Calentador Solar Sostenible

8/17/2019 Calentador Solar Sostenible

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LENT DOR

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OSTENIBLE

• DOCENTE : ARQ. NILO VARGAS ALE

• INTEGRANTES :

ENDORA APAZA 2013-38027

PAOLA TORRES 2012-37319

ERIKA CCAMA 2013-38030

MICHELLE PARIA 2013-38056

MARIBEL MAMANI 2013-38066RUTH CCALLO 2012-37336


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INDICE

1. INTRODUCCION2. OBJETIVOS3. MARCO CONTEXTUAL

3.1. UBICACIÓN3.2. ANALISIS DEL ENTORNO

3.2.1. Factores climatológicos3.3. POBLACION3.4. IDENTIFICACION DEL USUARIO3.5. CONSUMO DE AGUA3.5. VIDEO ENTREVISTA AL USUARIO

4. IDENTIFICACION DEL PROBLEMA

5. MARCO TEORICO5.1. DEFINICIONES5.1.1. Energía solar térmica5.1.2. Colector Solar5.1.3. Calentador Solar5.1.3. Calentador Solar Sostenible5.2.UTILIDAD

5.3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS

6. PROPUESTA

6.1. DISEÑO DEL CALENTADOR6.2. EMPLAZAMIENTO6.2.1. Plano de distribución6.2.2.Cortes y elevaciones6.3. ESQUEMA DE INSERCION6.4. INSTALACIONES SANITARIAS6.5. ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO

7. CONCLUSIONES8. BIBLIOGRAFIA

5.4. MATERIALES CONSTRUCTIVOS5.5. PRESUPUESTO5.6. CONTRUCCION5.7. FUNCIONAMIENTO


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INTRODUCCION

El calentamiento de agua mediante energía solar es un sistema que permite el ahorro dedinero, ya que a lo largo de su vida útil, el combustible para que funcione es cero. Además,las termas solares son bastante eficientes en lugares soleados como el Distrito deTarucachi en Tacna.Entonces, existe hoy en día una demanda creciente de termas solares y escasaaccesibilidad de ellas para los sectores rurales debido a su costo elevado, pese a lascondiciones climatológicas favorables que ofrece la zona para su implementación.En el presente trabajo realizaremos la propuesta sostenible de un Calentador Solar,diseñado en base a la recopilación de información y un exhaustivo análisis, con la finalidad

de ofrecer a los pobladores del Distrito de Tarucachi una manera económica y sostenible dehacerllegaragua caliente a sushogaresparaun mayor conforten sus actividadesdiarias.


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OBJETIVOS

• CONFECCIONAR UNCALENTADOR SOLAR SOSTENIBLE A TRAVES DEL USO DE MATERIALESRECICLABLES Y DE BAJO COSTO.

• PROPORCIONAR A LOS POBLADORES DE TARUCACHI UN CALENTADOR SOLAR ACCESIBLE ASUS POSIBLIDADES ECONOMICAS.

• APROVECHAR LAS CONDICIONES CLIMATICAS DE LA ZONA PARA EL FUNCIONAMIENTO DELCALENTADOR SOLAR SOSTENIBLE.

•PROPORCIONAR AGUA CALIENTE A LOS POBLADORES PARA MEJORAR EL DESARROLLO DE SUSACTIVIDADES COTIDIANAS.

• REDUCIR EL IMPACTO AMBIENTAL A TRAVES DEL RECICLAJE DE MATERIALES COMO LASBOTELLAS DE PLASTICO Y LA MADERA.


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UBIC CION

El Distrito de Tarucachi se ubica al sureste de la Provincia de Tarata en eldepartamento de Tacna, al sur de Perú.Geográficamente se encuentra ubicada a un altitud de 3065 msnm con unextensión territorial de 9940 hectáreas de superficie, Topográficamentesu superficie es irregular, encontrándose en pendiente cuyos suelosestán conformdos por arcilla y tierra fértil. Esta conformada en sutotalidad por una población rural dedicada a la Agricultura.

NORTE: Provincia de Tarata. SUR: Distrito de Estique Pueblo.

ESTE: Distrito de Talabaya. OESTE: Distrito de Chucatamani.


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UBIC CION

LA VIVIENDA DEL USUARIO SE ENCUENTRA

UBICADA EN LA INTERSECCION DE LAS CALLESJUNIN Y 28 DE JULIO. EL ENTORNO Y LAORIENTACION DE LA VIVIENDA SON OPTIMASPARA LA IMPLEMENTACION DEL CALENTADORSOLAR SOSTENIBLE.


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N LISIS DEL ENTORNO

EL ENTORNO INMEDIATO DE LA VIVIENDAPRESENTA ESCASA VEGETACION. ESTOFAVORECE LA IMPLEMENTACION DELCALENTADOR SOLAR, YA QUE NO SEPRODUCEN SOMBRAS QUE INTERFIERANLA INCIDENCIA SOLAR REQUERIDA PARA

EL ADECUADO FUNCIONAMIENTO.

VEGETACION EXISTENTE

TERRENO

ENTORNO INMEDIATO


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F CTORES CLIM TOLOGICOS

El distrito de Tarucachi presenta un clima cálido, las oscilaciones térmicas medias sonbastante altas de 12.6 °C a 15.8 °C (la máxima es de 2.9 y la mínima es de 3 °C) en losmeses de enero, febrero y marzo persisten las lluvias por ser tarucachi una zona

accidentada.En ciertos meses imprevistos se presenta ventarrones de fuerte intensidad y durante todo

el año las lluvias son casi nulas. Otros fenómenos climatológicos como las nevadas granizossuelen presentarse en forma esporádica.

LA CANTIDAD DE HORAS SOL

DURANTE EL VERANO: 8HRS

DIARIAS Y EN INVIERNO: 6HRSDIARIAS.


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POBL CION

La proyección de la población de la provincia de Tarucachi para el año

2015 es de 434 habitantes. Presentándose una densidad poblacional de

3,83 hab/km²

POBLACIÓN

La población de la zona de estudio tiene como principal actividad

económica la Agricultura.

Las viviendas de la zona cuentan con servicios básicos de Agua y

Luz a domicilio, casi en su totalidad.

Actividad Económica Principal AGRICULTURA

USO DE ECOTECNIAS

• Los pobladores están al tanto de los beneficios que acarrea el uso de

Ecotecnias en sus hogares.

• Las viviendas, en su mayoría; cuentan con cocinas mejoradas como

parte de un proyecto del Gobierno Regional.

• El uso de dicha ecotecnia, según los mismos pobladores; les ha

facilitado las actividades en el hogar,

• Algunas instituciones cuentan con colectores solares covencionales.


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IDENTIFIC CION DE USU RIO

PROCEDENCIA : Tarucachi – Tarata – Tacna

INTEGRANTES : 5 miembros

PADRE: Agricultor y Comerciante

MADRE: Agricultora y Ama de casa

HIJA MAYOR: Estudiante Primaria HIJA MENOR: Estudiante Primaria

HIJO MENOR: Estudiante Inicial

El usuario elegido, posee losservicios básicos de Agua y Luzdentro de su vivienda. Lo cualfacilitara la implementación de unColector Solar para uso Domestico.

SERVICIOS PERFIL DEL HOGAR

Su viviendas están construidas enadobe en su mayoría y algunosambientes de ladrillo. La viviendaposee techo a dos aguas armado enmadera y calamina. La ubicación dela Zona de Servicio dentro de la

vivienda es adecuada paraimplementar un colector solar.

ECONOMIA

La base de su economía es laAgricultura, los padres sededican a ella y los hijoscolaboran.El ingreso económico familiar esaproximadamente S/.550 nuevos

soles mensuales.


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USU RIO

CONSUMO DE AGUAEl consumo de agua promedio por persona es 107 litros diarios. Al tener

5 usuarios dentro de la familia, consideraremos la cantidad de agua

necesaria para satisfacer actividades de Aseo principalmente.

CONSUMO DE AGUA ESTANDAR168 litros/persona al dia

FUENTES CONSUMO

Lt/pers./d.

Ducha 40

Lavabo 12Lavado de ropa 15

Cocina 30

Limpieza 10

48.8

8.9

26.8

69.5

AGUA - CONSUMO DOMESTICO

Aseo personal

Lavado de Ropa

Cocina

Lavado de Alimentos

Limpieza

El consumo de agua

diario total que

consideraremos por

5 personas es de:260 Lt./día

FUENTE: EPS TACNA


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DI GNOSTICO

EN TARUCACHI EL 85% DE LA POBLCION CUENTA CON SERVICIO DE AGUAPOTABLE A DOMICILIO CUAL ES FAVORABLE PARA LA IMPLEMENTACION DE UNCALENTADOR SOLAR.

LA ECONOMIA DE LOS POBLADORES NO PUEDE SOLVENTAR EL USO DE UNCALENTADOR SOLAR CONVENCIONAL.

LA ENERGIA ELECTRICA LLEGA EN SU TOTALIDAD A TODAS LAS VIVIENDAS, NOOBSTANTE LOS POBLADORES EVITAN SU USO DEBIDO A LA PROLIFERACION DEPLAGAS.

LOS POBLADORES TIENEN CONOCIMIENTO DEL USO DE ECOTECNIAS COMO LA

COCINA MEJORADA Y CONOCEN LOS BENEFICIOS DEL USO DE MATERIALESSOSTENIBLES.


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IDENTIFIC CION DEL PROBLEM

Debido a que el agua que se distribuye a las viviendas procede de unreservorio ubicado en la parte alta del distrito. La temperatura con que llegaa los hogares es muy baja (aprox. 12°) identificamos lo siguiente:

DIFICULTAD EN EL USO DOMESTICO DEL AGUA DEBIDO A SU BAJA

TEMPERATURA.

ESCASOS RECURSOS ECONOMICOS PARA LA IMPLEMENTACION DE

UN CALENTADOR SOLAR CONVENCIONAL.

CONTAMINACION AMBIENTAL PRODUCIDA POR EL USO DE FOGONES.


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MARCO

TEORICO


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DEFINICIONES

Consiste en el aprovechamiento de la energía del Sol para producir calor que puede

aprovecharse para cocinar alimentos o para la producción de agua caliente destinada al

consumo de agua doméstico, ya sea agua caliente sanitaria, calefacción, o para

producción de energía mecánica y a partir de ella, de energía eléctrica.

Es un aparato que utiliza el calor del sol captado a través de un colector, para calentar

alguna sustancia, en este caso agua. Su uso más común es para calentar agua para uso

en servicios sanitarios (duchas, lavabos, lavado de ropa o trastes etc.) principalmente

en ambientes domésticos.

Es cualquier dispositivo diseñado para recoger la energía solar y convertirla en energía

térmica. Los colectores se dividen en dos grandes grupos: los colectores de bajatemperatura, utilizados en sistemas domésticos de calefacción y agua calientesanitaria, y los colectores de alta temperatura, conformados mediante espejos,

utilizados generalmente para producir vapor que mueve una turbina que generará

energía eléctrica.

ENERGIA SOLAR TERMICA

COLECTOR SOLAR

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VENT J S Y DESVENT J S

VENTAJAS DESVENTAJAS• Bajo costo adquisitivo, de mantenimiento y

operativo.

• El calentador de agua solar proporcionará agua con

una temperatura promedio entre 50 y 60 grados.

• Un modelo de 150 Litros alcanza a entregar agua

caliente para 3 o 4 personas (Con un promedio de

30 a 40 Litros de Agua por persona).

• El calentador solar funciona sólo en el día peromantiene el agua caliente durante 24 horas debido a

que se almacena en tanques térmicos que sólo

pierden entre dos a cinco grados de temperatura• Hay agua caliente, incluso en días nublados.

• Confort al realizar las actividades de aseo diarias.

• Menos botellas de plástico arrojadas a vertederos.

• La temperatura ideal del agua depende de la

incidencia solar.

• La cantidad de agua que proporciona el colector

solar es mínima por usuario.


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FUNCION MIENTO

El Calentador Solar sostenible absorbe la radiación solar y los rayos infrarrojos a través de unaseries de tubos de PVC, revestidos con botellas de plástico que generan un efecto invernadero quemultiplica la incidencia de calor recibida. El calor recolectado se tranfiere al agua que recorre elcircuito de tubos y esta se mueve por termosifón hacia un termo-tanque donde se almacena y seconserva caliente para su posterior uso dentro del hogar.

El funcionamiento es similar al de los sistemas convencionales y puede calentar agua desde los 38º

grados en invierno, hasta más de 50º en verano.


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FUNCION MIENTO

CIRCULACIÓN NATURAL DEL AGUA

El agua caliente es más ligera que el agua fría, por loque siempre encuentra su camino hacia el punto másalto del circuito.

Entonces, habrá un flujo que va desde el colector haciael tanque de almacenamiento. A su vez, el agua calienteque sube desde el colector es sustituida por agua fría,vía el conducto inferior .

Por lo tanto, el agua fluirá desde la parte más

baja del tanque de almacenamiento hacia laparte más baja del colector.

De este modo se genera una circulación natural: el agua calientesube desde el colector y, simultáneamente, el agua fría fluye deltanque de agua al colector. El agua fría en el colector será calentadanuevamente por la radiación solar, cerrando así el circuito.

EFECTO TERMOSIFÓN


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El termo tanque no es más que un tanque normal que tiene un tipo de aislación para que el calor no

se escape. Aquí es donde vamos a almacenar el agua caliente del sistema.

Termo Tanque

La manera más sencilla de hacer un termo tanque es comprar dos tanques de diferentes

tamaños y meter el tanque pequeño dentro del grande. El espacio que sobre entre ambos tanques

se rellena con algún material aislante.

FUNCION MIENTO

http://www.google.com.pe/url?sa=i&source=imgres&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAkQjRwwAGoVChMIub3mp7COxwIVAs2ACh2UyAmd&url=http://www.infojardin.com/foro/showthread.php?t%3D230001&ei=7SLAVfmSM4KagwSUkafoCQ&psig=AFQjCNH5SNsVjtZ5AQin-sy2LwuNTCfFFg&ust=1438741613932428http://www.google.com.pe/url?sa=i&source=imgres&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAkQjRwwAGoVChMIub3mp7COxwIVAs2ACh2UyAmd&url=http://www.infojardin.com/foro/showthread.php?t%3D230001&ei=7SLAVfmSM4KagwSUkafoCQ&psig=AFQjCNH5SNsVjtZ5AQin-sy2LwuNTCfFFg&ust=1438741613932428


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FUNCION MIENTO

Los paneles se deben colocar al menos 30cm como mínimo por debajo del tanque. Debenestar orientados a norte. Para una absorción óptima de calor los paneles deben tener lainclinaciónde su latitud más 10º sobrela horizontal.

er se encentra en la latitd de

10 00 S y le adicionamos 10

20°


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FUNCION MIENTO

Tener sol, el calor absorbido por la tintacompensa la mayor parte del calor disipado. Elresultado es el mismo y simplifica en granmedida, porque cuando no hay circulación de sol

no circular y no se disipa.


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M TERI LES CONSTRUCTIVOS

CAJA DE MADERA DE 1x1x0.20

TUBOS DE PVC ¾”

BOTELLAS DE PLASTICO DE 3Lt. – 2 .25Lt. – ½ Lt.

BIDON

UNIONES TIPO “T”

UNIONES TIPO “L”

PINTURA EN SPRAY COLOR NEGRO

LANA DE OVEJA

PAPEL ALUMINIO

TEFLON

TEROKAL

ADICIONALMENTE:

Sierra, cutter, tijeras,

mechero, wincha, broca y

alicate.


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PRESUPUESTO

CAJA DE MADERA DE 1x1x0.20 04 paneles RECICLADO

TUBOS DE PVC ¾” 3m c/u. 15 unidades 45.00 BOTELLAS DE PLASTICO DE 3Lt. – 2 .25Lt. – ½ Lt. 60 – 60 - 40 RECICLADO

BIDON 01 unidad RECICLADO

UNIONES TIPO “T” 32 unidades 32.00

UNIONES TIPO “L” 04 unidades 4.00

PINTURA EN SPRAY COLOR NEGRO 02 frascos 14.00 LANA DE OVEJA Necesaria RECICLADO

PAPEL ALUMINIO 03 cajas 16.50

TEFLON 05 unidades 5.00

TEROKAL ½ Lt. 7.OO

INSUMOS CANTIDAD PRECIO

TOTAL 123.50

Para un 4 paneles de 1 m2

c/u.

A comparación de unCalentador Solar Convencionalque tiene un costo aproximado

de S/. 2000 nuevos soles.


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CONSTRUCCION

BOTELLAS

• Clasificar lasbotellas por tamañoy forma.• Limpiarlas y quitarles las tapas y las etiquetas• Realizar una abertura en la base de las botellas con el

mismo diámetro del tubo de pvc.

• Distribuir 03 botellas grandes, 03 botellas medianas y 02botellas pequeñas por ramal.

• Pintarde negroúnicamente lasbotellas de½ Lt.


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CONSTRUCCION

RAMALES

• Cortar los tubos de PVC, partes de 1m c/u y 12cm c/u.• Pintarlos totalmente con las pintura negra.• Pintarlas uniones “T” y “L” con pintura negra.• Unir 2 “T” a cada extremo de las piezas de 1m.

• Seguidamente y luego de enhebrar las botellas, unirlos tubos de 1m. Uno con otro con los tubos de 12cm.• Utilizar los codos para la entrada y salida de agua en

ambos extremos opuestos del ramal ya ensamblado.


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CONSTRUCCION

ENHEBRADO

• Para realizar el enhebrado de las botellas en los ramales,utilizaremos 03 botellas grandes, 03 medianas y 02 pequeñas.

• Colocaremos la botellas grande sin base, seguida de la botellamediana también sin base y por ultimo insertaremos la botellaspequeña pintada de negro integra.

• Repetir el paso anterior hasta llenar completamente el ramal.• Deben ensamblarse perfectamente para que dentro de ellas se

produzca el Efecto invernadero que beneficiara a el calentamientodel agua que circulara por los ramales.


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CONSTRUCCION

BASE DEMADERA

• Debe tener de 1 m2 y un bastidor elevado a unaaltura de 20cm.

• Lo forraremos por el interior completamente conpapel aluminio.

• Perforamos en dos lados opuesto la entrada ysalida de los tubos de agua.

• Distribuimos de manera uniforme la lana de ovejapor toda la base.

• Una vez culminado esto, insertamos los ramalesarmados con anterioridad y adaptamos los tubosde entrada y salida de agua a la caja.


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CONSTRUCCION


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PROPUESTA


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DISEÑO DE C LENT DOR

El diseño del calentador se hará con materiales

básicos como:

- Botellas recicladas (3, 2 y ½ litro)

- Tubos de pvc - cinta teflon

- Lana de oveja - codos 90°

- Papel aluminio - Tees- Pintura negra - Material transparente

Estos materiales se pueden conseguir con facilidad y

no genera mucho gasto.

Se propone el calentador como un sistema de tuberíasdonde el agua hará su recorrido, y mediante el

fenómeno del termosifón, esa procederá a calentarse.

El sistema tendrá un punto de ingreso y salida. A su

vez, tendrá un almacén del mismo, un termo tanque

que ayudara a conservar el agua caliente.


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Ingreso de agua fría.

Salida de agua caliente

Termo tanque

Tanque cisterna

Tubería (recorrido)

Botellas de plástico

UNIONES “T”



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CUADROA BASE PARA DETERMINAR EL DIAMETRO INTERIOR DE LAS TUBERIAS DE CONEXIÓN(mm) EN PRPORCION AL AREA DE LA SUPERFICIE DEL PANEL (m2)

1 m2 DE PANEL SOLAR PROPORCIONARA 50 LTSDE AGUA APROXIMADAMENTE, POR TANTO

NUESTRO SISTEMA REQUIERE 4 DE ESTOS

PANELES UBICADOS LINEALMENTE PARAPRODUCIR UN TOTAL DE 250 Lts DE AGUA.


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PL NT DE DISTRIBUCION

ESCASA VEGETACIÓN.

GRADERÍA

CALLE 28 DE JULIO

BAÑO

ÁREA LIBRE


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MPL Z MI NTO

El calentador casero estará

ubicado en la parte superior del2do piso.

El calentador abastecerá a 5usuarios.

Tendrá conexión directa con lared púbica.


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ESQUEM DE FUNCION MIENTO

BAÑO COCINA

El agua caliente se

distribuirá a lo ancho de la

vivienda:

Baño y cocina

El agua caliente se

distribuirá a lo ancho de la

vivienda:

Baño y cocina

El abastecimiento

total será de 200 lt.

40lt por usuario.


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BAÑO

BAÑO

El tanque se ubicara en la

parte superior del 2do piso

para que pueda distribuir

sin dificultades al baño.

La caída al estar ubicada

al norte, la arborización

no irrumpe en el

asoleamiento.

La disminución es de 3 a

5° cada 40 lt de agua

caliente almacenado.

ESQUEM DE FUNCION MIENTO


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CONCLUSIONES

• EL DISTRITO DE TARUCACHI PRESENTA UN CLIMA BENIGNO PARA LA APLICACIÓN DEDIVERSAS ECOTECNIAS, PRINCIPALMENTE LAS REFERIDAS ENERGIA SOLAR TERMICA.

• EN LA MAYORIA DE CASOS LAS ECOTECNIAS PROPUESTAS A LOS POBLADORES HAN

CONTRIBUIDO A MEJORAR SU ESTILO DE VIDA Y FACILITAR EL DESARROLLO DE SUSACTIVIDADES COTIDIANAS.

• LA DIFERENCIA DE PRECIOS ENTRE UN CALENTADOR SOLAR SOSTENIBLE Y UN CALENTADORSOLAR CONVENCIONAL ES DE S/.123.50 A S/.20O0.OO

• EL CALENTADOR SOLAR RESULTA MUY BENEFICIOSO PARA LOS POBLADORES DE TARUCACHIDEBIDO A SU BAJO COSTO, FACIL CONSTRUCCION Y POCO IMPACTO AMBIENTAL.

• EL USO DEL CALENTADOR SOLAR RESULTA BENEFICIOSO PARA EL USUARIO, PARA SUECONOMIA, PARA SU ENTORNO Y PARA EL MEDIO AMBIENTE.


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Documents

Calentador Solar Sostenible