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NORMA CHILENA OFICIAL NCh1973.Of87

Acondicionamiento trmico - Aislacin trmica - Clculodel aislamiento trmico para disminuir o eliminar el riesgode condensacin superficial

Prembulo

El Instituto Nacional de Normalizacin, INN, es el organismo que tiene a su cargo elestudio y preparacin de las normas tcnicas a nivel nacional. Es miembro de la

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISIONPANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos

organismos.

La norma NCh1973 ha sido preparada por la Divisin de Normas del Instituto Nacional deNormalizacin, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales

siguientes:

Aislantes Aislapol S.A.C. e I. Walter Bischhoffshausen N.Carlos Bchner O.

Daniel Longueira S.Aislantes Hrtipol S.A. Patricio Ursic L.

Aislantes Nacionales Ltda. Jaime Hernndez M.Ramn Ruiz F.

Centro de Ahorro de Energa Carlos Claussen W.

Felipe Mujica V.Compaa Indust rial El Volcn S.A. Claudio Avils A.

Agustn Echeverra de C.

Direccin de Obras Civiles de Metro Roy Levis M.Santiago Saavedra T.

Instituto de Investigaciones y Ensayesde Materiales, IDIEM Miguel Bustamante S.

Instituto Nacional de Normalizacin, INN Gabriel Rodrguez J.Inst it uto Profesional de Sant iago Liliana Anduaga G.

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Maderas y Paneles S.A., MAPAL Ramn Undurraga D.

Maderas y Sintt icos S.A., MASISA Javier Izquierdo V.Ministerio de Obras Pblicas,

Direccin de Arquitectura, MOP Miguel Rojas T.Rafael Varleta V.

Ministerio de Vivienda y Urbanismo,

MINVU

Jaime Arancibia C.

Santiago Castillo R.Francisco Osorio M.Claudio Prieto C.

Daniel Snico H.Jaime Tllez T.

Municipalidad de La Cisterna Ernesto Plaza F.Universidad Catlica de Chile,

Escuela de Ingeniera Gregorio Azcar G.Universidad de La Frontera Mario Inostroza D.

Universidad del Bo-Bo Ariel Bobadilla M.Roberto Goycoolea I.

Universidad Tcnica FedericoSanta Mara Pedro Sarmiento M.

El anexo A forma parte del cuerpo de la norma.

Los anexos B y C no forman parte del cuerpo de la norma, se insertan slo a ttuloinformativo.

Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalizacin, en

sesin efectuada el 21 de Enero de 1987.

Esta norma ha sido declarada norma chilena Oficial de la Repblica, por Decreto N61, de

fecha 29 de Abril de 1987, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario

Oficial N32.781, de fecha 28 de Mayo de 1987.

Esta norma es una " reedicin sin modificac iones" de la norma chilena Oficial

NCh1973.Of87, " Acond icionam ient o trmico - A islac in trmica - Clcu lo del aislam ient o

trmico para dism inuir o eliminar el riesgo de condensacin superf icial", vigente por

Decreto N61, de fecha 29 de Abril de 1987, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo.

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NORMA CHILENA OFICIAL NCh1973.Of87

Acondicionamiento trmico - Aislacin trmica - Clculodel aislamiento trmico para disminuir o eliminar el riesgode condensacin superficial

0 Introduccin

0.1 Es casi imposible garantizar la no ocurrencia total de condensaciones en lassuperficies interiores de los edificios, especialmente en los elementos perimetrales. Si en

los recintos existen fuentes generadoras de vapor de agua, el fenmeno se ve acentuadocomo ocurre en edificios habitacionales, especialmente viviendas. Bajo tales condiciones y

en climas templados, fros o en grandes oscilaciones de temperatura entre el da y lanoche (caso de varios climas de Chile) es posible disminuir significativamente el riesgo de

condensacin si se adoptan precauciones como las que se especifican en esta norma.

0.2La condensacin superficial se produce a causa de dos factores bsicos:

a) alta humedad relativa del aire ambiente;

b) baja temperatura de las superficies de muros, cielos, ventanas u otros elementosrespecto a la temperatura del aire interior (ver NCh1971).

Estos factores pueden originarse en uno o varios de los siguientes aspectos

concomitantes:

- baja resistencia trmica de los elementos envolventes;

- existencia de puentes trmicos;

- temperatura exterior baja;

- enfriamientos localizados de las superficies por otras causas, tales como caeras de

agua fra empotradas;

- caeras fras a la vista;

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- fuentes generadoras que producen exceso de vapor de agua en el interior, tales como:

nmero de personas desproporcionado respecto al volumen disponible; gran actividadfsica de los ocupantes; evaporacin de agua de lavado de utensilios, de lavado y

secado de ropa; exceso de plantas interiores y riego de stas; estufas que entreganagua de combustin al ambiente; etc.;

- renovacin insuficiente del aire de los ambientes interiores;- admisin de aire muy hmedo desde el exterior y a temperatura relativamente alta.

1 Alcance y campo de aplicacin

1.1Esta norma tiene por objeto dar los criterios y sealar las condiciones bajo las cualesse disminuye el riesgo de condensacin acuosa superficial sobre elementos constructivos

de edificios, en especial aquellos que conforman la envolvente trmica, y que por ello, se

separan ambientes de temperatura muy distinta.

1.2Esta norma complementa la NCh853 con el fin de optimizar la resistencia trmica dela envolvente.

2 Referencias

NCh849 Aislacin trmica - Transmisin trmica - Terminologa,

magnitudes, unidades y smbolos.NCh853 Acondicionamiento trmico - Envolvente t rmica de edif icios -

Clculo de resistencias y transmitancias trmicas.NCh1079 Arquitectura y construccin - Zonificacin climtico

habitacional para Chile y recomendaciones para el diseoarquitectnico.

NCh1971 Aislacin t rmica - Clculo de t emperaturas en elementos deconstruccin.

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3 Smbolos, magnitudes y unidades

Smbolo Magnitud representada Unidad

e espesor m

conductividad trmica W/(m C)

U transmitancia trmica del elemento W/(m2C)

RT

resistencia trmica total del elemento m2C/W

Rsi

resistencia al traspaso de calor entre la superficie interior del

elemento (enfrentada hacia el local) y el aire ambiente de la

habitacinm

2C/W

i

temperatura del aire ambiente interior C

e

temperatura del aire ambiente exterior C

r

temperatura de roco o de saturacin C

He

contenido de humedad del aire exterior g/kg

His

contenido de humedad del aire interior para el cual comienza a

producirse condensacin superficial sobre los elementos

perimetrales del local

g/kg

N renovaciones del aire de un local en cada hora h-1

mv

masa de vapor que se genera en el local en cada hora g/h

V volumen del local m3

NOTA - 1 K = 1C.

4 Terminologa

Los trminos utilizados en la norma se encuentran definidos en NCh849 y NCh853.

5 Disminucin y eliminacin del riesgo de condensacin superficial

5.1 Aislamiento trmico

Dado que la causa principal del fenmeno de la condensacin superficial es la bajatemperatura de las superficies de los elementos respecto a la temperatura del aire

ambiente, se ha optado por prescribir un mtodo de clculo que tienda a eliminar el riesgo

de la condensacin, aumentando la resistencia trmica de tales elementos.

Este mtodo es complementado con el clculo de las renovaciones de aire necesarias para

evitar la condensacin.

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5.1.1 Expresin de clculo

La resistencia trmica mnima requerida para que no se produzca condensacin en un

elemento perimetral determinado, se obtiene mediante la relacin siguiente:

ri

sieIt R

)(=R

(1)

en que:

TR = resistencia trmica total mnima requerida para que no se produzca

condensacin en el elemento en cuestin (ver NCh853);

1 = temperatura de clculo para el aire del local;

e = temperatura de clculo para el aire exterior;

r = temperatura de roco de clculo para el aire del local. Depende de la

temperatura de uso de local y de la humedad relativa del aire (ver bacopsicromtrico, en anexo A);

siR = resistencia al traspaso del calor entre la superficie interior del elemento y el

aire del local.

Para la situacin de prdidas trmicas desde el local hacia el exterior bajo lacual se analizan los problemas de condensacin superficial, Rsivale:

0,12 m2 C/W para elementos verticales o con pendiente sobre la

horizontal mayor que 60.

0,09 m2C/W para elementos de techo con encieladuras horizontales o

con pendiente sobre la horizontal menor o igual que 60.

0,17 m2C/W para pisos.

5.1.2 Resistencia trmica mnima para disminuir el riesgo de condensacin

Los elementos perimetrales de locales de habitacin (viviendas, oficinas, escuelas,

hoteles, hospitales, restaurantes, salas de espectculos o reunin, etc.), deben contar con

una resistencia trmica total mnima que permita disminuir el riesgo de condensacinsuperficial (se excluyen los huecos acristalados, como ventanas, claraboyas, etc.).

Partiendo de la base que se cumplen las exigencias de control higrotrmico en los locales(renovacin adecuada del aire), es posible reducir el riesgo de condensacin si la

resistencia trmica de los elementos perimetrales es suficiente para evitar la condensacincuando se tiene una humedad relativa del aire de 75% en ambientes con produccin

reducida de vapor de agua.

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La resistencia trmica mnima, RT, se calcula con la ecuacin 1, considerando que:

i = corresponde a la temperatura de uso del local;

e = corresponde a la temperatura mnima promedio para el mes ms fro del ao en la

localizacin en que se encuentra el edificio;

r = corresponde a la temperatura de roco para el aire del local.

5.1.3 Resistencia trmica mnima para eliminar el riesgo de condensacin superficial

La eliminacin del riesgo de condensacin se consigue considerando las condiciones msdesfavorables. Para el clculo de la resistencia trmica, en la ecuacin 1 se debe

considerar, entonces que:

i = corresponde a la temperatura mxima de uso del local;

e = corresponde a la temperatura mnima promedio para el mes ms fro del ao en la

localidad en que se encuentra el edificio;

r = corresponde a la temperatura de roco para el aire del local, al cual se le asigna la

mxima humedad relativa esperada y una temperatura seca igual a la temperatura

mxima de uso del local.

NOTA - Al clculo de la resistencia trmica para eliminar la condensacin, debe agregarse la correspondiente

verificacin de la renovacin del aire ambiente. Se podr prescindir de esto en aquellos casos en que se desee

mantener una muy elevada humedad relativa (cmara hmeda, por ejemplo).

5.1.4 Mtodo grfico

A efectos de facilitar el clculo se acompaan los bacos siguientes, que permiten

determinar la resistencia trmica total mnima para evitar la condensacin superficial en

elementos perimetrales en funcin de la temperatura exterior y la humedad relativa delaire en los locales.

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Figura 1 Resistencia trmica total mnima de un elemento vertical para evitar condensacin

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Figura 2 Resistencia total mnima de un elemento horizontalde techumbre para evitar condensacin

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Figura 3 Resistencia total mnima de un elemento de piso,para evitar condensacin superficial

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Estos bacos estn calculados de acuerdo con la ecuacin 1, para una temperatura seca

interior de 20C. Si la temperatura de uso del local es inferior a dicho valor, queda

garantizada la no ocurrencia de condensacin. Si es mayor (caso poco frecuente), puede

aumentarse la resistencia trmica dada por el grfico en un 5% por cada grado Celsius dediferencia.

5.1.5 Incremento de la resistencia trmica de elementos existentes

El espesor mnimo de aislante trmico, de conductividad trmica , que se debe agregar a

un elemento existente cuya resistencia trmica total es RTO, queda dado por la expresin:

e = (RT- RTO) (2)

en que:

RT = es la resistencia trmica total necesaria para disminuir (aislamiento

mnimo) o eliminar el riesgo de condensacin superficial, calculada

mediante la ecuacin 1 o con la ayuda de los bacos indicados en 5.1.4;

RTO = es la resistencia trmica total del elemento existente calculada segn

NCh853.

5.2 Renovacin del aire

Una vez determinada la resistencia trmica requerida (de acuerdo con la temperatura y

humedad relativa de uso), se debe verificar que la renovacin del aire ambiente seasuficiente para impedir que el contenido de humedad del aire, se eleve por sobre el valor

establecido para el clculo de dicha resistencia.

5.2.1 Expresin de clculo

El nmero de renovaciones, N, del volumen de aire contenido en un local determinado, V,

queda dado por la condicin siguiente:

V)H-(H

m0,83>N

eis

d (3)

en que:

vm = es la masa de vapor de agua producida en cada hora dentro del local;

isH = es el contenido de humedad absoluta del aire interior para la temperatura de

uso y la mxima humedad relativa permitida sin que se produzcacondensacin superficial en los elementos perimetrales;

eH = es el contenido de humedad absoluta del aire exterior. Para efectos de

clculo, en el exterior se supone una humedad relativa de un 90%;

V = es el volumen del local.

NOTA - A 20C, un kilogramo de aire seco o hmedo ocupa un volumen de 0,83 m3, aproximadamente.

Un metro cbico de aire pesa 1,20 kg, aproximadamente.

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5.2.2 Renovacin del aire por infiltraciones

En general, los locales destinados a la ocupacin de personas no son estancos a las

infiltraciones, existiendo una renovacin permanente del aire ambiente por rendijas depuertas y ventanas, etc. Cuando la produccin de vapor de agua en un local es reducida,

sta puede ser suficiente para mantener el contenido de humedad del aire ambiente bajo

el nivel permitido por la resistencia trmica mnima.

Si el nmero de renovaciones, N, requerido fuese mayor, se debern contemplar aberturas

de ventilacin o la instalacin de sistemas mecnicos de extraccin del aire hmedo.

NOTA - En el anexo B se entregan algunos valores tpicos del nmero de renovaciones conseguidas por

infiltraciones en viviendas.

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Anexo AAbaco psicromtrico

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Anexo B(Informativo)

Renovacin del aire por infiltraciones

B.1 Mtodo de las rendijas

El caudal de aire infiltrado a travs de una determinada puerta o ventana se obtiene

multiplicando el caudal unitario entregado en la tabla 2 por la longitud total de rendijas dela puerta o ventana.

El aire, sin embargo, no penetra a travs de las puertas y ventanas de un edificio al mismo

tiempo, ya que la presin del viento es efectiva slo en una direccin. Por consiguiente,es necesario calcular las infiltraciones separadamente para cada pared expuesta al aire

exterior. La infiltracin total en el local se determina de acuerdo con las condicionesestipuladas en la tabla 1, siguiente:

Tabla 1

Cantidad de aire renovado por infiltracin natural dentro de un espacio cerrado

Nmero de paredesexteriores

Cantidad de aire infiltrado en el local

Una Total de las infiltraciones por las rendijas de puertas y ventanas existentes

en la pared.

Dos Total de la pared que tenga la mayor infiltracin.

Tres o cuatro Total de la pared que tenga mayor infiltracin o la mitad del total general de

infiltraciones; se toma el mayor valor de los dos.

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Tabla 2

Infiltraciones por rendijas de ventanas y puertas en m3/h por metro lineal de rendija

Velocidad del viento en km/hElemento

8 16 24 32 40 48 56

Ventanas

Ventanas de guillotina con marco de

madera:

normal sin burlete

normal con burlete

desajustada sin burlete

desajustada con burlete

0,7

0,4

2,5

0,6

2,0

1,2

6,4

1,8

3,6

2,2

10,3

3,2

5,5

3,3

14,5

4,7

7,4

4,6

18,4

6,6

9,6

5,8

23,4

8,5

11,8

7,0

28,4

10,4

Ventanas de guillotina con marco

metlico:

sin burlete

con burlete

1,8

0,6

4,4

1,8

6,8

2,9

9,6

4,3

12,8

5,6

15,6

7,1

18,4

8,6

Ventanas de abatir tipo industrial con

marcos metlicos, rendija de 1,6 mm 4,8 10,0 16,1 22,8 28,4 34,5 40,6

Ventanas de abatir tipo residencial con

marcos metlicos, suspendidas con

bisagras, eje vertical de giro:

rendijas de 0,4 mmrendijas de 0,8 mm

0,61,3

1,73,0

3,04,8

4,37,1

5,69,3

6,811,7

8,014,1

Puertas

Puertas de vidrio:

con rendija de 3 mm

con rendija de 5 mm

con rendija de 6,5 mm

17,8

26,7

35,6

35,6

55,6

72,4

54,5

78,0

105,8

72,4

111,4

144,9

89,1

133,8

144,9

105,8

161,7

211,9

122,5

189,6

278,9

Puertas comunes de madera o metal

bien ajustadas:

sin burlete

con burlete

2,5

1,3

6,4

3,2

10,2

6,1

14,2

7,4

18,3

9,2

22,4

11,0

26,5

12,8

Puertas comunes de madera o metal

mal ajustadas:

sin burlete

con burlete

5,0

2,5

12,7

6,3

20,4

10,2

28,3

14,2

36,6

18,3

44,9

22,4

53,2

26,5

NOTA - Los valores de la presente tabla han sido extrados de Heating Ventilating and Air Conditioning -

Guide, HVAC - Guide 1950.

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B.2 Mtodos de las renovaciones

Bajo condiciones normales, instalaciones de un mismo tipo tendrn, en general, casi igual

nmero de renovaciones de aire por hora a causa de las infiltraciones por puertas yventanas. Bajo esta premisa, las renovaciones del aire en un local pueden estimarse

iguales a las que se presentan en la tabla 3, siguiente:

Tabla 3

Renovaciones de aire motivadas por la infiltracin natural del aire,bajo condiciones normales, a travs de puertas y ventanas

Clase de habitacin o edificio Nmero de renovaciones por hora

Habitaciones con un lado expuesto al exterior 1

Habitaciones con dos lados expuestos al exterior 1,5

Habitaciones con tres o cuatro lados expuestos al

exterior 2

Habitaciones sin puertas o ventanas al exterior 0,5 a 0,75

Salas de recepcin 2

Cuartos de bao 2

Almacenes 1 a 3

Se sugiere efectuar una comprobacin de las renovaciones obtenidas con este mtodo

respecto a las determinadas por el mtodo de las rendijas. Una diferencia de un 50%

puede considerarse como caso corriente. Si la diferencia es mayor, la explicacin puede

encontrarse en causas tales como: velocidades del viento extremadamente altas, cantidadde puertas y ventanas fuera de lo normal, calidad de construccin deficiente, etc. En tal

caso primar el clculo obtenido por el mtodo de las rendijas.

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Anexo C(Informativo)

Ejemplo de clculo

Sea una sala de estar de un edificio ubicado en Santiago. En ella se mantiene una

temperatura del aire ambiente, constante, de 20C. Adems, se desea mantener una

humedad relativa no superior al 75%.

El volumen de la sala es de 30 m3.

La renovacin del aire ambiente por infilt raciones a travs de puertas y ventanas es de

1,2 renovaciones/hora.

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El vapor de agua generado en el ambiente es de 400 g/h, correspodiente a:

- estufa a kerosene con llama abierta : 250 g/h

- tres personas : 150 g/h

C.1 Resistencia trmica mnima de los muros perimetrales del local

Los datos para el clculo son los siguientes:

- temperatura del aire en el local i : 20C

- temperatura del aire exterior e : 3,2C

La temperatura del aire exterior corresponde a la mnima promedio para el mes de

Julio, en Santiago.

- temperatura de roco del aire ambiente, r : 15,5C

Aun cuando la humedad relativa del local resultara inferior a un 75%, la resistenciatrmica mnima se debe calcular con este lmite.

El aire a 20C con una humedad relativa de un 75%, (punto C del baco

psicromtrico) posee una temperatura de roco de 15,5C (punto D del mismo baco).

- coef iciente Rsi: 0,12 m2C/W (ver 5.1.1).

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Introduciendo los valores en la ecuacin 1 tenemos:

C/Wm0,45=15,5)-(20

0,123,2)-20=R 2

T

La resistencia trmica total que deben poseer los muros que dan al exterior para cumplircon la resistencia trmica mnima es de 0,45 m2C/W.

El mismo valor se puede obtener con el baco de la figura 1.

Las resistencias trmicas para otros elementos de la envolvente trmica, como: pisos,cielos, etc., se obtienen con el mismo procedimiento adoptando el valor adecuado para el

coeficiente Rsi, entregado en 5.1.1. Los bacos de 5.1.4 incluyen los cambios relativos a

dicho coeficiente.

La resistencia trmica mnima garantiza la no ocurrencia de condensacin superficial slo

cuando la renovacin del aire en el local sea suficiente para que la humedad relativa delaire ambiente no sobrepase el 75%. En consecuencia, debe verificarse la ventilacin del

recinto.

C.2 Renovacin del aire. Verificacin de la ventilacin

Los datos para el clculo son los siguientes:

- la masa de vapor de agua producida en cada hora, mves de: 400 g/h;

- el contenido de humedad del aire exterior, He, es de : 4,3 g/kg de aire seco.

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Para una humedad relativa de un 90% y una temperatura seca de 3,2 C (condicin

representada por el punto A del baco psicromtrico), el contenido de humedad del aireexterior es de 4,3 g/kg de aire seco, aproximadamente.

- El contenido de humedad del aire interior para la temperatura de uso del local (20C) y

la mxima humedad relativa permitida sin que se genere condensacin superficial(75%), Hises de: 10,8 g/kg de aire seco, aproximadamente.

- El volumen del local, V es de: 30 m3.

Introduciendo los valores en la ecuacin 3, tenemos:

1,7=304,3)-(10,8

4000,83>N

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Las renovaciones del aire en el local debern ser superiores a 1,7 veces/hora. De no ser

as, la humedad relativa del aire se elevar por sobre el valor preestablecido paradeterminar el aislamiento trmico (75%) y se producir condensacin.

En nuestro caso, las renovaciones por infiltraciones ascienden slo a 1,2 veces/hora, en

consecuencia, se debern contemplar aberturas de ventilacin (dos aberturas: de entrada

para el aire fresco y de salida para el aire hmedo).

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IN S T I T U T O N A C I O N A L D E N O R M A L I Z A C I O N ! I N N- C H I L E

Acondicionamiento trmico - Aislacin trmica - Clculodel aislamiento trmico para disminuir o eliminar el riesgode condensacin superficial

Thermal conditioning - Thermal insulat ion - Calculation of thermal insulation t o reduce

or eliminate surface condensation risk

Primera edicin : 1987

Reimpresin : 1999

Descriptores: aislacin trm ica, condensac in, resis tenc ia trm ica, clcu los matemt icos

CIN 91.120.10

COPYRIGHT 1987 : INSTITUTO NA CIONA L DE NORMALIZA CION - INN * Prohibida reproduccin y v enta *Direccin : Matas Cousio N 64, 6 Piso, Santiago, Chile

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