TRASDOS INTRADOS CORONACIÓN.. TEMA PÁGINA CONCEPTO. 1 FACTORES QUE INTERVIENEN2 a 10 TIPOS.11...

TRASDOS

INTRADOS

CORONACIÓN.

TEMA PÁGINA

• CONCEPTO. 1

• FACTORES QUE INTERVIENEN 2 a 10

• TIPOS. 11

• MATERIALES. 12 a 14

• SISTEMAS CONTRUCTIVOS. 15, 16

• PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO. 17

• ENSAMBLE DE PIEZAS. 18, 19

• MURO CONTENCIÓN. (K PC) 20, 21

• RECOMENDACIONES. 22, 23

• NORMAS TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS. 24, 25

• APLICACIONES. 26 a 36

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD “ TECAMACHALCO ”

NOVIEMBRE- 03

Los muros de contención son obras destinadas a detener el empuje de tierras en general. En particular pueden detener granos, agua, etc. A los muros que se construyen para impedir el paso del agua se les llama “ CORTINAS O DIQUES ”

En la construcción de edificios ó puentes es necesario contener la tierra en una posición muy próxima a la vertical; siempre que se requieran rellenos y terraplenes existe la necesidad de proyectar, muros de contención. Así como en edificios con sótanos estos muros son indispensables.


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TRASDOS

INTRADOS

CORONACIÓN.

1

Las fuerza verticales debidas al peso de los materiales, normalmente no presentan mayor problema en lo que respecta a los muros de contención. Pero las fuerzas horizontales debidas al material retenido son las que presentan los mayores problemas.

Si construimos una caja que contenga una pared que se pueda deslizar tal como se ve en la figura 1 y la llenamos de arena al dejar libre la pared, la arena se desplazará a lo largo de un plano de fractura y formará un TALUD tal como se ve en la figura 2.

FIGURA 1 FIGURA 2


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FIGURA 1

PARED DESLIZABLE

arena

FIGURA 2

m

2

El ángulo formado por la superficie libre de la arena y la horizontal se le llama ÁNGULO DE REPOSO Ó DE TALUD NORMAL DEL MATERIAL. Los distintos materiales muestran amplia variación de los taludes de reposo. Además el contenido de humedad del material es factor importante con respecto al ángulo de reposo.

Si el contenido de humedad en la arena de la figura 1 fuese el valor óptimo, el material podría permanecer vertical por corto tiempo.

Los materiales granulares ( arenas y gravas) se comportan de manera diferente a los materiales cohesivos como la arcilla, cuando son retenidos en alguna forma. Los materiales en que se combinan los dos tipos de suelo actúan en forma similar al material predominante.

Como los porcentajes de valores cohesivos y no cohesivos varían en la naturaleza, hay que recurrir a los laboratorios de mecánica de suelos para determinar a ciencia cierta las propiedades de los suelos en su estado natural. Los empujes o presiones en los muros de contención dependerá del tipo de material a contener y la altura del muro.

Si se trata de agua la presión en cualquier punto será igual a la altura por el peso volumétrico del agua. Cuando se trata de sólidos granulados la experiencia ha demostrado que puedan cálculos de COULOMB y FRANKINE. El ángulo de fricción interna que se usa con éstas teorías, se ha obtenido experimentalmente en laboratorios ó puede obtenerse en forma aproximada de acuerdo a la experiencia.


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VALORES DE EMPUJE Y PRESIONES PARA MUROS Y RELLENOS.

P

E

Línea de presiones

H

H3

P = &h tan ² (45°- ø ) 2

P = &H tan ² (45°- ø ) 2

P = &h Cos ² ø

P = &H Cos ² ø 2

P

E

P

E

H

H3

h

h

h

Línea de presiones

Línea de presiones

P = 1 &h 7.5 tan² ø

P = 1 &H² 15 tan² ø

DE DONDE:

&= Peso volumétrico del material.Ø = Ángulo de reposo

H

H3


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P

E

h1

h

d

P2

P1= h1&tan ² ( 45° - ø )

P2= (h1+ h)& tan ² (45° - ø )

d = 1/3 h 3h1+ h

E = ½ &h ( h + 2h1) tan ² ( 45 - ø )

2

2

2 h1 + h

2

P = ( 1 + 4.5 A )& h + tan ² ( 45° - ø )

E = ( 1 + 4.5 A )&H ² + tan ² ( 45° - ø )

2

2

H

H/3E

hSOBRE CARGA

A= SOBRE CARGA

H² Cot ø

H² Cot ø


VALORES DE EMPUJE Y PRESIONES PARA MUROS Y RELLENOS.

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MATERIAL PESO VOL.(Kg./m3) ÁNGULO

Limo seco 1500 43°

Limo mojado 1900 22°-30°

Arcilla seca 1500-1600 40°-50°

Arcilla mojada 1900-2000 20°-25°

Tierra arcillosa seca 1600 45°

Tierra arcillosa mojada 2000 20°-25°

Arena fina seca 1600 35°

PESOS VOLUMÉTRICOS Y TALUDES NATURALES.


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Arena y gravilla mojada 1900-2000 25°

Gravilla 1850 25°

Escombros mojados 1800 30°

Tierra vegetal seca 1400 40°

Tierra vegetal húmeda 1500-1600 45°

Tierra vegetal mojada 1800 30°-35°

Hulla 800-900 45°


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Coque 600 45°

Mineral cobre 1800 45°

Sal 1250 40°

Cemento 1400 20°-40°

Trigo 800 25°

Malta 500 22°

Maíz 700 27°


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Cebada 650 26°

Avena 450 28°

Agua 1000 0°


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1. Peso propio del muro

2. Presión del relleno contra el respaldo del muro

3. La componente normal de las presiones en la cimentación

4. La componente horizontal de las presiones en la cimentación

5. La presión de la tierra contra el frente del muro

6. Fuerzas del puente (en el caso de que fuera estribo de puente)

7. Sobrecargas actuales sobre el relleno

8. Fuerzas de filtración y otras provocadas por el agua

9. Las subpresiones

10. La vibración

11. El impacto de fuerzas

12. Los temblores

13. La acción de las heladas

14. Las expansiones debidas a cambios de humedad en el relleno

FUERZAS PARA CALCULAR UN MURO DE CONTENCIÓN


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CORTINA O DIQUE.

PRESIÓN DE AGUA.

H

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CORONACIÓN.

MURO DE CONTENCIÓN CONVENCIONAL.


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NOTA: Los muros de esta especie, se utilizan en general para soportar el empuje de tierra. Su forma se encuentra en función de los requerimientos del proyecto.

La unidad es el principio fundamental de la mampostería; y por eso le da el nombre del material con el cual está elaborada. Es así como se puede hablar de la inmemorial mampostería de piedra, de la de adobe, arcilla cocida y más recientemente, de la mampostería de concreto, sistema constructivo que llegó a nuestro medio a mediados de la década de los años 50. Por esto es obligante plantear la primera clasificación de la mampostería en función de las unidades que la componen. Cuando se piensa en mampostería de concreto inmediatamente viene a la mente la imagen del bloque de concreto, su unidad por excelencia, con perforaciones verticales para aligerar su peso y permitir el paso del refuerzo vertical cuando se hace mampostería reforzada.

Esta unidad básica ha evolucionado hasta la modulación actual con dimensiones nominales de 40 cm. de largo por 20 de alto y de 10 a 20 de ancho, fabricándose en nuestro medio de 10; 12,5; 15 y 20 cm. de ancho y de 20 y 25 cm. de alto. La variación en el ancho obedece a su capacidad de soporte de carga, en función de su área y de la esbeltez del muro. La variación de la altura ha obedecido a una búsqueda local por economizarse una línea de colocación de bloque y de pega por metro de alto del muro. Esta unidad pasó de tener tres perforaciones a dos, con el fin de que coincidieran más fácilmente las perforaciones cuando se hacen muros trabados y llevan refuerzo. Sin embargo, se pueden diseñar unidades casi sin limitación, variando sus dimensiones, tabiques, etc., para acomodarlas a diversas circunstancias.


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UNIDADES MACIZAS: Las unidades macizas puede decirse que obedecen a un vestigio de las antiguas mamposterías de piedra y arcilla y se producen en dimensiones pequeñas para ser utilizadas, casi siempre, como material para conformar las paredes exteriores en muros dobles o para producir acabados especiales en fachadas. UNIDADES ESPECIALES PARA MUROS. Todo sistema que tenga una unidad módulo, conlleva el desarrollo de unidades derivadas de éste para su complemento y agilidad.

En muros de contención es quizá el campo en el cual se ha dado mayor número de nuevas propuestas. Se tiene el sistema Terrastop (de la PDR de la NCMA), muy semejante al IDR Footer Block y que funciona por llaves de cortante horizontales. Utilizando el mismo sistema de traba horizontal se tiene el sistema Erizo desarrollado por Michael Glickman en Inglaterra, que permite desplazar el muro hacia atrás a medida que va subiendo. Como éstos existen muchos más, unos más apropiados que otros para grandes alturas o cargas, pero todos con la característica de ser unidades de mampostería, apilables y que se pueden producir en el mismo tipo de equipo.


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Bloque Landmark Bloque medio Landmark

Bloques PC ( Productos de concreto)

• MORTEROS.• PIEDRA BRAZA.• REFUERZOS SINTÉTICOS.

Bloque con refuerzo sintético


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El sistema Landmark ofrece una novedosa solución para la construcción de muros de contención. El sistema único de unión mecánica entre el bloque de la cara del muro y el material de refuerzo geosintético, potencia la capacidad del muro para soportar los empujes de las tierras, las sobrecargas y los movimientos sísmicos.

Una barra de bloqueo fabricada con materiales polímeros especiales, encaja y bloquea el material geosintético de refuerzo en un canal especialmente diseñado dentro del bloque. Este sistema de cierre mecánico une el bloque con el material de refuerzo. Las pestañas dispuestas igualmente en el bloque, posibilitan un uniforme ajuste de las filas superiores y aseguran la conexión de los bloques entre sí.

Nunca antes un sistema de muros de contención construido por segmentos había demostrado estos niveles de resistencia con refuerzos de poliéster. El sistema Landmark fue diseñado especialmente para proyectos difíciles, tales como muros de más de 4,5 metros, aplicaciones para tráfico rodado y estructuras ubicadas en regiones con actividad sísmica. El sistema de contención Landmark hace posible soluciones de diseño competitivas y utiliza la metodología de diseño de la AASHTO (American Association of State Highway Transportation Officials) y la NCMA (National Concrete Masonry Association). El sistema ha sido sometido a examen por la HITEC (highway Innovative Technology Evaluation Center

INNOVACIONES.


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La conexión mecánica positiva, asegura que el refuerzo no se saldrá en ningún caso del canal del bloque. Los ensayos demuestran que el sistema de conexión es capaz de soportar cargas un 300% superiores a las fuerzas máximas de diseño de las geomallas de refuerzo. Los resultados mostrados por los ensayos realizados sobre el sistema Landmark demuestran igualmente que la resistencia al vuelco es un 450% mayor que la de un bloque convencional de segmentos para muros de contención. El análisis por elementos finitos realizado sobre la barra de bloqueo confirma su capacidad para soportar las más grandes cargas, incluso bajo condiciones extremas de temperatura.

Esta conexión mecánica positiva, requiere menos capas de material de refuerzo y permite la elección más ajustada del tipo de refuerzo. El resultado es que se precisa menos material reduciéndose así los costes de instalación.

Los elementos Landmark, así como la barra de bloqueo del sistema, son respetuosos con el medio ambiente y responderán adecuadamente en condiciones extremas de calor y frío. El sistema es lo suficientemente flexible como para trabajar con geomallas de poliéster, geotextiles y geotextiles de polipropileno.


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La instalación del sistema Landmark es muy sencilla y no se requieren morteros ni concretos para levantar la pared del muro, ni mano de obra especializada.

El proceso de instalación de forma resumida es el siguiente:

1.- Excavar e instalar bajo la cota del terreno los elementos de cimentación, según los requisitos específicos del proyecto.

2.-Colocar los bloques sobre las unidades de cimentación por hiladas, encajándolos mediante el hueco-pestaña de cada unidad.

3.- Instalar la barra de bloqueo sobre la malla de refuerzo adecuada en las filas que corresponda según el proyecto de construcción del muro.

4.- Seguir las instrucciones tradicionales en relación con el relleno y la compactación antes de colocar la siguiente fila de bloques.


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Colocación del refuerzo geosintético desplegado sobre la parte superior del bloque casi hasta la parte delantera del mismo.

Colocación de la barra de bloqueo dentro del canal de encaje sobre la geomalla y dejando la parte plana de la barra de bloqueo hacia arriba y la arista mas redondeada de la misma hacia el relleno.


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El refuerzo geosintético debe quedar a una distancia no inferior a 25mm de la cara delantera del bloque después de colocar la barra de bloqueo en su lugar.

Colocación de la siguiente fila de bloques, situar y empujar el bloque superior hacia adelante para bloquearlo en el hueco de la fila inferior a través de su pestaña.


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MORTEROS. En los muros de mampostería ejecutada con bloques huecos portantes cerámicos o de hormigón deberán utilizarse morteros que, por lo menos, satisfagan los requisitos establecidos para el tipo I (morteros de resistencia intermedia). Para los muros de mampostería ejecutada con ladrillos cerámicos macizos deberán utilizarse morteros que, por lo menos, satisfagan los requisitos correspondientes al tipo N (morteros de resistencia normal).

MATERIALES COMPONENTES DE LA MAMPOSTERIA• Mampuestos Los mampuestos a utilizar en los muros de mampostería deberán estar limpios, íntegros y sin rajaduras. Los mampuestos cerámicos deberán asentarse en estado de saturación y sin agua libre superficial. Los mampuestos de hormigón deberán asentarse en estado seco. Su edad mínima será de 28 días. • MorterosLa cantidad de agua utilizada para elaborar los distintos tipos de morteros deberá ser tal que permita obtener adecuadas condiciones de consistencia y trabajabilidad.El tiempo de mezclado será, como mínimo, de 3 minutos. El mortero deberá utilizarse antes de transcurridas dos horas y media contadas a partir del momento de su elaboración.


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Si se comprueba que ha comenzado el proceso de endurecimiento, el mortero podrá remezclarse agregándole agua hasta que adquiera su consistencia inicial. El agua utilizada para la elaboración de los morteros deberá estar limpia y exenta de impurezas disueltas o en suspensión. Se utilizará, como agregado inerte, arena natural exenta de materias orgánicas. Especificación de los materiales En los planos estructurales se deberá especificar tanto el tipo de mampuesto como el tipo y resistencia de la mampostería a utilizar.

EJECUCION DE LOS MUROS DE MAMPOSTERIA Juntas Tanto las juntas horizontales como verticales dispuestas entre los mampuestos, deberán quedar completamente llenas de mortero. El espesor de las juntas deberá ser el mínimo necesario para obtener uniformidad en la capa de mortero y una correcta disposición de los mampuestos. Las juntas tendrán un espesor máximo de 2 cm.


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Las presentes normas se aplicarán a los muros de gravedad ( de mampostería, tabique o concreto simple) cuya estabilidad se debe a su peso propio; así como a los muros de concreto reforzado, con o sin anclas o contrafuerte, y que utilizan la acción de voladizo para retener la masa del suelo. Las fuerzas actuantes sobre un muro de contención se considerarán por unidad de longitud. Las acciones a tomar en cuenta según el tipo de muro serán: peso propio, el empuje de la tierras, las fricciones entresuelo y muro de relleno, el empuje hidrostático o las fuerzas de filtración, las sobrecargas de las superficies de relleno y las fuerzas sísmicas. Para el análisis de los muros de contención se revisarán los siguientes estados límite: de falla ( volteo o deslizamiento del muro, falla de la cimentación del mismo y rotura estructural) y de servicio ( asentamiento, giro o deformación excesiva del muro)

ESTADOS LÍMITE DE FALLA.

Siempre deberá dotarse a los muros de retención de un drenaje adecuado dejando un filtro atrás del muro con lloraderos y/o tubos perforados. Para muros de menos de 6 m de altura, será aceptable estimar los empujes actuantes en forma simplificada con base en el método semiempírico de Terzaghi, siempre que satisfagan los requisitos de drenaje. En caso de tener una sobre carga uniformemente repartida sobre el relleno, esta carga adicional se podrá incluir como peso equivalente de material de relleno. En caso de muros que excedan la altura especificada en el párrafo anterior se realizará un estudio de estabilidad detallado, tomando en cuenta los efectos que se indican a continuación:


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MUROS DE CONTENCIÓN

• Restricciones del movimiento del muro. Los empujes sobre muros de retención podrán considerarse del tipo activo solamente cuando haya posibilidad de deformación suficiente por flexión o giro alrededor de la base. En caso contrario, y en particular cuando se trate de muros perimetrales de cimentación en contactos con rellenos, los empujes considerados deberán ser por lo menos el del suelo en estado de reposo más los debidos al equipo de compactación del relleno, a las estructuras colindantes y a otros factores que pudieran ser significativos.• Tipo de relleno: Los rellenos no incluirán materiales desagradables ni excesivamente compresibles y deberán compactarse por peso propio, por saturación y por la acciones extremas a que estarán sometidas, no causen daños intolerables a los pavimentos ni a las instalaciones o estructuras alojadas en ellos o colocadas sobre los mismos.• Compactación del relleno: Para especificar y controlar en el campo la compactación de los materiales cohesivos empleados en los rellenos, se recurrirán a la prueba Proctor estándar, debiendo vigilarse el espesor y la humedad de las capas colocadas. En el caso de materiales no cohesivos, el control se basará en el concepto de compacidad relativa. Estos rellenos se compactarán con procedimientos que eviten el desarrollo de empujes superiores a los considerados en el diseño.• Base del muro: La base del muro deberá desplantarse cuando menos a 1 m bajo la superficie del terreno enfrente del muro y debajo de la zona de cambios volumétricos estacionales. La estabilidad contra deslizamiento deberá ser garantizada sin tomar en cuenta el empuje pasivo actuando sobre el pie del muro. Si no es suficiente la resistencia al desplazamiento, se deberá pilotear el muro, profundizar o ampliar la base del mismo. La capacidad de carga permisible en la base del muro se podrá revisar por los métodos indicados para cimentaciones superficiales.

ESTADOS LÍMITE DE SERVICIO.

Cuando el suelo de cimentación sea compresible, deberá calcularse el asentamiento y estimarse la inclinación de los muros por deformaciones instantáneas y diferidas del suelo.


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MUROS DE CONTENCIÓN

Presa, barrera artificial que se construye en algunos ríos para embalsarlos y retener su caudal. Los motivos principales para construir presas son concentrar el agua del río en un sitio determinado, lo que permite generar electricidad (véase Energía hidráulica), regular el agua y dirigirla hacia canales y sistemas de abastecimiento, aumentar la profundidad de los ríos para hacerlos navegables, controlar el caudal de agua durante los periodos de inundaciones y sequía, y crear pantanos para actividades recreativas. Muchas presas desempeñan varias de estas funciones. El control y la utilización del agua mediante presas afecta de modo importante las posibilidades económicas de grandes áreas

Una presa debe ser impermeable las filtraciones a través o por debajo de ella deben ser controladas al máximo para evitar la salida del agua y el deterioro de la propia estructura. Debe estar construida de forma que resista las fuerzas que se ejercen sobre ella. Estas fuerzas que los ingenieros deben tener en cuenta son: la gravedad (que empuja a la presa hacia abajo) la presión hidrostática (la fuerza que ejerce el agua contenida), la presión hidrostática en la base (que produce una fuerza vertical hacia arriba que reduce el peso de la presa), la fuerza que ejercería el agua si se helase, y las tensiones de la tierra, incluyendo los efectos de los sismos. Cuando se valora el mejor emplazamiento para construir una presa, el riesgo de terremotos forma parte del análisis geológico. Además, los geólogos deben determinar qué tipo de terreno está expuesto a filtraciones y cuál puede soportar el peso de la presa y el agua que contendrá detrás de ella.

PRESAS


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Las presas de piedra o tierra y los diques son las estructuras más usadas para contener agua. En su construcción se utiliza desde arcilla hasta grandes piedras. Las presas de tierra y piedra utilizan materiales naturales con la mínima transformación, aunque la disponibilidad de materiales utilizables en los alrededores condiciona la elección de este tipo de presa. El desarrollo de las excavadoras y otras grandes máquinas ha hecho que este tipo de presas compita en costos con las de concreto armado. La escasa estabilidad de estos materiales obliga a que la anchura de la base de este tipo de presas sea de cuatro a siete veces mayor que su altura. La cuantía de filtraciones es inversamente proporcional a la distancia que debe recorrer el agua; por lo tanto, la ancha base debe estar bien asentada sobre un terreno cimentado.

Este tipo de presas, pueden estar construidas con materiales impermeables en su totalidad, como arcilla, o estar formadas por un núcleo de material impermeable reforzado por los dos lados con materiales más permeables, como arena, grava o roca. El núcleo debe extenderse hasta bastante más abajo de la base para evitar filtraciones


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PRESAS

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PRESA CENTENARIO, TEQUISQUIAPAN QUERÉTARO.


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PUENTES.


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DESNIVELES.


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DESNIVELES.


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TALÚDES.


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TÚNELES Y VÍAS DE COMUNICACIÓN.


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33

EVITAR DESGAJES SOBRE VÍAS DE COMUNICACIÓN.


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34

LIMITAR VÍAS DE COMUNICACIÓN.


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LECHOS DE RÍOS.


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