acuñadura y fortificación

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

acuñadura y fortificación

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