Cerramiento Calidad Termica

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En construcción, se denomina cerramiento a los planos delimitantes del espacio. Los cerramientos son los elementos constructivos que cumplen una función esencial, la de preservar los espacios. Son las superficies envolventes que delimitan y acondicionan los espacios os cerramientos están dirigidos a cumplir diferentes exigencias funcionales como: • Delimitación del espacio arquitectónico. • Funciones estructurales: deben cumplir una serie de requisitos, como la estabilidad, transmición de las cargas, equilibrio, relación con el edificio para conseguir rigidez. • Acondicionamiento: deben cumplir con las exigencias del acondicionamiento térmico, acústico, humídico, lumínico, electrico, sanitario, etc. • Terminaciones: demandan ciertas exigenciasque se satisfacen de acuerdo a cada caso. Criterios de clasificación para los tipos de cerramientos: Hay distintos criterios de clasificación de los cerramientos: 1- Por la ubicación, se clasifican en: interiores y exteriores (exterior- interior, exterior-exterior). Y estos, a su vez, se dividen en: superiores, inferiores, laterales. 2- Por la forma: planos (horizontalees, verticales, inclinados), curvos (simple y doble curvatura). 3- Por su comportamiento frente a la luz: opacos, translúcidos, transparentes. 4- Por las acciones: estructurales (muros portantes), no estructurales. 5- Por la movilidad: fijo, móvil. 6- Por el procedimiento constructivo: continuo, discontinuo. - cerramientos superiores horizontales de interior-exterior: comúnmente son opacos y cumplen función estructural. Por ejemplo la losa maciza de hormigón armado, con dos dimensiones dominantes frente al espesor. El acero se encarga de los esfuerzos de tracción y el hormigón de la compresión. Además, el acero queda protegido por el hormigón que lo recubre y poseen una dilatación similar, lo que evita grietas. Estas losas deben soportar, su propio peso y las cargas a que estén sometidas (constructivas y de uso). Por tanto deben resistir esfuerzos de flexión, para lo que necesitan apoyos en los cuales descargar las cargas, sean vigas o muros portantes. Para salvar grandes luces (superiores a 6m de lado), se aumenta el grosor de la losa, mediante la incorporación de vigas en la propia losa, denominado losa nervada, para evitar aumentar tanto el peso, aprovechando las cualidades de los materiales, el acero abajo para absorber la tracción y el hormigón arriba para encargarse de la compresión, eliminando entonces el hormigón que sobra. La aislación térmica es un elemento de gran importancia, debe trabajar en dos sentidos, debe impedir la entrada del calor en verano, y en invierno, impedir que se pierda el calor. El hormigón no es buen aislante térmico, por lo que requiere la adición de materiales aislantes. Los materiales más usados son la espuma de poliestireno

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CERRAMIENTOS DE EDIFICACIONES

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En construcción, se denomina cerramiento a los planos delimitantes del espacio.Los cerramientos son los elementos constructivos que cumplen una función esencial, la de preservar los espacios. Son las superficies envolventes que delimitan y acondicionan los espacios

os cerramientos están dirigidos a cumplir diferentes exigencias funcionales como:• Delimitación del espacio arquitectónico.• Funciones estructurales: deben cumplir una serie de requisitos, como la estabilidad, transmición de las cargas, equilibrio, relación con el edificio para conseguir rigidez.• Acondicionamiento: deben cumplir con las exigencias del acondicionamiento térmico, acústico, humídico, lumínico, electrico, sanitario, etc.• Terminaciones: demandan ciertas exigenciasque se satisfacen de acuerdo a cada caso.Criterios de clasificación para los tipos de cerramientos:Hay distintos criterios de clasificación de los cerramientos:1- Por la ubicación, se clasifican en: interiores y exteriores (exterior-interior, exterior-exterior). Y estos, a su vez, se dividen en: superiores, inferiores, laterales.2- Por la forma: planos (horizontalees, verticales, inclinados), curvos (simple y doble curvatura).3- Por su comportamiento frente a la luz: opacos, translúcidos, transparentes.4- Por las acciones: estructurales (muros portantes), no estructurales.5- Por la movilidad: fijo, móvil.6- Por el procedimiento constructivo: continuo, discontinuo.- cerramientos superiores horizontales de interior-exterior: comúnmente son opacos y cumplen función estructural. Por ejemplo la losa maciza de hormigón armado, con dos dimensiones dominantes frente al espesor. El acero se encarga de los esfuerzos de tracción y el hormigón de la compresión. Además, el acero queda protegido por el hormigón que lo recubre y poseen una dilatación similar, lo que evita grietas. Estas losas deben soportar, su propio peso y las cargas a que estén sometidas (constructivas y de uso). Por tanto deben resistir esfuerzos de flexión, para lo que necesitan apoyos en los cuales descargar las cargas, sean vigas o muros portantes.Para salvar grandes luces (superiores a 6m de lado), se aumenta el grosor de la losa, mediante la incorporación de vigas en la propia losa, denominado losa nervada, para evitar aumentar tanto el peso, aprovechando las cualidades de los materiales, el acero abajo para absorber la tracción y el hormigón arriba para encargarse de la compresión, eliminando entonces el hormigón que sobra.La aislación térmica es un elemento de gran importancia, debe trabajar en dos sentidos, debe impedir la entrada del calor en verano, y en invierno, impedir que se pierda el calor.El hormigón no es buen aislante térmico, por lo que requiere la adición de materiales aislantes. Los materiales más usados son la espuma de poliestireno (que contiene burbujas de aire). Pero necesita protección de la humedad, ya que el agua disminuye su capacidad.También debemos protegerlo del vapor que sale del interior, formando una barrera debajo de la espuma. Por tanto, se conforma una estructura consistente en: losa, barrera contra el vapor, aislamiento térmico, relleno formando pendiente para la evacuación de las aguas pluviales (1,5%), impermeabilización, junta (por los difrentes coeficientes de dilatación de los materiales) y terminación.-Cerramientos superiores livianos de interior-exterior: trabajan con es fuerzos simples, tracción y compresión. Por ejemplo los techos de chapa, apoyadas en estructuras portantes, como la cercha.La cercha está conformada por un armazón triangular, reforzada por intermedios triangulares también. Se emplean tanto para grandes superficies como para techar pequeñas construcciones. La cercha puede ser de madera, acero, hierro. La cubierta puede ser de chapa, madera y tejas, etc. También debemos contemplar los requerimientos del acondicionamiento térmico, humídico. Son techumbres económicas y de fácil puesta en obra. Su tiempo de construcción es muy inferior al de las losas de hormigón. Las chapas pueden ser de metal, fibrocemento, fibra de vidrio, PVC, etc. Tienen menor exigencia constructiva, deben soportar su propio peso y ocasionalmente el embate de los vientos. Presentan problemas frente al aislamiento térmico y humídico. El acondicionamiento acústico no es adecuado en esto cerramientos.-Cerramientos laterales exteriores: se encargan de delimitar el espacio arquitectónico. Pueden cumplir función portante o no. Deben satisfacer los requerimientos de acondicionamiento térmico, acústico, humídico y durabilidad. Las paredes dobles con capa de aire, son las que ofrecen mejor aislamiento térmico y

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acústico. La humedad es el elemento más delcado en estos muros, pues están sometidos a las aguas pluviales, y a la higroscopicidad, del agua que viene del suelo. Es aconsejable realizar veredas que rodeen la construcción, para disminuir la incidencia de a humedad.-Cerramientos interiores: cumplen una función divisoria, a nivel vertical y horizontal. Sus exigencias se relacionan con la estabilidad, el aislamiento acústico, térmico, el acondicionamiento lumínico y aas terminaciones.

TECHOS VERDES

Kenji Ulises López Rivera- The Phi Project

 

1m2 de pasto genera el oxígeno requerido por una persona en todo el año 

"Techos verdes", "naturación de azoteas" o "Green roofs" básicamente se refieren a tener un jardín en el techo o terraza de su inmueble. Es un sistema que permite cultivar sobre una losa cualquier tipo de vegetación; desde pasto hasta un árbol. Tener un techo verde en su hogar o lugar de trabajo  tiene grandes beneficios medio ambientales, de salud y económicos.

En Europa se han usado techos y paredes verdes desde hace miles de años, donde han sido punta de lanza en materia de sustentabilidad. Actualmente en Estados Unidos se desarrollan normas, recomendaciones y leyes que incentivan el uso de tecnologías verdes en los edificios. (LEED-USGBC).

Los techos verdes típicamente tienen los siguientes componentes:

 

          Impermeabilizante Antiraíz: Es una capa de impermeabilizante especial que impide que las raíces de la vegetación puedan dañarlo.

          Aislante: Protege la losa del calor o frío en exceso.

          Capa de drenaje: Permite que el agua que no alcanza a retener el sustrato se pueda drenar.

          Filtro: Evita que el sustrato se erosione con el agua.

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          Sustrato: Es el medio en el cual crece la planta ( tierra especial )

          Vegetación: Puede ser casi cualquier planta.

En donde lo puedo hacer? 

Se pueden instalar techos verdes  casi en cualquier superficie de entrepiso o azotea  ya sea  plana o inclinada; sin embargo es muy importante que un experto le asegure que la losa podrá resistir el peso de las capas, sustrato (tierra) y la vegetación. Esta sobrecarga es de aproximadamente 140kg/m2.

 

 

Y el mantenimiento? 

Hay tres tipos de sistemas de techos verdes, los intensivos que son aquellos que requieren riego y cuidados típicos de jardines florados y verdes todo el año. También existen los sistemas extensivos que son más ligeros y en los que se usa vegetación de la región, la cual cambiará a lo largo del año como lo hace en los  alrededores. Por último están los paneles de pared con los cuales usted puede enverdecer superficies verticales.

Porque hacerlo? 

Beneficios al medio ambiente

          Reducen el efecto de isla de calor de las grandes ciudades.

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          Reducen inundaciones ya que retienen buena parte del agua de lluvia en tormentas.

          Habilitan espacios no usados de su hogar en donde usted podrá relajarse, leer el periódico, tomar un café. o las tres al mismo tiempo.

 

Beneficios a la Salud

          1m2 de pasto genera el oxígeno requerido por una persona en todo el año

          1m2 de pasto atrapa 130 gramos de polvo por año.

          Mejora el despeño y reduce malestares de las personas que tienen vegetación en su lugar de trabajo.

 

 

Dado que la cultura de sustentabilidad en México está en desarrollo, los techos verdes se promocionan como un sistema de impermeabilizante de larga duración. Si,  lo que desgasta el impermeabilizante de cualquier construcción son los rayos UV, cuando usted instala un techo verde protege el  impermeabilizante, aumentando su vida útil de 5-10 años a más de 30 años; lo cual se traduce en un ahorro considerable.

 

Los techos verdes también son un aislante natural del ruido y el calor, además de hacer más frescos los espacios debido a la transpiración de las plantas, reduciendo así el uso de aires acondicionados.

 

Quien puede hacerlo? 

Para evitar molestias y desencantos (humedades, grietas, fallas estructurales)  es muy importante que si se decide en instalar un techo verde  lo haga de la mano de un experto. En México son pocos los instaladores de techos verdes certificados, en The Phi Project- Construcción sustentable (www.thephiproject.com)  trabajamos con los mejores especialistas en techos verdes de México.

 

Históricamente los grandes cambios de conciencia en la humanidad se derivan de etapas de profundo sufrimiento (guerras, desastres naturales, hambre, etc.). Enseñar a nuestros hijos "con el ejemplo" a cuidar y mejorar el medio ambiente, es evitarles sufrir el deterioro y escasez irreversibles de los recursos naturales. Heredar un mundo enfermo no nos da ningún derecho de entregarlo así a las siguientes generaciones. 

Los techos y paredes verdes son una forma de paisajismo, que se implementa como una herramienta estética y funcional de las construcciones verdes, en constante evolución y en estrecha colaboración con el diseño ecológico. Con el agitado crecimiento citadino, los espacios dedicados al paisajismo se limitan a meras aceras con escasas especies arbóreas, convirtiéndose en la antítesis de la naturaleza. Las edificaciones tradicionales absorben la radiación solar, y subsecuentemente la transmiten en forma de calor; las capitaleñas, de concreto rodeado de concreto, se expresan como calor envuelto en más calor. La techumbre verde, que se aplica sobre la parte superior de un edificio, se muestra en forma de césped, de arbustos y hasta de árboles, mientras que las paredes verdes o jardines verticales se implementan dentro y fuera de las edificaciones. Como está estructurado, un techo verde varía según la empresa, pero generalmente está compuesto por la capa vegetal, el sustrato con nutrientes, una capa que drena y almacena agua, un

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aislante y protector de raíces, y la membrana impermeabilizante. Las paredes verdes funcionan con módulos que permiten variar los diseños de los jardines colgantes, la elección de su grosor variará según el tipo de plantas que se siembren, y su configuración modular deja abierta la posibilidad de modificar el diseño en el futuro. La selección del tipo de vegetación a implementar, tanto en los techos como en las paredes verdes, va a depender del diseño, del espesor de la capa vegetal, pero principalmente de la resistencia de las plantas a la exposición continua del sol, a los vientos de la temporada ciclónica y a la profundidad limitada de sus raíces. En el caso de las paredes verdes interiores, se utilizan plantas con otras características. A grandes rasgos, los beneficios de estos techos y paredes verdes son los mismos, pues ambos se caracterizan por ir más allá de lo decorativo; actúan como un sistema de aislamiento natural, amortiguando el ruido exterior, y regulan la temperatura de los interiores, disminuyendo el consumo de los sistemas de climatización. Los expertos han comprobado que implementar estos jardines en los techos o fachadas reduce la temperatura de los interiores entre un 25 y un 50 por ciento; en el caso de los jardines verticales se experimenta principalmente si son ubicados en paredes expuestas al sol. De este modo, también disminuyen las llamadas “islas de calor”, que es el calor que emite una edificación a las que le rodean. Los techos y paredes verdes limpian, además, la ciudad y los interiores de las infraestructuras; regalan oxígeno, absorben dióxido de carbono y filtran otros contaminantes producidos por la industria, el tránsito y la construcción. Asimismo, contribuyen con la biodiversidad y traen de vuelta determinados hábitats para numerosas especies, como los invertebrados y las aves. La captación de la lluvia que cae en el techo es otro de los beneficios de enverdecerlo, pues se aprovecha el agua para su irrigación, el almacenamiento u otros fines, como la descarga de aparatos sanitarios. Otra ventaja de los techos verdes es que protegen a la estructura del daño ocasionado por el sol y las lluvias, aumentando la vida de los techos al evitar las grietas y filtraciones.

Via: http://www.arqhys.com/paisajismo-con-techos-y-paredes-verdes.html

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Las paredes están expuestas a altos niveles de radiación solar, con mayor influencia en el caso de edificaciones de gran altura. Las fachadas este y oeste pueden tener ganancias de calor de hasta 3000 w/m2/día, al percibir en forma perpendicular los rayos solares durante una buena parte del día. Parte de la ganancia de calor es absorbida por los componentes opacos y reirradiada a los ambientes interiores.

Las técnicas utilizadas para controlar el acceso de calor a través de las paredes deben darle prioridad a la orientación, a los elementos de protección solar y a los materiales constructivos. Estas acciones concebidas en forma coherente podrán garantizar una buena calidad térmica en el caso de acondicionamiento pasivo, y un uso racional de la energía cuando se empleen sistemas de aire acondicionado.

Mitigación de las Cargas de Calor Solar

La vegetación colocada en elementos verticales absorbe la radiación solar y sombrea los cerramientos. Al mismo tiempo refresca el aire que circunda la envolvente, mediante la transpiración del vapor de agua.

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En algunos casos los elementos estructurales y/o volumétricos tales como balcones, techos, galerías, atrios, corredores, pantallas y columnas pueden concebirse para actuar adicionalmente como protectores solares, al proyectar sombra sobre las fachadas.

Figura 71 Gran atrio central que tamiza el calor y la luz en fachadas Edificio Procter & Gamble, Caracas. Arqtos. Diquez, González

y Rivas.

Figura 72 Mitigación de las ganancias solares con 

proyección del techo sobre paredes y galería de acceso Edif. Centro Río de Janeiro. Av. Río de Janeiro. Caracas.

Una estrategia para disminuir las cargas de enfriamiento en edificios de oficinas es el uso de doble fachada, una exterior permeable al aire y que filtre el sol al cerramiento interior de vidrio. Otra técnica es el uso de elementos permeables en áreas de circulación y acceso de manera que ventilen en forma natural, mientras el resto de los espacios funcionan con aire acondicionado, racionalizando de esta manera el uso de la energía eléctrica.

Los tonos y materiales oscuros absorben mayor cantidad de calor, por lo cual el revestimiento exterior de las paredes debe ser de una alta reflectancia. Para lograr esto, las pinturas blancas son las más recomendables, pues reflejan entre un 70% y 80% de la radiación solar incidente. Si se requiere combinar materiales o tonos de colores oscuros, úselos en los elementos menos expuestos al sol o aislados térmicamente del exterior, ya sea en corredores, atrios o galerías.

Figura 75 Los colores claros en paredes permiten rechazar parte del calor incidenteLas propiedades de reflectancia y absortancia para diferentes materiales y acabados de paredes se indican en la tabla a continuación:

Tabla 7 Datos de reflectancia y absortancia para diferentes materiales y pinturas de paredes

La inercia térmica es la capacidad de un componente para almacenar calor, amortiguar su efecto y

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transmitirlo con desfase hacia el interior de los ambientes; puede expresarse como débil, media y fuerte (ver Mitigación de las cargas de calor solar, pág. 15). La selección adecuada de los componentes deberá tomar en cuenta la orientación, el horario de uso de la edificación y el tipo de acondicionamiento. Por ejemplo, una pared de inercia fuerte, caracterizada por elevada resistencia y gran capacidad calorífica, transmitirá la máxima temperatura al interior con un tiempo de retardo de 8 a 10 horas, con una importante amortiguación de la temperatura externa; mientras que una pared de inercia débil, de baja resistencia y poca capacidad calorífica producirá una temperatura interna máxima muy cercana a la temperatura exterior con un desfase de aproximadamente 2 horas.

Gráfico 10 Esquema del mecanismo de inercia en paredes

Tabla 8 Datos de propiedades termofísicas de materiales y componentes de techoSegún el mecanismo de inercia térmica, un diseño adecuado deberá seguir las siguientes reglas básicas:

Acondicionamiento pasivo• En edificaciones de uso diurno y nocturno tales como residencias, es aconsejable utilizar paredes con inercia débil o media, que no acumulen calor en el día y de poco desfase, de forma que no se traslade la onda de calor para las horas de la noche cuando los usuarios estén descansado. • En edificaciones de uso diurno tales como escuelas, es aconsejable utilizar paredes con inercia media o fuerte, de manera que acumulen calor en el día y retarden la onda de calor para las horas de la noche, cuando se evacuará con la ayuda del movimiento del aire y por reirradiación al cielo.

Acondicionamiento activo• En edificaciones de uso diurno tales como comercios y oficinas es aconsejable utilizar paredes con inercia media a fuerte, de forma que se amortigüe el comportamiento de la curva de temperatura interior y se traslade el pico de la onda de calor hacia la noche, cuando el edificio está desocupado. Una

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estrategia básica complementaria para este caso es la ventilación natural nocturna.

Figura 76 Ejemplo de diseño y materiales constructivos adecuados para el acondicionamiento activo en el trópico (fuente: Hawai in Design)

Los materiales aislantes presentan propiedades termofísicas de baja capacidad calórica y alta resistencia térmica. En paredes con alta insolación se puede amortiguar la temperatura interior utilizando 2 o 3 cm de aislantes en la cara exterior antes del acabado exterior, como se muestra en la siguiente figura:

Figura 77 Detalle de pared con material aislante(fuente: Basado en Field Guide for Energy Performance, Confort and Value in Hawai

Home)Utilizar barrera radiante contribuye a reirradiar el calor hacia fuera en paredes con alta insolación. Consiste en la colocación de una lámina liviana metálica con bajo poder de emisión y elevado poder reflector (por ejemplo, una hoja de aluminio) en la cara exterior, antes del acabado final. Esta solución debe ser evaluada técnicamente, debido a que en ciertas condiciones la vertiginosa oxidación del metal produce una rápida disminución de su propiedad de reflector de la radiación solar.

Figura 78 Detalle de pared con barrera radianteLas fachadas de vidrios son tecnologías muy costosas y deben ser utilizadas racionalmente en climas cálidos. Dependiendo de la tecnología de vidrio, éste puede dejar pasar o absorber una gran cantidad del calor incidente del sol y reirradiarlo hacia el interior (ver Ventanas, pág. 77). Debería ser utilizado sólo en fachadas norte y eventualmente en fachadas sur. Su uso indiscriminado y sin protecciones solares no es adecuado para países tropicales; provoca altos costos energéticos y económicos por instalación, uso y mantenimiento de equipos de aire acondicionado.Las fachadas de vidrios son tecnologías muy costosas y deben ser utilizadas racionalmente en climas cálidos. Dependiendo de la tecnología de vidrio, éste puede dejar pasar o absorber una gran cantidad del calor incidente del sol y reirradiarlo hacia el interior (ver Ventanas, pág. 77). Debería ser utilizado sólo en fachadas norte y eventualmente en fachadas sur. Su uso indiscriminado y sin protecciones solares no es adecuado para

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países tropicales; provoca altos costos energéticos y económicos por instalación, uso y mantenimiento de equipos de aire acondicionado.

Al inclinar los vidrios se atenúa notablemente las irradiaciones solares transmitidas por los cristales. Con ángulos de inclinación de 15° respecto a la vertical (hacia adentro), se obtiene una reducción de las ganancias solares del 14% para ventanas en fachada norte, 28% para orientación este-oeste y 32% para vidrios al sur (Nedianni, 1997). Para obtener atenuaciones del 50% en las fachadas más críticas (este-oeste), se podrían diseñar fachadas de vidrio (curtain wall) con ángulos de 35° respecto a la vertical (135° de la horizontal).

Figura 80 Ejemplo arquitectónico de la inclinación de fachadasEdificio Mirador del Campo de Carabobo. Edo. Carabobo.

Entre las innovaciones para reducir la ganancias de calor al interior a través fachadas de vidrio se encuentra el doble vidrio convectivo. Sistema de enfriamiento pasivo que se combina adecuadamente con los sistemas de acondicionamiento activo para disminuir la potencia y el consumo de energía del aire acondicionado. Consiste en una fachada doble de vidrios ventilada por la parte inferior y superior (como muestra la figura); esto permite que flujos convectivos de aire ascendentes se lleven parte del calor reirradiado.

Aprovechamiento de la Ventilación Natural

Los cerramientos exteriores verticales (bloques de ventilación, celosías, enrejillados, calados, etc.) favorecen la ventilación natural de los ambientes interiores y permiten el paso controlado de la iluminación natural.

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Figura 82 Combinación de fachadas y cerramientos exteriores permeables Edificio Residencial Alta Florida, Caracas

Control de la Iluminación Natural

Los ambientes interiores pueden ser iluminados naturalmente a través de componentes translúcidos y/o permeables en fachadas tales como ventanas, vitrales, aberturas, bloques de vidrios y calados. De esta manera se producen espacios de mayor calidad lumínica y se logra mayor racionalidad energética al combinar luz natural y artificial.

Figura 83 Elemento translúcido en fachada Vitral, UCV. Arq. Carlos Raúl Villanueva.Para la ubicación de estos elementos en la envolvente deben considerarse las recomendaciones de orientación y protección solar, de forma tal que las ganancias de calor a través de ellos no eleven inadecuadamente la temperatura del aire interior (ver Ventanas, pág. 77).

Figura 84 Fachadas translúcidas Sede de Bodegas Pomar. Arq. Carlos A. Remers Fuente: Revista Entre Rayas, Nº. 26,

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