PROCESO DE LICITACIÓN PÚBLICA INTERNACIONAL UP-LPI-02/2012

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UP-LPI-02/2012 SUPERESTRUCTURA DEL CENTRO FORMACIÓN DOCENTE - Página 1 de 15

PROGRAMA DE APOYO AL CENTRO DE ACCIÓN SOCIAL POR LA MÚSICA

FASE II

CONTRATO DE PRESTAMO BID 1869/OC-VE

PROCESO DE LICITACIÓN PÚBLICA INTERNACIONAL

UP-LPI-02/2012

SUPERESTRUCTURA DEL CENTRO DE FORMACION DOCENTE DEL

SISTEMA NACIONAL DE LAS ORQUESTAS Y COROS JUVENILES E

INFANTILES DE VENEZUELA

MEMORIA SISTEMA PUESTA A TIERRA

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SUPERESTRUCTURA DEL CENTRO DE FORMACIÓN DOCENTE DEL SISTEMA NACIONAL DE

LAS ORQUESTAS JUVENILES E INFANTILES DE VEENZUELA

MEMORIA SISTEMA PUESTA A TIERRA

INDICE

I. ALCANCE DEL PROYECTO………..

3

II. MEMORIA DE CALCULOS………

3

III. NORMAS APLICABLES………

11

IV. ESPECIFICACIONES CONSTRUCTIVAS Y DE MATERIALES………..

12

V. ALCANCE, MEDICION Y FORMA DE PAGO………

14

VI. COMPUTOS DE OBRA ………

14

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I. ALCANCE DEL PROYECTO

El Proyecto del Sistema de Puesta a Tierra comprende los siguientes subsistemas:

• Subsistema de Puesta a tierra malla general de seguridad

• Subsistema de Puesta a Tierra de Comunicaciones, música y video, (Equipo Sensible) • Subsistema de Protección Contra Descargas Atmosféricas

En el presente documento se describe la topología de diseño adoptado para el sistema de electrodos de puesta a tierra y del sistema de protección contra descargas atmosféricas asociado al edificio Centro de Formación Docente , las bases y criterios de diseño.

El Fase Constructiva I del centro de Formación Docente, se construyó el anillo del Sistema de Puesta a Tierra, sin embargo se incluye en esta Memoria los criterios de Diseño adoptados.

II. MEMORIA DE CÁLCULOS

El subsistema de malla general de seguridad consiste en un arreglo de electrodos horizontales, dispuesto en forma de malla reticulada en el perímetro interno de las fundaciones del edificio, en el nivel Sótano 4. Todos los conductores y derivaciones son unidos con soldadura exotérmica.

El subsistema de puesta a tierra para comunicación, música y video, está dedicado para equipos sensibles. Se prevee que opere interconectado a la malla general de seguridad en la base del edificio mediante una única unión conformada por conductor de cobre desnudo, sólidamente unida, mediante el uso de soldadura exotérmica.

El subsistema de puesta a tierra para protección contra descargas eléctricas atmosféricas será el elemento de dispersión al suelo, de las corrientes de rayo. Al igual que el sistema anterior está prevista su interconexión a la malla general en la base del edificio mediante soldadura exotérmica.

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El sistema de terminales aéreos que conforman el elemento de captación de la descarga será interconectado con el distribuido desde el techo del edificio, mediante conductores bajantes debidamente colocados hasta la base de la malla general del edificio.

El diseño, tanto del sistema de puesta a tierra como el de protección contra descargas eléctricas atmosféricas, está basado en los siguientes aspectos:

• Seguridad para las instalaciones y personas que operan el sistema o están en contacto con instalaciones eléctricas del edificio.

• Simplicidad de Instalación • Facilidad de mantenimiento.

• Normalización de equipos y materiales

El cableado de las instalaciones y la conexión a tierra de los sistemas eléctricos son en gran parte la fuente de los problemas de calidad de energía. El mayor número de problemas se presenta en el cableado y conexión a tierra de los alimentadores y los circuitos ramales que sirven las cargas críticas. Por esta razón el diseño de la red de tierra considera mecanismos de interconexión entre los distintos subsistemas fundamentado en lo recomendado en el documento EEE std 1100-2005, Recomended Practice for Powering and Grounding Electronic Equipment, la cual define los elementos necesarios para implantar, evaluar y proceder a mejorar un sistema de puesta tierra de tipo equipotencial el cual por definición, interrelaciona sistemas de puesta a tierra asociados a sistemas eléctricos de potencia y sistemas de puesta a tierra que sirven a sistemas electrónicos sensibles.

Así mismo el diseño que se presenta supera los requerimientos sobre puesta a tierra y protección contra descargas eléctricas atmosféricas establecidos en la edición más reciente del Código Eléctrico Nacional, norma venezolana FONDONORMA 200, sección 250.

En general, se conectaran al sistema de puesta a tierra:

• Todos los equipos que contienen dispositivos eléctricos.

• Las partes metálicas que no transportan corriente, pero que tengan montados componentes eléctricos.

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• Las partes metalizas de equipos fijos no destinados a transportar corriente y que tengan probabilidades de entrar en contacto con partes activas bajo tensión, en condiciones anormales, tales como tanques, tuberías y estructuras metálicas.

Los métodos de conexión a tierra para equipos y dispositivos de control digital y para instrumentación, cumplirán con los requerimientos específicos de cada equipo en particular y con los criterios normativos requeridos por el CEN en su sección 250, así como las prácticas recomendadas IEEE- 142 e IEEE- 1100.

De manera específica, el diseño y la construcción del sistema deben cumplir los siguientes aspectos:

• Asegurar la integridad del cableado de puesta a tierra en instalaciones y equipos. Todos los conductores deben estar canalizados de forma directa y correcta sobre los equipos sin empalmes ni obstrucciones de ningún tipo.

• Las conexiones se deben realizar de forma rígida, para que las vibraciones externas y propias del equipo no aflojen los conductores provocando la separación de los mismos, desconectando el sistema de puesta a tierra.

• Los terminales y derivaciones de conductores deben ser a prueba de oxidación, principalmente los que se encuentran a la intemperie. Además, deben ser conectados en lugares fijos por medio de soldaduras exotérmicas (uniones subterráneas), a compresión o empernadas (a la vista). Los conductores serán unidos a las estructuras y equipos mediante conectores terminales de ojal (no serán aceptados conectores del tipo horquilla) o del tipo paleta sujetos con tornillería aprobada para tal uso. El terminal de conductor será de construid de material resistente a la corrosión y que impida la creación de celdas de corrosión galvánica, tales como terminales de acero inoxidable, galvanizado en caliente o de bronce, según aplique.

• La configuración del sistema de tierra debe limitar de la mejor manera posible la formación de los llamados lazos de ruido. Para ello el conductor de puesta a tierra de tableros y subtableros será conformado por conductor de cobre revestido con aislamiento, color verde (Cable).

• La derivación de puesta a tierra para equipos será cableado en forma individual desde la barra de tierra del tablero de fuerza. Para el caso de equipos dispuestos en forma lejana o equipos de gran tamaño, la disposición del cableado de tierra se puede realizar en forma continua a través de un único conductor el cual, sin ser interrumpido, dispondrá de conexiones de derivación construidas mediante uniones apernadas o a compresión de forma tal que se genere una derivación (taps) para cada equipo, esto previendo la movilización y desconexión de alguno. Tal como se especifica en la sección 250 del Código Eléctrico Nacional.

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• El sistema será diseñado considerando dejar puntos de acceso para mediciones y comprobaciones de inspección (Pozos de prueba).

Los parámetros mínimos a considerar para el dimensionamiento y cálculo de la malla de puesta a tierra serán:

• Resistividad del suelo.

• Corriente de falla a tierra inyectada al suelo. • Tiempo de Duración de la falla.

• El tiempo máximo de despeje de la falla (actuación de protecciones) se asume en 0,5 segundos.

El diseño del sistema se ha desarrollado tomando como bases de diseño los datos suministrados por la Fundación Musical Simón Bolívar, los cuales consisten en:

• Valor de cortocircuito trifásico simétrico: 14,46 kA rms. • Valor de cortocircuito monofásico simétrico: 7,94 kA rms.

• Valores de resistividad de terreno determinados según datos mostrados en Informe Técnico – Medición de Resistividad del Terreno, Julio 2010.

Adicionalmente el diseño asume que la red de la empresa Electricidad de Caracas (EdC) dispone de neutro corrido, conectado a tierra, lo cual determina un factor divisor de corriente de falla a tierra del 80%. Esto significa que el 80% de la corriente de falla tierra tiene un retorno metálico a su fuente y solo el 20% de la corriente será inyectada al suelo y en consecuencia será ese el porcentaje de corriente que produce elevación de potencial en el suelo.

La topología de la malla de seguridad consiste en un arreglo tres retículas de 25 x 20 metros cada una, para alcanzar un arreglo rectangular de 75 x 20 metros, construido por conductor de cobre, desnudo, trenzado, sección 70 mm2 (2/0 AWG), dispuesto directamente enterrado en el suelo del perímetro interno de la fundación del edificio, en el nivel del sótano 4, a una profundidad de 0,5 metros. El nivel sótano 4 se localiza a una profundidad de 16,12 m. medidos desde el nivel 0 (nivel de calle) del edificio.

El anillo de tierra tiene forma reticulada rectangular y dimensiones de 75 x 20 metros, para una longitud total de 230 metros de conductor de cobre desnudo.

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Electrodo Horizontal, Cobre Desnudo, 70 mm2. Profundidad de Instalación 0,5 metros

75 Metros 2 0 M e tr o s

25 Metros 25 Metros 25 Metros

LEYENDA LEYENDA

CENTRO DE FORMACI

CENTRO DE FORMACIÓÓN DOCENTE N DOCENTE

--NIVEL SNIVEL SÓÓTANO 4 TANO 4 -

-Electrodo Horizontal, Cobre Desnudo, 70 mm2. Profundidad de Instalación 0,5 metros

75 Metros 2 0 M e tr o s

25 Metros 25 Metros 25 Metros 75 Metros 2 0 M e tr o s

25 Metros 25 Metros 25 Metros

LEYENDA LEYENDA

CENTRO DE FORMACI

CENTRO DE FORMACIÓÓN DOCENTE N DOCENTE

--NIVEL SNIVEL SÓÓTANO 4 TANO 4 -

-ARREGLO GENERAL DEL SISTEMA DE TIERRA DEL EDIFICIO DEL CFD

INTERCONEXIÓN DE MALLA GENERAL CON RED DE TIERRA DE CORPOELEC- EDC.

La malla general de tierra será interconectada con el neutro del sistema eléctrico de potencia en un único punto ubicado en tablero principal de baja tensión del edificio. En este tablero será instalado un puente de unión entre las barras de neutro y de tierra.

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La interconexión del sistema de tierra de CORPOELEC –EdC con la malla de tierra general del edifico será efectuada mediante un cable de sección 70 mm2 (calibre 2/0 AWG), aislamiento THHN, color verde el cual será tendido desde la malla general de seguridad hasta la barra de tierra del tablero principal de baja tensión del edificio, tal como se muestra en la sección 10, figura 2. En este tablero

Se aclara que será tendido un cable para el tablero principal de 480 Vac y otro para el tablero principal de 208 Vac.

INTERCONEXIÓN DE TIERRA DE ESTRUCTURA DEL EDIFICIO

El cuerpo metálico estructural del edificio Centro de Formación Docente está previsto que se conecte a la red de tierra de seguridad. La interconexión será efectuada mediante catorce (14) derivaciones distribuidas en forma en uniforme a lo largo del perímetro de las fundaciones del edificio, en el nivel sótano 4.

Cada interconexión será realizadas mediante conductor desnudo sección 70 mm2 (calibre 2/0AWG) usando como elemento de fijación uniones exotérmicas, tanto en el cuerpo estructural del edificio como en el conductor que conforma el anillo de la red de tierra se seguridad general.

SISTEMA DE TIERRA DE SISTEMA DE FUERZA DEL EDIFICIO (SUBTABLEROS PRINCIPALES)

Partiendo desde la barra de tierra del tablero principal del edificio, ubicado en el nivel sótano 1, será tendido un cable de tierra, sección 70 mm2 (calibre 2/0 AWG), aislamiento THHN, color verde el cual será conectado a la barra de tierra del subtablero principal ubicado en cada nivel de pisos del edificio Centro de Formación Docente, incluyendo los sótanos.

Se debe tener especial cuidado de no efectuar interconexión entre barra de neutro y barra de tierra en cada subtablero de piso ya que esta acción viola disposiciones del código eléctrico nacional, sección 250.

Se aclara que la derivación a tierra para los equipos y servicios eléctricos en cada piso está fuera del alcance del trabajo bajo responsabilidad de ABPI, sin embargo para asegurar la integridad operacional y la limitación en la creación de lazos de ruido, se recomienda al tercero que ejecute la conexión a tierra de equipos efectuar el cableado de la misma evitando el uso de conductores desnudos. Las derivaciones a tierra para equipos deben ser efectuadas mediante el uso de cables, aislamiento THHN, color verde de la sección adecuada, dimensionado de acuerdo al calibre del conductor activo de acometida, según lo establece el Código Eléctrico Nacional, (Fondonorma 200, año 2002), sección 250, tabla 250.66.

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ESQUEMA DE CONEXIÓN A TIERRA DE SISTEMAS SENSIBLES DEL EDIFICIO

Basado en el esquema general mostrado anteriormente, el arreglo de tierra asociado a los sistemas sensibles (Data, voz, sonido y comunicaciones) está previsto ser implementado mediante la siguiente topología:

Sistema de cableado radial y uso de barras colectoras de tierra instaladas sobre aisladores y dispuestas en puntos claves del edificio.

La barra colectora maestra del cableado del sistema de tierra sensible (Main MGB) ha sido especificada de material cobre estañado y dimensiones: ancho 101,6 mm (4”) x espesor 6,35 mm (1/4”) x longitud 508 mm (20”). Esta barra será instalada en la sala de data del nivel sótano 4

Las barras colectoras secundarias del cableado de tierra sensibles serán localizadas en el área del cuarto de data de cada nivel de piso del edificio, incluyendo los sótanos. El montaje de cada barra secundaria está previsto efectuarse sobre aisladores. Las dimensiones de estas barras son Ancho 101,6 mm (4”) x espesor 6,35 mm (1/4”) x longitud 254 mm (10”) y el material que la conforma ha sido especificado de cobre estañado.

Interconexión del sistema de tierras sensibles con la malla general de seguridad en un único punto a partir de la barra colectora maestra (Main MGB) dispuesta en el nivel sótano 4 del edificio.

La interconexión entre el sistema de tierra sensibles y la red general de tierra del edifico será efectuada mediante un único cable de sección 70 mm2 (calibre 2/0 AWG), aislamiento THHN, 90ºC, color verde. La unión del cable de interconexión al anillo general de tierra será mediante conexión exotérmica. La unión del mismo cable a la barra colectora maestra de tierra (Main MGB) será efectuada en forma apernada, asegurando que el cable sea provisto con terminal de cobre estañado, tipo compresión, un hueco, como elemento de fijación del cable a la barra.

Disposición de cable de tierra instalado en forma radial para cada piso:

Será tendido un cable, dispuesto en forma radial entre la barra maestra (Main MGB) del sótano 4 y cada barra colectora ubicada en el cuarto de data de cada piso. El cable será de sección 70 mm2 (calibre 2/0 AWG), aislamiento THHN, 90 ºC, color verde.

La derivación a tierra específica para los equipos y servicios sensibles, tales como voz, data y video eléctricos en cada piso del edificio, para asegurar la integridad operacional y limitar la creación de lazos de ruido, se

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recomienda que se ejecute la conexión a tierra de equipos y efectuar el cableado de la misma evitando el uso de conductores desnudos.

Las derivaciones a tierra para equipos deben ser efectuadas mediante el uso de cables, aislamiento THHN, color verde, de la sección adecuada que determine una mínima caída de tensión entre la barra colectora y el equipo servido. El cableado debe ser dedicado, tendido en forma radial desde la barra colectora hasta el equipo servido. Debe evitarse las interconexiones de tierra en cascada entre equipos.

SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

El sistema de protección contra descargas atmosféricas del edificio consiste en un sistema de terminales aéreos, basado en tecnología convencional de puntas Franklin, soportado por la norma NFPA 780, año 2011. El sistema está constituido por los siguientes componentes:

• 42 terminales aéreos de cobre, tipo punta Franklin, punta redondeada, longitud 610 mm (24”), dispuestos en bases roscadas ubicadas en el nivel techo del edificio.

• Interconexión entre los terminales aéreos y el sistema de bajantes. La interconexión es efectuada a través de conductor cilíndrico, cobre trenzado, sección 70 mm2 (calibre 2/0 AWG). • 08 bajantes mixtos, dispuestos tal como se muestra en los planos de Planta del Sistema de

Puesta a Tierra y Protección Contra Descarga Atmosféricas del Centro de Formación Docente. Plano de Corte Longitudinal del Sistema de Puesta a Tierra y Protección Contra Descarga Atmosféricas.

Debido a la altura del edifico (32 metros desde el nivel PB hasta el techo) y 53 metros medidos desde el sótano 4, se hace necesario instalar bajantes que, ante presencia de ondas tipo impulso, limiten el efecto transitorio de la reactancia inductiva. Para tomar en cuanta esta situación cada bajante ha sido conformado por dos tramos de conductor. Una primera sección, prevista para instalarse entre el techo y el nivel PB (≈ 32 metros de longitud), está conformada por un conductor tipo pletina de cobre de espesor 6,25 mm (1/4”) x ancho 25,4 mm (1”). Un segundo tramo, instalado entre el nivel PB y el sótano 4 está constituido por conductor cilíndrico, cobre trenzado, sección 70 mm2 (calibre 2/0 AWG).

• Conexión, mediante uniones exotérmicas, del sistema de bajantes al anillo que conforma el sistema de puesta a tierra, ubicado en el nivel sótano 4.El diseño solo incluye sistema de captación exterior. No se considera diseño de sistema de protección interno mediante aplicaciones de dispositivos antisurge.

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Tabla 5. Condiciones Ambiéntales Temperatura Máxima (ºC) 30

Temperatura Mínima (ºC) 19

Temperatura Promedio (ºC) 24,5

Humedad Relativa Promedio

(%) 89

Velocidad del Viento (km/h) SE 3

Precipitación Promedio Anual

(mm) 919,56

Zona Sísmica 5

Fuente: http://www.tutiempo.net/clima/Caracas_La_Carlota/804160.htm

III. NORMAS APLICABLES

Normas Nacionales

FONDONORMA 200 Código Eléctrico Nacional (CEN), año 2004.

Normas Internacionales

IEEE 142 – 2007 “Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems”

IEEE 1100-2005 Powering and Grounding Electronic Equipment

NFPA 780, año 2011- Standard for the Installation of Lightning Protection Systems

El sistema de unidades aplicable será el internacional (SI). En la tabla 1, se presentan las variables y unidades más comunes de la disciplina electricidad:

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Tabla 1. Unidades de medición

Variable Unidades del sistema ingles

Unidades del Sistema Internacional

Voltaje Voltio (V)

Corriente Ampere (A)

Potencia Caballos de fuerza (HP) Watt (W)

Potencia aparente Voltioampere (VA)

Corriente de Cortocircuito Kiloampere (kAcc)

IV. ESPECIFICACIONES CONSTRUCTIVAS Y DE MATERIALES

Topología de la Red Principal de Tierra

La red de tierra consistirá en un lazo troncal subterráneo con conductor de cobre, desnudo, trenzado, sección 70 mm2 (2/0 AWG) o mayor, según se determine en la memoria de cálculo, dispuesto en el perímetro interno de la fundación del edificio, en el nivel del sótano 04.

El conductor troncal de la red de puesta a tierra deberá ser enterrado, en forma horizontal, a una profundidad no mayor de 0,5 metros.

A partir del conductor trocal será derivado un conductor de sección 70 mm2 (calibre 2/0 AWG) el cual será tendido desde la red de tierra troncal, ubicada en el nivel del sótano 4, hasta la barra de tierra del o los tablero(s) principal(s) de baja tensión del edificio. En cada tablero principal se efectuará interconexión de la red de tierra local con el cable de neutro de la CORPOELEC - Electricidad de Caracas.

Partiendo desde la barra de tierra de cada tablero principal se dispondrá el tendido en forma radial de tierra corrida, conformado por un cable de sección 70 mm2 (Calibre 2/0 AWG) para la conexión de la barra de tierra de sub tableros de alimentación ubicados en cada nivel de sótanos y pisos del edificio. Para la interconexión de los equipos eléctricos, equipos sensibles y la estructura del edificio, el proyecto dejará definida la instalación de una barra de distribución de tierra del tipo MGB (Master Ground Bus), instalada sobre aisladores poliméricos, adosados estos a la pared de mampostería de cada cuarto de tableros eléctricos principales en cada piso.

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Criterios específicos del Sistema de Puesta a Tierra

Los criterios indicados a continuación comprenden las consideraciones aplicables para el diseño del sistema de puesta a tierra, electricidad estática, seguridad del personal y de los equipos en general: • Limitación de la resistencia de puesta a tierra y los voltajes de toque y de paso a valores tolerables, para protección del personal. Estas verificaciones se efectuaran mediante las

aplicaciones de cálculo basados en normas como IEEE-142 y elementos finitos. Las validaciones de potenciales del suelo, bajo la técnica de elementos finitos, será efectuada con el software ETAP 4.0, módulo de puesta a tierra.

• Proveer un camino de baja resistencia para corrientes de fallas a tierra y descargas eléctricas.

• Facilitar la actuación de los dispositivos de protección contra fallas a tierra.

• Reducir el efecto de interferencia en sistemas de comunicación y/o instrumentación. • Protección de equipos y sistemas eléctricos.

SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

El diseño del sistema de protección contra descargas atmosféricas del edificio consistirá en sistema de terminales aéreos, basado en tecnología convencional de puntas Franklin, soportado por la norma NFPA 780 y se seguirán los siguientes parámetros, como mínimo, en lo relativo a materiales y disposición de componentes:

• Los conductores serán de cobre desnudo, trenzado, clase B, sección 70 mm2 (calibre 2/0 AWG) para conductores principales y bajantes.

• Se utilizará soldadura exotérmica entre las barras de puesta a tierra y los conductores bajantes y entre estos y el conductor principal.

• Los bajantes del sistema de pararrayos serán conectados, en forma equipotencial al anillo de tierra del edificio localizado a nivel de las fundaciones en el sótano 4.

Todas las partes de las edificaciones que sean factibles de ser dañadas por alguna descarga atmosférica serán provistas de un sistema de protección contra descargas.

Se usarán terminales tipo punta franklin (Pararrayos) para edificaciones y estructuras metálicas que tienen espesores menores a 4.8 mm. Para estructuras de mayor espesor, solo se requiere de una conexión directa al sistema de tierra en dos puntos como mínimo. La ubicación de las puntas será determinada mediante el método de la esfera rodante con radio de 45 metros, según lo define la sección 3.11 de la norma NFPA 780. La localización en sitio de capa terminal franklin será mostrada los planos del producto 2. Durante la fase de

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instalación se debe respetar la ubicación de cada punta franklin, ya que de su localización exacta, tal como lo indican los planos depende la efectividad de la protección que brinda el sistema.

Los bajantes de los pararrayos serán conductores de cobre trenzado, cuya trayectoria será la más corta posible, instalados de manera que no hayan cambios bruscos de dirección en su recorrido.

V. ALCANCE, MEDICION Y FORMA DE PAGO

Ver anexo 1 – Memoria Puesta a Tierra

VI. COMPUTOS DE OBRA

www.fundamusical.org.ve/contrataciones/Proceso de Licitación Pública Internacional Nº

UP-LPI-02/2012/Documentos de Licitación/Requisitos de las Obras/Cómputos de Obra.

VII. LISTA DE PLANOS

CODIGO

CONTENIDO

PT01 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Y PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS -

SÓTANO 4

SÓTANO 3

SÓTANO 2

SÓTANO 1

PLANTA BAJA

PISO 1

PISO 2

PISO 3

PISO 4

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CODIGO

CONTENIDO

PISO 6

PISO 7

PISO 8

PLANTA TECHO

CORTE TRANSVERSAL

CORTE LONGITUDINAL