
• Así, existirán menos iones minerales
libres que provoquen incrustaciones en
las paredes de la tubería u otras
superficies. Los cristales fluyen con el
agua por el desagüe.
9
Explicación química
para la prevención contra incrustaciones favoreciendo la formación de cristal
en el grueso del agua
• Cuando se combinan iones de bicarbonato y calcio, se
forma ácido de carbono y carbonato de
calcio.
• Ca + 2HCO3
CaCO3 + H2CO3
(Iones minerales disueltos
(sólido)
(ácido de carbono)
• El ácido de carbono se dividirá más tarde en
H2CO3
H2O + CO2
(líquido)
(gas)
10
Explicación química
para la prevención contra incrustaciones favoreciendo la formación de cristal
en el grueso del agua
• Las capas antiguas de incrustación de carbono desaparecerán
debido a la generación de burbujas de dióxido de carbono
capaces de disolver incrustaciones duras. La dureza del líquido
aumentará temporalmente, lo que indica el éxito del tratamiento.
• H20 + CaC03 + CO2
Agua
Sólido
Gas
Ca+ + 2HCO3Calcio Iones de bicarbonato
Tenga en cuenta que esto se produce tras la bobina, donde están presentes agua, gas y
11
Test de laboratorio
que respalda nuestras hipótesis del principio de funcionamiento
Vista desde un microscopio
•
Una gota de agua no tratada en
una placa de vidrio bajo el
microscopio se evapora
•
Cuando la gota se evapora, se
produce una supersaturación local
en la interfaz y se condensan los
minerales disueltos formando
cristales.
•
Observe la curva de la interfaz y
la cantidad de precipitación y
compárelas con la gota tratada.
Interfaz
Gota de agua evaporada
12
Test de laboratorio
que respalda nuestras hipótesis del principio de funcionamiento
Vista desde un microscopio
•
•
•
Cerca del extremo de la gota se
observa menos precipitación
debido a que la solución contiene
menos iones minerales. (Los iones
ya precipitados por la acción del
tratamiento se distribuyen a través
de la gota).
Observe como la interfaz está
menos curvada, lo que significa
que la tensión de superficie de la
gota es menor.
Es posible que se produzca una
disminución de la tensión de
superficie del 8%.
bservan menos cristales en la interfaz (incrustación)
13
Test de laboratorio
que respalda nuestras hipótesis del principio de funcionamiento
El tubo de la izquierda contiene
una solución supersaturada de
minerales disueltos. El líquido es
transparente, ya que los minerales
disueltos no son visibles.
En el momento en que se
aplicaron campos magnéticos y
eléctricos a la solución, el líquido
se volvió blanquecino a causa de
la precipitación de los minerales
disueltos.
14
Fabricación de la bobina
•
•
Dos capas envueltas
alrededor de la
tubería con la misma
dirección de
enrollado. Las dos
capas le darán una
mayor inducción en
el líquido a tratar.
El enrollado es
normalmente de 2x20
para líquidos con
bajo TDS.
15
Fabricación de la bobina
Por encima de 20 vueltas de
enrollado. La velocidad de flujo es
muy alta por lo que se necesita un
tiempo superior de tratamiento.
16
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
• Torres de refrigeración
– Máquinas frigoríficas
• Compresores
• Calderas de agua
• Calderas de vapor de
tubo de humo
• Intercambiadores de
calor de placas
• Intercambiadores de
calor de carcasa y tubo
• Tuberías
• Evaporadores
• Condensadores
• Aireadores
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Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Caldera de vapor de tubo de humo
Suministro de vapor
Suministro
municipal
Panel de
control de
SW
de agua
Bobinas SW
Retorno de condensado
Desaireador
Panel
de
control
de SW
Retorno de
condensado
Suministro de
agua de la caldera
Purga de fondo
Instalación estándar
Caldera de vapor
Instalación
Bomba
Tuberías de llama de caldera de vapo
de humo. Gases de calentamiento inte
exterior a convertir en vapor.
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Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Agua de purga de caldera de vapor de tubo de
llama de una compañía alimentaria de Tailandia
Sólidos totales disueltos
Debido al aumento
triplicado de TDS
en dos semanas,
se necesita más
purga
temporalmente.
Antes de la instalación, 15 días después, 30 días después, 60 días después
19
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Efecto en calderas de vapor de tubo de humo
1. Durante las primeras semanas, será necesario purgar con más
2.
3.
4.
5.
6.
7.
frecuencia con el fin de mantener la caldera
en los parámetros recomendados por el fabricante.
Cuando la caldera se limpia con el tratamiento, es posible que
se purgue con menos frecuencia.
Menos corrosión.
Temperatura inferior de la carcasa de la caldera (alrededor de 10º C
menos.)
Vapor de secado
Menos energía necesaria para el funcionamiento de la caldera.
En algunos casos, las calderas pueden funcionar sin el uso de
sustancias químicas
En resumen: Menos mantenimiento, ahorro en sustancias químicas, energía y agua.
“Este tratamiento para calderas no sustituye el control regular necesario de la caldera
ni el suministro de agua. Los niveles de sustancias químicas en el agua deben mantenerse
20
dentro de las recomendaciones del fabricante”.
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Efecto en calderas de vapor de tubo de humo
•
Este tratamiento no sustituye al
tratamiento químico del agua en
una caldera de vapor de tubo de
agua. Cuando persisten
incrustaciones a pesar del uso de
sustancias químicas, el uso
adicional de este producto es
beneficioso para la obtención de
mejores resultados.
•
La imagen muestra el
precalentamiento de una caldera de
vapor de tubo de agua con la
unidad instalada. En vez de realizar
una limpieza cada mes, sólo era
necesario realizarla cada tres
meses.
21
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Efecto en el intercambiador de calor de carcasa y tubo
Tubos interiores de agua de procesamiento 180ºC
Temperatura ambiente de los tubos exteriores del agua de
refrigeración incrustaciones tras seis meses sin SW
Completamente limpio tras haber
sido tratado con SW durante seis
22
meses
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Intercambiador de calor de placas
Cabezal
Prolongación
•
Los intercambiadores de calor de
placas son difíciles de tratar debido
a la alta tasa de transferencia de
calor. Scalewatcher tendrá un mejor
efecto en un sistema de circulación
que en un sistema de un solo paso.
•
Si el proceso lo permite, se
deberían utilizar un 50 % más de
placas para obtener un mejor
efecto.
Soporte de
extremidad
Conjunto de placa de intercambio de calor
23
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Evaporador de tubo como el utilizado en la industria de la caña de azúcar
•
El tratamiento necesita un
buen flujo de líquido con el
fin de eliminar y prevenir las
incrustaciones.
•
Un evaporador evapora el
líquido en los tubos con el
fin de concentrar el líquido,
por lo que no se puede
esperar mucho flujo.
•
En experimentos de campo
se observó una menor
cantidad de incrustaciones
más fáciles de limpiar.
•
Se alcanza una reducción
en los costes de
mantenimiento del 50 %.
24
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Torre de refrigeración de un solo paso rusa fabricada en Egipto
Antes del tratamiento
Dos meses después del tratamiento
25
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Una bobina envuelta
alrededor de dos tuberías
Torre de refrigeración
del edificio más grande
de Londres
1000 mm de diámetro
26
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Torre de refrigeración y carcasa del edificio Conrad en Brisbane
Interior de la torre de refrigeración tras cuatro meses de tratamiento con Scalewatcher funcionando a 5,4 coc.
Sin necesidad de volver a limpiar nunca la torre.
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Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Instalación de una torre de refrigeración típica
Torre de refrigeración
Máquinas de inyección de plástico
Refrigerador
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Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Micro-siemens
Comparación entre SW y las sustancias químicas - qué resultados podemos esperar
Micro-siemens
SW en servicio
Sustancias químicas
Gráfico rojo, sin tratamiento.
La purga comienza en 3000 uS/cm
hasta que la conductividad eléctrica
(EC) baja a 2000 uS/cm. La EC
aumenta rápidamente mediante el uso
de sustancias químicas para prevenir la
formación de incrustaciones, la
corrosión, el crecimiento de bacterias y
la evaporación. En 130 días, se purga
muchas veces, lo que significa que
debe suministrarse agua y que tienen
que pagarse los gastos que supone
desechar el agua.
Gráfico verde, con tratamiento.
Los ciclos de concentración pueden ser
superiores por lo que el nivel en el que
comienza la purga es superior. (5000
uS/cm). Se utilizan menos sustancias
químicas ya que la EC aumenta más
despacio reduciendo el número de
purgas durante el periodo y, por lo
tanto, ahorrando agua y gastos.
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Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Efecto en torre de refrigeración
•
No se necesitan sustancias químicas para prevenir la formación de
incrustaciones.
•
Desaparece el limo, por lo que disminuye el número de bacterias. No se
recomienda detener el tratamiento con biocida por completo.
•
Es posible ahorrar de un 50 y a un 90 % de agua.
•
La torre de refrigeración puede funcionar con un mayor nivel de TDS.
•
La temperatura diferencial volverá a ser la misma que la primera vez que se
utilizó la torre de refrigeración.
•
Menos corrosión.
En resumen: Ahorro en agua, sustancias químicas y mantenimiento.
Ejemplo: Una torre de refrigeración de 500 toneladas (El acuario Fort Fisher en
Carolina del Norte, EE.UU., mostró un ahorro de 17.000 dólares sólo en agua en un
año.
30
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Condensador de evaporación
Bobinas de amoniaco
Bobinas de amoniaco
Ventilador
Posición del SW
Ventilador
Elemento 1
Las bobinas son tubos
con gases de amoniaco,
que se condensarán (se
volverán líquido) debido
al efecto de refrigeración
del agua esterilizada en
los tubos.
El agua cae en el
recipiente y después se
Posición del bombea de vuelta hacia
las boquillas rociadoras.
SW
3 pulgadas
Recipiente de agua de 1.200 galones
Aporte de agua de 1 a ½ pulgadas
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Condensador de evaporación
32
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Condensador de evaporación
Sin tratamiento
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Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Condensador de evaporación
Sin tratamiento
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Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Condensador de evaporación
Con tratamiento, desaparición
de algas y moho negro.
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Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Sin tratamiento
Tiempo de funcionamiento de la caldera de agua caliente – Octubre: 17 horas al día
Temperatura
del agua
Calentamie
nto
desactivad
o
Calentamie
nto
activado
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Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Tiempo de funcionamiento de la caldera - Diciembre: 6,5 horas al día
tras dos meses de tratamiento
Efecto en las calderas de agua caliente
Tiempo de funcionamiento de la calefacción - 14 dic = 6,5 horas al día
Diciembre
Tiempo de funcionamiento de la calefacción reducido un 61,76 %
Ahorro: 3.833 horas de funcionamiento de la caldera al año
37
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Efecto en la corrosión
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Intercambiadores de calor
Se han instalado unidades en intercambiadores de calor críticos en una fábrica de gases
puros en Pakistán con muy buen resultado. Anteriormente, las incrustaciones duras en
combinación con la corrosión por cloruro, provocaban periodos de inactividad y caras
sustituciones de haces tubulares casi cada año. Pero no se han observado ni
incrustaciones y corrosión en 8 años desde la instalación.
Datos de aplicación
Tipo de intercambiadores de calor:
De tipo tubo y carcasa
Material:
SS-316L
Entorno en el interior de los tubos:
Fluido caliente
Entorno de refrigeración en carcasa:
25Agua a 25oC
Problema:
Incrustación excesiva y corrosión por cloruro
fisuras en los tubos debido a la tensión.
Fisura por corrosión bajo tensión (SCC)
Las quince unidades funcionan con excelentes resultados desde 1997 sin aparición de
incrustaciones, corrosión o fisuras.
Última comprobación de rendimiento por el usuario el 1 de marzo de 2005
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Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Efecto en la corrosión
• Las autoridades holandesas responsables del agua sometieron
a prueba nuestro dispositivo para investigar si el número de
iones metálicos disminuye al utilizar el dispositivo en tuberías
de zinc y cobre. (Implicaciones en la salud)
• Se encontraron menos iones metálicos, lo que se traduce en
una menor corrosión. Ninguna objeción cuando los clientes
quieren usar el producto y piden consejo a su suministrador de
agua.
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Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Efecto en la corrosión
Test realizado bajo el efecto de tratamiento físico en
agua en depósitos de sal y óxido de tuberías de agua,
Sharjah, E.A.U.
Se midió la concentración de hierro antes y después
de la instalación.
Se realizaron test en dos ubicaciones:
1. Clínica dental Kalba (domicilio, una unidad)
2. Bloque de apartamentos Boukhater (tres unidades)
Antes
Después
1 0.733
1 0.494
0.005
0.008
2 0.134
2 0.135
2 0.134
0.000
0.080
0.069
Reducción %
Fecha
99
98
20/06/03
19/09/03
41
49
22/09/03
13/10/03
22/12/03
40
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Efecto en la corrosión
•
El moho es común en tuberías de hierro. El moho desaparecerá con este
tratamiento.
41
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Efecto en la corrosión
•
El moho desaparece en dos o tres
semanas y lo reemplaza una capa
aislante negra que protege la tubería
de hierro. (Magnetita). Esta capa es
muy delgada, no crecerá con el
tiempo y tiene muy buenas
propiedades de transferencia de
calor.
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Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Efecto en piscinas
Consumo de cloro
pH (ión hidrógeno)
Piscina del instituto de enseñanza secundaria del condado de
Warlingham tras ser adaptada a tamaño olímpico
Unidad instalada
Mes
43
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Efecto en piscinas
1. Reducción del uso de cloro (hasta el 70%)
2. Sin necesidad de agentes estabilizadores de pH
3. Las partes integrantes de acero inoxidable
muestran un mayor brillo
4. Mantenimiento de la actividad patógena a cero.
5. Mayor durabilidad de los filtros de arena
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Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Efecto en las propiedades de limpieza del agua
Limpieza como función de tiempo y tipo de tratamiento físico utilizado
Se han utilizado y limpiado repetidamente un gran número de cuencos de un restaurante. El gráfico
muestra que los cuencos se volvieron cada vez más limpios. La limpieza se midió con un lumitester.
Antes
100% de detergente
Cuenco
Cuenco
Cuenco
Cuenco
Cuenco
Cuenco
Seis cuencos de un restaurante
fueron marcados, usados, limpiados
y usados de nuevo durante 56 días.
El agua suministrada al fregadero
se trató con un imán durante los
primeros 24 días.
Tras este periodo, nuestro producto
se instaló y se utilizó un 50 % de
detergente.
El gráfico muestra actividad
bacteriana a lo largo de los ejes
Verticales como función de la
frecuencia con la que los cuencos
se han utilizado y limpiado.
Los cuencos están significativamente
más limpios con el tratamiento y
el uso de un 50 % de detergente.
45
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Efecto en mejillones cebra
Pozos y canal
DESCARGA
Tanque de cabezal
BOMBA SUMERGIBLE
TUBO DE PVC
TRENZADO
VÁLVULA DE CONTROL DEL
CAUDAL
SENTIDO DEL CAUDAL
PLACAS DE
CULTIVO EN PCV
INVESTIGACIÓN DE ScaleWatcher
ESQUEMA DEL SISTEMA
DE ScaleWatcher
FIGURA 1
46
Equipamiento general de industria o comercio en el que
puede utilizarse este tratamiento de agua físico
Efecto en mejillones cebra
Número medio de mejillones cebra (No/m2)
Consolidación reducida en un 97%
Control
Test
Figura 2. Número medio de mejillones cebra en las muestras recuperadas de la placa y la biobox al
finalizar el experimento. Se presentan barras de error estándar para cada tratamiento.
47
Gama del producto
Hogar y piscinas privadas
Casas pequeñas, pisos o apartamentos
individuales con suministro de agua municipal.
Sólo para uso en interior.
Garantía de rendimiento: Tres meses.
Garantía: Dos años.
48
Gama del producto
Hogar y piscinas privadas
3 estrellas
5 estrellas
4 estrellas
Modelo
SW Nano
3 estrellas
4 estrellas
5 estrellas
Pozo
N
N
S
S
Uso en exterior
N
N
N
S
Uso en casas grandes
N
S
S
S
2 años
10 años
10 años
5 años
4 meses
un año
un año
un año
Garantía
Garantía de rendimiento
49
Gama del producto
Comercios y piscinas municipales
Series CM
Modelo comercial para lavanderías, restaurantes
dentistas, pequeños edificios, peluquerías,
masajes de pies, saunas, etc.
Para tuberías de hasta 100 mm. Uso en interior.
Garantía: Cinco años
Series CMN
Modelo comercial para exterior o en una
atmósfera húmeda. Impermeable. Para tuberías
de hasta 200 mm.
Garantía: Cinco años
50
Gama del producto
Industria ligera
Series IE
Modelo económico industrial para
tuberías de hasta 200 mm,
impermeable.
Para torres de refrigeración
pequeñas, edificios y compresores.
Garantía: Cinco años
51
Gama del producto
Industria pesada
Unidad industrial pesada, uso en exterior, impermeable.
Para tuberías de hasta 2.500 mm (100 pulg.)
Tuberías de gran tamaño, torres de refrigeración, suministro municipal de agua,
52
Gama del producto
Embalado
Scalewatcher Nano
Series
CM
3 estrellas
Series CMN
5 estrellas
Series IE
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Scalewatcher
Mi mensaje para usted…
El ahorro de energía y agua llegará más allá de lo imaginable
cuando los gobiernos impongan por ley el uso de este tipo de
tratamientos para torres de refrigeración, condensadores de
evaporación y calderas de vapor de tubo de humo. Si este tipo
de tratamiento se utilizase en cada casa el ahorro de energía
sería enorme.
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