instalacion de energÍas renovables en edificaciÓn
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INSTALACION DE ENERGÍAS RENOVABLES EN EDIFICACIÓN
EXPERIENCIAS PRÁCTICAS DE INSTALACIONES SOLARES EN EDIFICIOS
Ingenieros Industriales: Miguel Iturbe y Arkaitz Chacón
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ÍNDICE
1. PRESENTACIÓN DE ELECNOR2. NORMATIVA3. ESTUDIO Y OFERTA4. EJECUCIÓN DE LA OBRA5. ASPECTOS TECNICOS COMUNES6. INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS7. INSTALACIONES TÉRMICAS8. RUEGOS Y PREGUNTAS
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PRESENTACION DE ELECNOR
Grupo Elecnor: Promoción y gestión integral de proyectos y desarrollo de infraestructuras
Áreas de negocio:
Redes e infraestructuras
Energías renovables
Telecomunicaciones y TI
Concesiones
Presencia en 20 países
8.400 profesionales
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PRESENTACION DE ELECNOR
Redes e infraestructuras | Instalaciones
• Instalaciones eléctricas
• Instalaciones solares fotovoltaicas
• Suelo
• Cubierta
• Instalaciones mecánicas
• Instalaciones solares térmicas
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Referencias Elecnor Fotovoltaica
Ayuntamiento de Noain
Polideportivo : 20 kW
Guardería: 5 kW
Ayuntamiento: 10 kW
Centro de cultura: 20 kW
Ayuntamiento de Amorebieta
Polideportivo Zelaieta: 20 kW
Bilbao Kirolak
Instalación de cogeneración, solar térmica y fotovoltaica Polideportivo de Rekalde en Bilbao: 10 kW
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Referencias Elecnor Termosolar
Ayuntamiento de Trápaga:
Polideportivo
Ayuntamiento de Alsasua
Polideportivo
Ayuntamiento de Mutilva Baja
Polideportivo
Bilbao Kirolak
Instalación de cogeneración, solar térmica y fotovoltaica Polideportivo de Rekalde en Bilbao
Gobierno vasco
Comisaría Ertzaintza Deusto
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NORMATIVA
• Ley 54/1997 del sector eléctrico
• RD 661/2007 Regulación régimen especial
• RD 1578/2008 Retribución producción instalaciones fotovoltaicas
• RD 842/2002 Reglamento electrotécnico B.T.
• RD 865/2003 Criterios higiénico sanitarios
• Documento básico HE Ahorro de energía
• HE4 Contribución solar mínima de agua caliente
• HE5 Contribución mínima de energía eléctrica
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NORMATIVA
Zonas climáticas
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NORMATIVA: Documento básico HE
HE4: Cálculo de la demanda
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NORMATIVA: Documento básico HE
HE4: Contribución solar mínima de agua caliente
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NORMATIVA: Documento básico HE
HE5: Ámbito de aplicación
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NORMATIVA: Documento básico HE
HE5: Coeficientes
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NORMATIVA: Documento básico HE
HE5: Potencia pico a instalar
P = C · (A · S + B)
siendo:
• la potencia pico a instalar [kWp]
• A y B los coeficientes definidos en la tabla 2.1
• C el coeficiente definido en la tabla 2.2
• S superficie construida del edificio [m2]
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ESTUDIO Y OFERTA
• Solicitante
• Administración
• Cliente particular
• Proyecto
• Existencia del mismo
• Grado de desarrollo
• Viabilidad
• Superficie disponible
• Obstáculos
• Evacuación de energía
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ESTUDIO Y OFERTA
• Solicitud de ofertas
• Varios fabricantes - distribuidores
• Stocks presentes y futuros
• Plazo de entrega
• Elaboración oferta técnico-económica
• Precio de la instalación (€/Wp)
• Plazo de entrega
• Retorno de la inversión
• Estudio de mejoras técnicas al proyecto
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EJECUCIÓN DE LA OBRA
• Replanteo en obra
• Desarrollo completo de la obra: Esquemas, planos, etc.
• Estudio de viabilidad
• Acopio de materiales
• Planificación de la obra
• Plan de prevención de riesgos laborales
• Plan de calidad
• Plan de medio ambiente
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Aspectos a tener en cuenta:
• Tipo de cubierta
• Cargas originadas en la cubierta del edificio
• Carga conjunto Estructura + Módulos + Instalación
• Carga máxima soportada por la cubierta
• Cargas originadas por el viento
• Pérdidas
• Orientación
• Sombreado
• Inclinación
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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ASPECTOS TÉCNICOS COMUNESTipos de cubierta
• Forma:
• Planas
• Curvas o inclinadas
• Tipología
• Simple
• Tipo sándwich
• Cubierta invertida (grava o pizarra)
• Tipo DECK
• Teja
• Marquesinas de aparcamiento
• Muro cortina
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ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
Método de instalación en cubiertas:
• Integrado
• Integración de los paneles en la propia estructura del edificio
• Protección o aislamiento térmico
• Protección física de bienes o personas, sombreado
• Funciones estéticas particulares
• Sujeción mediante anclaje a la propia estructura de la cubierta
• Sistemas lastrados
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ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
Método de instalación integrado
Ventajas:
• Mejora la estética
• Realiza varias funciones
• Las cargas producidas se incluyen en el propio peso del edificio
Desventajas
• Coste
• Integración VS Rendimiento
• Mantenimiento
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ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
Instalaciones integradas
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Instalaciones integradas
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Sujeción mediante anclaje a cubierta
Ventajas:
• Mantenimiento
• Menos cargas
• Mayor presencia
• Coste (€)
Desventajas:
• Difícil instalación
• Problemas estanqueidad
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Sujeción mediante anclaje a cubierta
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Sujeción mediante anclaje a cubierta
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Sujeción mediante anclaje a cubierta
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Sujeción mediante anclaje a cubierta
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Sujeción mediante anclaje a cubierta
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Sistemas lastrados
Ventajas:
• Tiempo de ejecución menor
• Fácil mantenimiento
• No hay problemas de estanqueidad
Desventajas:
• Sobrecarga producida
• Menor presencia
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Sistemas lastrados
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Marquesinas de aparcamientos
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Cargas originadas en la cubierta del edificio
• Carga conjunto Estructura + Módulos + Instalación
• Calcular el peso por superficie (kg/m2)
• Cargas originadas por el viento
• Velocidad de viento (m/s) origina una carga sobre panel y a su vez una carga sobre los apoyos
• Cargas originadas por la nieve
• Según normativa
• Carga puntual = peso propio + viento + nieve
• Carga soportada por estructura > Carga puntual
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Pérdidas
Pérdidas por orientación e inclinación
• En función del ángulo de inclinación β y ángulo de azimut α
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Pérdidas
Pérdidas por orientación e inclinación
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Pérdidas
Pérdidas por orientación e inclinación
Corrección de los límites de inclinación aceptables en función de la latitud del lugar y la de 41º:
Como instrumento de verificación:
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Pérdidas
Pérdidas por sombras
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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Pérdidas
Pérdidas límite
ASPECTOS TÉCNICOS COMUNES
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INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS
• Obtención del punto de conexión
• Acogida al Régimen especial según RD 1578/2008
• Punto de partida: Proyecto viable
1. Parte eléctrica
• Definición completa de esquemas eléctricos
• Definición de equipos: Inversores y módulos
• Configuración eléctrica módulos, líneas y protecciones
• Recorrido del cableado
• Conectores universales
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INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS
2. Parte mecánica
• Comprobar pérdidas: orientación, sombreado e inclinación
• Comprobación anclajes estructura
3. Prevención de riesgos
• Líneas de vida
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INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS
Esquema unifilar3X50 Al RV-K
1x16 MÓDULOS
1x16 MÓDULOS
1x4mm2 RZ1-K
1x16 MÓDULOS
5G16mm2 RZ1-K
Schuco MPE 230 PS04
230Wp
22080 W
1x16 MÓDULOS
1x16 MÓDULOS
1x16 MÓDULOS
1x16mm2 RZ1-K1x16mm2 RZ1-K
5G16mm2 RZ1-K
5G25mm2 RZ1-K
Seccionador4x63A
Cuadro protecciones alterna
Cuadro protecciones continuaCuadro protecciones continua
20000 W
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INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS
Instalación estructura
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INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS
Instalación estructura
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INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS
Instalación estructura
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INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS
Instalación estructura
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INSTALACIONES FOTOVOLTAICAS
Instalación estructura
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Instalaciones fotovoltaicas
Colocación módulos fotovoltaicos
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Instalaciones fotovoltaicas
Colocación módulos fotovoltaicos
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Instalaciones fotovoltaicas
Instalación eléctricaCanalizacionesCableado continua, conectores universalesArmario de protecciones de continuaPuesta a tierra de estructura metálica, aparatos eléctricosInversoresArmario de protección de alternaCableadoPeriféricos y opcionales: Analizador solar, sonda temperatura, sensor de irradiación….Armario contadorPunto de entronque
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Instalaciones fotovoltaicas
Instalación eléctrica
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Instalaciones fotovoltaicas
Instalación eléctrica
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Instalaciones fotovoltaicas
Telegestión y visualización
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Instalaciones fotovoltaicas
Telegestión y visualización
• Tarjetas de comunicación• Inversores
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Instalaciones fotovoltaicas
Telegestión y visualización
• Tarjetas de comunicación• Cajas de concentración
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Instalaciones fotovoltaicas
Telegestión y visualización
• Software
• Configuración• Monitorización
• Potencia• Energía acumulada• Irradiancia• Temperaturas• Velocidad
• Históricos• Alarmas
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Instalaciones fotovoltaicas
Legalización• Organismo de control• Tramitación en Industria: Obtención de acreditación de puesta en
servicio• Contrato con compañía suministradora• Instalación Contador eléctrico• Documentación
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Instalaciones fotovoltaicas
Mantenimiento• Plan de vigilancia
• Operaciones que permiten asegurar que los valores de funcionamiento son los correctos.
• Plan de mantenimiento preventivo• Operaciones de inspección visual y verificación de actuaciones• Realizado por empresa autorizada y personal competente• Libro de mantenimiento• Deberá incluir operaciones de mantenimiento y sustitución de
elementos fungibles• Incluirá al menos una revisión semestral con las siguientes
actividades:• Comprobación de las protecciones eléctricas• Comprobación del estado de los módulos• Comprobación del estado del inversor• Comprobación estado mecánico de cables y terminales
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Instalaciones térmicas
Partes de una instalación térmica:• Replanteo• Circuito primario• Circuito secundario• Instalación eléctrica de protección y control• Puesta en marcha
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Instalaciones térmicas
ReplanteoEstudio circuito primario: garantizar máxima eficacia panelesEstudio recorrido tuberíasEliminación “puntos altos”Estudio ubicación elementos sistema: vaso de expansión, sistema de llenado, bombas circuito primario, elementos de control, intercambiador….Estudio ubicación cuadro de fuerza y control
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Instalaciones térmicas
Circuito primarioUbicación y colocación de estructura: estudio de anclajes,
sombreado, orientación, inclinaciónColocación paneles térmicos: conexionado entre paneles
Estudio longitud máxima de tubería, instalación dilatadores térmicosSujeción y pasos de tuberíaColocación de aerotermo (opcional) Estudio elementos mecánicos: válvulas de corte, purgadores, válvulas antirretorno, válvulas equilibrado, manómetros, termómetros, válvula de seguridad.Instalación elementos de control: sondas, válvulas motorizadasInstalación elementos sistema primario: vaso de expansión, sistema de llenado
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Instalaciones térmicas
M
IMPULSIÓN Y RETORNO BAJAN A SALA HIDRÁULICA EN SOTANO 2
ESPACIO PARA PANELES FOTOVOLTAICOS
DILATADOR INTERNO
60 PANELES TÉRMICOSmarca SCHUCO, modelo U.5.
TT
P P
P
P
P
P
P P
P
P
P
P
IMPULSIÓN
Cu. Ø 20/22
Cu. Ø 26/28
Cu. Ø 26/28
Cu. Ø 33/35
Cu. Ø 40/42
Cu. Ø 26/28
Cu. Ø 33/35
Cu. Ø 26/28
Cu. Ø 20/22
Cu. Ø 26/28
Cu. Ø 26/28
Cu. Ø 33/35
Cu. Ø 20/22
RETORNO
Cu. Ø 20/22
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Instalaciones térmicas
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Instalaciones térmicas
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Instalaciones térmicas
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Instalaciones térmicas
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Instalaciones térmicas
X_5=X_8
X_7
X_10
X_6
X_9
X_4
PVC 42mm2B
B
A
AB
A
AB
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Instalaciones térmicas
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Instalaciones térmicas
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Instalaciones térmicas
Circuito Secundario
Tipos de instalaciones1. ACS Centralizada: Instalaciones pequeñas
Sistemas sencillosPerfiles de consumo variableCálculo energético muy básico
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Instalaciones térmicasCircuito Secundario
Tipos de instalaciones2. ACS Centralizada: Instalaciones medianas – grandes
Cálculos energéticos complejosSeguridad sanitaria. Instalaciones en lugares públicosDepósito de inercia
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Instalaciones térmicas
Circuito Secundario
Tipos de instalaciones3. ACS y climatización de piscina
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Instalaciones térmicas
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Instalaciones térmicas
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Instalaciones térmicas
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Instalaciones térmicas
RD 865/2003
Cuando se utilice un sistema de aprovechamiento térmico en el que se disponga de un acumulador conteniendo agua que va a ser consumida y en el que no se asegure de forma continua una temperatura próxima a 60ºC, se garantizará posteriormente, que se alcance una temperatura de 60ºC en otro acumulador final antes de la distribución hacia el consumo.
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Instalaciones térmicas
Instalación eléctrica de protección y controlElementos:
Protección y fuerza: Interruptores automáticos, diferenciales, contactores, selectores, guardamotores, variadores de velocidad,etc..Control: Autómata
Señales de entrada: Sondas de Tª, presostatos, estado válvulas motorizadas, contadores de calorías, estado de las bombasSeñales de salida: Actuadores en válvulas motorizadas, actuadores en bombas, conexión con PC de telegestión
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Instalaciones térmicas
Telegestión
Conexionado autómata con PC usuarioInstalación SCADA
Pantalla graficaPantalla de datosPantalla de alarmasHistóricos acumuladosPantalla de configuración del sistema
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Instalaciones térmicas
Puesta en marcha1. Comprobación de estanqueidad del campo captador2. Tarado del vaso de expansión3. Limpieza de instalación con agua para posterior llenado con
fluido caloportador4. Comprobación de estanqueidad del total de la instalación con
fluido caloportador5. Purgado de la instalación6. Ajustado de presión de la instalación7. Ajustado de caudal específico recomendado por el fabricante
del captador8. Asegurarse del correcto funcionamiento de toda la instalación
antes de darla por finalizada
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Instalaciones térmicasMantenimientoo Plan de Vigilancia
Operaciones que permiten asegurar que los valores operacionales de la instalación sean correctos.
o Plan de MantenimientoSon operaciones de inspección visual, verificación de actuaciones y otros, que aplicados a la instalación deben permitir mantener dentro de límites aceptables las condiciones de funcionamiento, prestaciones, protección y durabilidad de la instalación.El mantenimiento implicará, como mínimo, una revisión anual de la instalación para instalaciones con superficie de captación inferior a 20 m2 y una revisión cada seis meses para instalaciones con superficie de captación superior a 20 m2.El plan de mantenimiento debe realizarse por personal técnico competente que conozca la tecnología solar térmica y las instalaciones mecánicas en general. La instalación tendrá un libro de mantenimiento en el que se reflejen todas las operaciones realizadas así como el mantenimiento correctivo.El mantenimiento ha de incluir todas las operaciones de mantenimiento y sustitución de elementos fungibles ó desgastados por el uso, necesarias para asegurar que el sistema funcione correctamente durante su vida útil.
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Ruegos y preguntas
Agradecemos vuestra asistencia y atención