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8/18/2019 Acuñadura y Fortificación
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“ACUÑADURA Y FORTIFICACIÓN”
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1.- INTRODUCCIÓN
-Toda actividad subterránea requiere de túneles o labores.
-Esto es independiente del método de explotación o escala deminería.
-Al excavar el macizo rocoso se altera el equilibrio, generandodesprendimiento de roca o actividad sísmica en el entorno.
-Para desprender todo fragmento de roca que se encuentre suelto,
se realiza acuñadura.
-Posteriormente se deben evaluar las necesidades de fortificación osostenimiento.
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2.- CARACTERIZACIÓN GEOLÓGICA-GEOTÉCNICA
La información geológica-geotécnica permite:
Evaluar estado del macizo rocoso.
Establecer criterios de fortificación.
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2.1.-
CARACTERIZACIÓNGEOLÓGICA
LitologíaMineralización
AlteraciónContacto Primario-Secundario
-Litología: Tipos de Rocas, c/u con distintas propiedades, que generandistintos comportamientos.
-Mineralización: Tipos de minerales presentes: óxidos, sulfatos primarios,sulfuros secundarios.
-Alteración: Tipos de alteración presentes en el área. Se denomina Alteraciónal cambio en la composición mineralógica de una roca, generalmente debido a laacción de soluciones hidrotermales como también por aguas superficiales.
- Contacto Primario-Secundario: Contacto bien definido o presenta zonasde transición.
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CARACTERIZACIÓNESTRUCTURAL
Estructuras Principales
Estructuras Mayores
Estructuras Intermedias
Estructuras Menores
Estructuras Principales: Estructuras más importantes, como fallas
geológicas distritales o regionales. Estructuras Mayores: Estructuras que forman parte de un conjunto,suficientemente largas, que pueden afectar varias labores subterráneas.
Estructuras Intermedias: Estructuras que forman parte de un conjunto,que afectan a u máximo de dos calles, cortando completamente la labor.
Estructuras Menores: Vetillas selladas, que no alcanzan a cortarcompletamente una labor.
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Estructuras Geológicas
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Cuña Inestable
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Molde
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Pernos y/o Cables de Fortificación
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Cuña estabilizada
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Molde
Cuña
Sección Original
Sección Sobre Excavada
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Caracterización Geotécnica: Permite definir las
propiedades de la roca intacta y el macizo rocoso.
Macizo Rocoso: Es el conjunto de roca intacta y estructuras, en unvolumen tal que representa el área de interés.
Propiedades del Macizo Rocoso: Se determinan en función delos resultados de la roca intacta más las características del arreglo debloques que componen el macizo rocoso.
Roca Intacta:Trozos de roca que se ubican entre las estructuras
presentes en el macizo rocoso.
Propiedades de roca intacta: Mediante sondajes tipodiamantino se recuperan testigos (probeta) a los cuales se les somete aensayos geotécnicos en laboratorios.
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SISMICIDAD Y
RIESGO SISMICO
Terremotos
Inducida por Actividad Minera
Tronadura
Terremotos: Son de ocurrencia Natural, por lo tanto no hay control.
Inducida por Actividad Minera: Tiene su origen en el quiebre delmacizo rocoso durante el proceso de caving.
-Si la sismicidad es excesiva, se pueden generar “estallidos de rocas”.
-Esta asociada a velocidades de extracción y socavación, por lo tanto
tiene grados de control.
Tronadura: Son de origen artificial y sobre ellas se tiene completocontrol.
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A C U Ñ A D U R A….acti vid ad que co ns ist e en desp rend er roc a suelt a (mena o estéril)
desde zonas agr ietadas, ya que pod r ian desprenderse repent inamente
ocacion ado graves cons ecuencias.
Con tando co n una carac teri zación básica de la Geo lo gía y Geo técn ia
de las labo res a desarrollar, veamos la
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ELEMENTOS DEPROTECCIÓN PERSONAL
ELEMENTOS DE PROTECCIÓN
- Casco de seguridad
- Buzo o ropa de trabajo con huinchareflectante
- Lentes de seguridad
- Guantes de cuero
- Respirador con filtros contra polvo
- Cinturón de seguridad
- Lámpara- Auto rescatador
- Zapatos o botas de seguridad
HERRAMIENTASPERSONALES Y ELEMENTOS
DE APOYO
- Herramientas personales
Cintas de Confinamiento- Herramientas e instrumentos de apoyo
Barretilla de Seguridad
Pala
- Materiales
Mangueras de agua
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BARRETILLA DE SEGURIDAD.
- Material liviano (cañería de fierro o aluminio), firme y rígido
- Extremos son de acero, uno en punta y el otro en forma de paleta.
- Su longitud depende de la sección de la galería donde se va a usar,
el Mínimo es 1.2 m y el máximo 3.6 m.
HERRAMIENTA BÁSICA
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Cuando se d esarro lla u na galería,
se romp e el equi l ibr io en qu e se
encon traba el macizo ro cos o. Este
desequi l ibr io se manif iesta
generando gr ietas en el contorn o
de la galería; espec ialm ent e en
techo y cajas.
¿POR QUÉ SE DEBE ACUÑAR?
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¿CUÁNDO SE DEBE ACUÑAR?
En todo momento se debe estar inspeccionando y
acuñando
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En lugares donde se ha tronado,
galerías de tránsito, etc.
Etapa 1: Localización de la zona a
acuñar: Observar el lugar, teniendo
cuidado de no situarse donde
pudieran haber rocas sueltas.
¿DÓNDE SE DEBE ACUÑAR?
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Etapa 2: Detección de
planchones
Para realizar una acuñadura
correcta, debe detectarse todo
lo que se encuentre suelto y
botarlo posteriormente.
-Sonido hueco, implica cerro bombeado y planchones sueltos.
-Sonido metálico, implica cerro firme.
-Importante lavar previamente las cajas, para identicar fallas y grietas.
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Etapa 3: Desprender el
planchón
Figura muestra un ejemplo de un
desprendimiento deficiente.
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• Ubicarse a la mayor distancia posible del punto en que podría caer el
planchón.
• La barretilla de seguridad debe tener una inclinación, entre el punto
que se está acuñando y el lugar en que se ubicará el operario no mayor
de 45°, para evitar el deslizamiento de la roca por la barretilla. Una
posición inadecuada es causa directa de accidentes al realizaracuñadura.
• La barretilla debe tomarse por el costado del operario y no de frente.
• La posición que debe tomar el trabajador debe ser de pie, de tal formaque tenga un buen equilibrio.
• El operario debe estar siempre de alerta, para retirarse rápidamente
del lugar al caer la roca o planchones.
ACUÑADURA EFICIENTE
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• Toda vez que se acuñe una frente, debe tenerse cuidado con restos de
explosivos o tiros quedados.
• En un túnel en desarrollo, la acuñadura debe iniciarse desde la entrada,
hasta llegar a la frente.
• Antes de comenzar a acuñar, se debe tener buena visibilidad.
• En galerías de gran sección, trabajar con plataformas y equipo de levante
adecuado.
• Donde existan cables, estos deben retirase o corta la energía antes de
acuñar.
• En caso que ese disponible, utilizar equipo acuñador mecanizado.
ACUÑADURA EFICIENTE
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ACCIDENTE
A C U Ñ A D U R A
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JCB
J C
B
h=6 [Mt]
L=8 [Mt]
h=2 [Mt]
JCB
J C
B
h=6 [Mt]
L=8 [Mt]
h=2 [Mt]
ESQUEMA ACCIDENTE
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Techo de Jaula sin daño, excepto el corte de
amarras de protección de la malla
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33Sector del desprendimiento de planchones
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34Daños puntuales de la Jaula en el piso
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ANÁLISIS CAUSAS
Causas Inmediatas:
• Condición Subestandar
- Roca inestable (Las características geológica estructural de la rocapresenta varios planos de falla con rellenos estructurales de bajaresistencia que naturalmente no impiden el desprendimiento deplanchones
- Planchón no detectable por acuñadura manual, medios y
condiciones existentes.
Causas Básicas:• Factor de Trabajo
- Condición natural del cerro (La formación geológica del macizorocoso es difícil de estabilizar).
- El diseño de excavación de levante por su forma rectangular deparedes rectas, exige realizar el desarrollo en dirección vertical, locual es más propenso al planchoneo.
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ACCIONES CORRECTIVAS
• Analizar y difundir el accidente con toda la organización, enalteciendo quelas consecuencias no fueron mayores, debido a los recursos de equipo, jaula
protectora y personal calificado.
• Programar cursos teóricos y prácticos dictados por geomecánicos ygeólogos respecto a las evaluaciones de roca primaria, reconocimiento defallas, planos, rellenos estructurales dirigidos a las líneas de supervisión ypersonal calificado.
• Ver factibilidad de incorporar como alternativa para la acuñadura, equipoautopropulsado con elemento picador en el extremo de la pluma que seanaccionado por sistema hidráulico.
• Evaluar cambio de diseño de excavación vertical de estaciones Blind Hole
por desarrollos inclinado y horizontal
• Analizar con proveedor de grúas que aseguren la estabilidad de los equiposal recibir peso o impacto mayor a lo calculado, sobre la jaula y/o plumatelescópica.
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F O R T I F I C A C I Ó Nactivid ad que consis te básicament e en recubri r o reforzar el entor no de
una labor subterránea, tanto en el techo como en las cajas, medi ante
algún elemento de sus tento, como pueden ser m arcos, piolas, mallas,
pernos , sho tcrete o una com binación de el las.
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“Los trabajos subterráneos deben ser p rov isto s, sin r etardo, del
sostenim iento más adecu ado a la naturaleza del terreno y so lamen te
po drán quedar sin for t i f icación lo s secto res en los c uales las
medicio nes, los ensayos, su análisis y la experienc ia en secto res de
compor tamiento conoc ido, hayan demostrado su condic ión de
autosoporte consecuente con la presencia de presiones que se
manti enen po r debajo de lo s lím ites c ríticos qu e la roca natu ral es
capaz de soportar” .
¿Por qué se debe fortificar?
REGLAMENTO DE SEGURIDAD MINERA,(D.S. Nº132 Pub licado en el Diario Ofic ial, el 7 de febr ero d e 2004)
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• Reforzar el macizo para fortalecerlo, permitiendo, que este sesoporte por sí mismo.
• Retener la roca fracturada en la superficie de la excavación
(zona plástica) por razones de seguridad.
• Sostener o adherir fuertemente el o los elementos de retención
del sistema de soporte al fondo de la roca estable, previniendo el
fracturamiento de roca por efecto de la gravedad.
Un sistema de soporte provee una o más funciones de las
descritas.
FUNCIONES DE UN SISTEMA DE SOPORTE
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ELEMENTOS DEFORTIFICACIÓN
PernosMalla Metáli ca
Shotcrete
Marc os Metálic os
Cables
SISTEMAS DEFORTIFICACIÓN
Sistema Perno -Malla
Sistema Perno -Malla-Sho tcrete
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ELEMENTOS DE FORTIFICACIÓN: Son las unidades básicas de losSistemas de Sostenimiento.
Según su temporalidad se clasifican en:
Fortificación de Desarrollo: • Se instalan inmediatamente despues del disparo.• Brindan seguridad inmediata al personal y equipos.
• Evitan el deterioro prematuro del macizo.• La instalación oportuna evita riesgos.
Fortificación Definitiva: • Aseguran estabilidad durante la vida útil de la Mina.
• Permiten extraer la tasa de producción programada.• Ejemplos fortificación de ptos de extracción, pilares calle/zanja y cables altecho.
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ELEMENTOS DE FORTIFICACIÓN: Son las unidades básicas de losSistemas de Sostenimiento.
Según su funcionalidad se clasifican en:
Fortificación Activa:
• Elementos que ejercen la acción soportante desde el momento que soninstalados. Ejemplos: pernos tensados, split set, swellex, cables tensados.
Fortificación Pasiva: • Elementos que no aplican ninguna carga externa al momento de la
instalación. Solo toman carga cuando el macizo experimenta algunadeformación. Ejemplos: marcos, malla, shotcrete.
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FORTIFICACIÓN
TEMPORALIDAD FUNCIONALIDAD
ACTIVA PASIVADEFINITIVADESARROLLO
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SISTEMAS DE FORTIFICACIÓN
Corresponde a la combinación de distintos “Elementosde Fortificación”, instalados con el propósito de estabilizar laexcavación, durante todo el período que requiera la actividadminera.
- Sistema Perno – Malla.
- Sistema Perno – Malla – Shotcrete.
- Sistema Shotcrete – Fibra Sintética.
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E L E M E N T O S D E
F O R T I F I C A C I Ó N
….unidades basicas de los sistemas de sostenimiento.
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PERNOS
•Elemento de fortificación ampliamente utilizado.
• Fortificación Activa.
Clasificación de acuerdo a su mecanismo de anclaje:
-Anclaje por Fricción: Se fijan al macizo mediante una presión decontacto: Ejemplos: Split-Set y Swellex. Estos trabajan con unaexpansión hidráulica, dando inmediato soporte a la roca.
- Anclaje por Adherencia: El especio entre el perno y las paredes dela perforación se llena con una lechada, que al momento de fraguargenera la adherencia necesaria para anclar la barra al macizo.Ejemplos: Madera, Bastón, Fibra de vidrio, Perno Rosca.
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MaderaBastón
Split-Set
Fibra de Vidrio
Swellex
Rosca
Madera
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MALLAS METÁLICAS
• Se utilizan dos tipos de mallas en minería:
-Malla Trenzada (Malla Bizcocho)
-Malla Soldada
• Corresponde a una Fortificación Pasiva.
• Tienen alta flexibilidad y pueden absorber una importante cantidad
de energía.
• Eficiente para retener bloques pequeños inestables.
• Se instalan las mallas apegadas al contorno de la labor.
• La malla esta sujeta a pernos, afianzada con planchuela y tuerca.
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Malla Instalada como fortificación dedesarrollo. Se observan trozos de roca quepodrían haber caído sobre personas o
equipos.
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SHOTCRETE• Mezcla húmeda que se proyecta a gran presión sobre la superficie
que desea fortificar. Compuesto por arena, cemento, agua y aditivos.
• Fortificación Pasiva.
• El shotcrete posee ventajas enormes como material de construcción.
• La gran desventaja, la constituye su elevado costo.
• La capacidad de proyectar grandes volúmenes, acelerar el fraguado y
la ganancia de resistencia, hace de esta técnica una parte esencial de la
construcción subterránea moderna.
• Fortificación que cumple funciones de contensión, generando un
mayor nivel de confinamiento al macizo, para contrarrestar la
convergencia del túnel, reduciendo el riesgo de generación de grietas.
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Shotcrete
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Shotcrete
El shotcrete posee ventajas enormescomo material de construcción. Lacapacidad de proyectar grandesvolúmenes de concreto y de acelerar elfraguado y la ganancia de resistencia,hace de esta técnica una parte esencialde la construcción subterráneamoderna.
FABRICANTE: JACON
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FABRICANTE: JACON PROCEDENCIA: AUSTRALIA MODELO: MIDJET MKII DESCRIPCION: EQUIPO AUTOPROPULSADO CON SISTEMA ROBOTICO DEPROYECCION DE CONCRETO
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Características del Brazo shotcretero:
- Brazo deslizante de triple extensión hidráulica.- Alcance Vertical: 8.0 metros- Alcance Horizontal: 6.0 metros
- Angulo de Rotación: 360 grados. 180 grados deinclinación.- Boquilla de inyección por aire y química.- Operación con joystick para todas las funciones.
- Cabeza orbital robótica en tres ejes.- Máxima Presión de Línea: 47 Bar.
CABLES DE ACERO
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CABLES DE ACERO
• C ables de acero de alta resistencia y lechada de cemento alinterior de las perforaciones.
• Aplicación: Control de bloques inestables, fortificaciones deexcavaciones de gran tamaño.
• Existen varios tipos:- Cable liso (simple y doble con espaciadores)- Cable Birdcage- Cable Bulbo
• Fortificación Activa, ya que pueden tensarse.
• Por lo general su instalación presenta mayor complejidad, que lainstalación de pernos.
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Cables de Acero
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Cables de Acero
FORTIFICACION CON CABLES
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ANTECEDENTES
- Cables de fortificación tipo 2
(lechados c/planchuela Seg/IM9-6446-2)
- Longitud cable = 8 m
- Separación entre cables = 1.5 m
- Separación entre paradas = 2.0 m
MARCOS DE ACERO
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MARCOS DE ACERO
• Su aplicación en minería esta restringida a los siguientes casos:
- Puntos de Extracción.
- Reparación de sectores colapsados (levante de cerro).
- Desarrollo de galería con alta presencia de agua.
- Zonas de alta sobre-excavación.
- Singularidades (intersección de galerías).
• Corresponde a una Fortificación Pasiva.
MARCOS DE ACERO
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MARCOS DE ACERO
MARCOS DE ACERO
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MARCOS DE ACERO
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S I S T E M A S D E
F O R T I F I C A C I Ó N
Corresponde a la combinación de distintos elementos de fortificacion
instalados durante o posterior a la construccion de una labor
subterránea.
SISTEMA PERNO-MALLA
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SISTEMA PERNO-MALLA
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SISTEMA PERNO MALLA SHOTCRETE
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SISTEMA PERNO-MALLA-SHOTCRETE
FORTIFICACION EN SECTORES DAÑADOS
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ANTECEDENTES
- Shotcrete con fibra sintética (polipropileno).
5 cm longitud- Dosificación: 7 kg/m3
- Espesor shotcrete con fibra: 5 cm
- perno tipo split-set. 2.50 metros de longitud
- Separación entre pernos: 1,0 m
- Separación entre paradas: 1.0 m
- Pernos rosca diámetro 22 mm, largo 2.50 m(2.40 metros en roca), con planchuela y tuerca
fijación con 1 metro de resina o lechada a
columna completa.
- Separación entre pernos: 1,0 m
- Separación entre paradas: 1.0 m
- Malla bizcocho galvanizada 10006 (1 metro
sobre gradiente)
FORTIFICACION EN SECTORES DAÑADOS
Nota: Según grado de sobre excavación de la labor, prevalece el pattern de apernado
sobre el número de pernos por parada.
SECUENCIA DE FORTIFICACIÓN EN CALLES Y CONEXIONES
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1.- Descarga de malla y acuñadura de material suelto
2.- Proyección de shotcrete con fibra sintética (dosificación 7 kg/m3)
Espesor shotcrete con fibra = 5 cm
3.- Instalación de pernos pernos rosca de 2.5 m de longitud (2.4 m en rocaPerno con instalación de planchuela y tuerca (corte A-A)
4.- Instalación de pernos tipos split-set de acuerdo con disposición corte A-A
5.- Instalación de malla galvanizada tipo bizcocho 100 06
Nota: Secuencia de avance de refortificación no superiores a 3 metros.
SECUENCIA DE FORTIFICACIÓN EN CALLES Y CONEXIONES
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DAÑO A LA MALLA DE FORTIFICACION
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PROYECCION DE MARINA
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FORTIFICACION
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FORTIFICACION