métodos prácticos de diseño y construcción de rccp
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MÉTODOS PRÁCTICOS Y CONSTRUCCIÓN DE
RCCP: EXPERIENCIAS EN PUERTO RICO
Benjamín Colucci Ríos, PhD, PE, PTOE, FITE, API, JD
Seminario de la Beca Dr. Ramón L. Carrasquillo
Nuevas Tecnologías para la Optimización de la Construcción
Jueves, 9 de octubre de 2014
Colegio de Ingenieros y Agrimensores de Puerto Rico
American Concrete Institute (ACI): Puerto Rico Chapter
1
¡Buenas Tardes!
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Objetivos
• Familiarizar a los participantes con la tecnología de RCCP:• Trasfondo histórico
• Propiedades ingenieriles
• Especificación Provisional (SP 974)
• Beneficios
• Presentar los hallazgos del desempeño de los primeros experimentos de construcción de RCCP llevados a cabo en el carril de la AMA, área industrial y estacionamiento en Puerto Rico.
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Diseño de Mezclas de RCC:
Un Balance de Intereses
Consistencia Rígida
(Estabilidad durante
la compactación con
rolo vibratorio)
Suficiente Humedad
(Permitir el mezclado
adecuado y
distribución de la
pasta sin segregación)
4
El Problema Eterno en Puerto Rico
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PARTE IDefinición,Trasfondo Histórico y Características de
RCCP
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Definición de RCCP
• Pavimento de Hormigón Compactado con Rolo (RCCP, por sus siglas en inglés) es una tecnología para pavimento nuevo y rehabilitación.• El nombre surge debido a la
utilización de un rolo vibratorio pesado para compactar pavimento de hormigón.
• Propiedades similares de resistencia y durabilidad, al pavimento de hormigón convencional, pero diferente dosificación de sus constituyentes.
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Trasfondo Histórico RCCP
• Canadá (1970)• Industria Maderera (Logging
Industry), carreteras de acceso y parques industriales
• Estados Unidos• Facilidades intermodales
• Zonas portuarias
• Carreteras de tráfico moderado y pesado (Texas, Carolina del Sur, Ohio e Indiana)
• Paseos carreteras Interestatales (Georgia)
• México• Carreteras intermunicipales
con magnitud de carga pesada
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Características de RCCP
• Mezcla de graduación densa (Well graded)
• Cero asentamiento (zeroslump), con una consistencia similar a una grava húmeda (Damp Gravel)
• % mayor de agregado fino (para mejorar el confinamiento y consolidación de la mezcla) que hormigón convencional
• RCC en su estado fresco es más rígido que el hormigón convencional típico de cero asentamiento
• Densidad máxima de 151.25 lb/pies3
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Espesor de la Capa de RCC (SP 974)
• Máximo 10” por capa (lift thickness)
• Espesor mayor de 10” se colocará en dos capas
• Ninguna capa será menor de cuatro veces el tamaño
máximo nominal de los agregados (NMAS)
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Consideraciones Críticas: Densidad (SP 974)In-Place Compaction (IPC)
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Equipo
• Pavimentadora con
una planchuela/regla
(screed) de alta
densidad
• Rolos/Aplanadoras
• Camión de tumba para
transportar la mezcla
(Dump Truck)
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Comparación con pavimento de hormigón
convencional• RCCP No requiere:
• Formaleta
• Pasadores lisos (dowels)
• Refuerzo estructural
• Corte de juntas:
• De ser requerido el espaciamiento de las juntas transversales es mayor
al de pavimento convencional. (25 a 30 pies)
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Beneficios de RCCP
• Tiene una resistencia y durabilidad similar al hormigón convencional
• Se abre la via mas rápido al flujo vehicular en comparación con pavimento asfáltico
• Es costo de colocación, compactación y operación de RCCP basado en análisis de ciclo de vida de pavimento en un periodo de 40 años es menor que el pavimento asfáltico convencional.
• Puede satisfacer los requisitos de suavidad y uniformidad (“ride quality”) con un tratamiento de “diamond grinding” o equivalente.
• Provee mayor reflectividad solar que pavimento asfáltico.
• Mitiga el efecto de calentamiento urbano.
• Requiere menos iluminación en áreas urbanas que pavimento asfáltico.
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Ensayos de Resistencia en RCCP (SP 974)
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Resistencia a Compresión del Hormigón a 24 horas, 28 días y Contenido
Máximo del Componente Cementante para Diferentes Mezclas de RCC
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Problemas / Limitaciones
• Bolsillos de depresión aislados se pueden observar en la superficie si
no se satisfice los requerimientos de densidad máxima y uso
inadecuado del rolo, crea un potencial de peligro por la posible
acumulación de agua en esas depresiones superficiales.
• Las depresiones aisladas afectan la efectividad del “Diamond
Grinding”, textura no uniforme, que puede afectar las características
friccionantes.
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Inclemencias del tiempo (SP 974-4.07)
• Precauciones especiales deberán tomarse para minimizar la pérdida
de humedad debido a la evaporación.
• Periodos de altas temperaturas
• Condiciones ventosas
• Precauciones incluyen:
• Rociar con agua los agregados
• Proveer toldo a los camiones de tumba en acarreo
• Reducir el tiempo disponible entre mezclado y la compactación final
• La mezcla RCC solamente podrá colocarse cuando cualquier
combinación de temperatura ambiente, humedad relativa,
temperatura de hormigón y velocidad del viento, resulte en una razón
de evaporación menor o igual a 0.2 lbs./ft2/hr para hormigones con
contenido de material cementicio menor de 564 lbs./yd3
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PARTE IIComponentes Proceso de Diseño
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Componentes principales de RCC
• Diseño de mezcla
• Producción de mezcla
• Colocación
• Compactación
• Construcción de Junta
• Curado
• Textura superficial
(“Diamond Grinding”)
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Basic Ingredients of RCC
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Agregados
23
Controlar el contenido de humedad de los
agregados
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Consistencia de la mezcla RCC (Damp Gravel)
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Proceso de Roleo RCCP
Central Plant Mix Pug Mill
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Proceso de Roleo RCCP
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Sistema de Distribución de la Mezcla
RCCP con el Gusano (AUGER)
NOTA: Observese cuan seca está la mezcla en esta etapa del proceso
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High Density Pavers (Pavimentadora)
Vogele 1800 with a AB600-TP2
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Proceso de Mezclado
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Equipos utilizados para el proceso de
colocación y compactación de RCCP
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Compactadora
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Compactación de RCCP
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Efectuar Ensayo de Densidad (Nuclear
Density Gauge)
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Curado de RCCP
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Curado de RCCP (cont.)
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Construcción de Junta
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Superficie Terminada
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PARTE IIIProyecto Experimental en
Puerto Rico
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Proyecto Carril Exclusivo Autoridad
Metropolitana de Autobuses (AMA)• Tamaño de Proyecto: 200 m2
• Método de construcción:
• Remoción de mezcla asfáltica
inestable
• Acondicionar la base
• Colocación de 8’’ de RCCP
• Curado
• Fresado con diamante (“Diamond
Grinding”)*
*Ensayos de control de calidad y
aceptación conforme a la
especificación (SP 974).
Fuente: CEMEX, Puerto Rico
Sábado 10:00 PM
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Proyecto Carril Exclusivo Autoridad
Metropolitana de Autobuses (AMA) cont.
Domingo, madrugada – superficie de material con curado
Fuente: Entrevista al Ing. Arturo Rosario y al Ing. Julián A. Motta
CEMEX, Puerto Rico
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Carril Exclusivo Autoridad Metropolitana de Autobuses
(AMA) – Ave. Ponce de León, PR-25
8.0” de RCC Colocadas sobre subrasante compactada aprox. 2,000 m2 ejecutados a la fecha
Fuente: Entrevista al Ing. Arturo Rosario
CEMEX, Puerto Rico
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Facilidad Industrial de Tanques de Fluidos:
Flexitank Depot
• Recibe diariamente
alrededor de 50 tanques
de fluidos
• Carga máxima: 150
toneladas.
Condición del pavimento en la facilidad
industrial antes de aplicar RCCP
Fuente: Entrevista al Ing. Arturo Rosario
CEMEX, Puerto Rico
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Facilidad Industrial de Tanques de Fluidos:
Flexitank Depot• En el 2012 se propuso el
siguiente diseño estructural:• Pavimento de concreto: 8”
• Base granular A-1-a: 36”
• Nota: El dueño encontró que eldiseño propuesto era muy costoso.
• Diseño finalmente construido enel 2012:• Capa superior: Asfalto reciclado
• Base granular A-1-a: 12”
• En el 2013, debido a lamagnitud de las cargas pesadasy el deficiente desempeño delpavimento, el dueño consideranuevamente el diseño conRCCP.
Fuente: Entrevista al Ing. Arturo Rosario
CEMEX, Puerto Rico
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Facilidad Industrial de Tanques de Fluidos:
Flexitank Depot• Tamaño de Proyecto: 5,600 m2
• Presupuesto: $363,000.00
• RCC: 1120 m3
• Base: 840 m3
• Equipos:• Pavimentadora - Vogele 1800 with a
AB600-TP2
• Aplandora - 12 ton Hamm Double
Drum Roller
Fuente: Entrevista al Ing. Arturo Rosario
CEMEX, Puerto Rico
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Estacionamiento Facilidad Privada Comercial
• Tipo de Pavimento: 1.5”de mezcla asfáltica en lasuperficie, sobre 4” RCCPen la base, sobre rellenocompactado
• Tamaño de Proyecto:6,595 m2
• Costo Unitario:$21.00/m2
• RCC: 670 m3
• Equipos:• Pavimentadora - Vogele
1800 with a AB600-TP2• Aplandora - 12 ton Hamm
Double Drum Roller
Fuente: Entrevista al Ing. Arturo Rosario
CEMEX, Puerto Rico
Olive Garden & Famous Dave Site, Bayamón, PR
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Estacionamiento Facilidad Privada Comercial
Fuente: Entrevista al Ing. Arturo Rosario
CEMEX, Puerto Rico
Olive Garden & Famous Dave Site, Bayamón, PR
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Conclusión
• En un análisis del costo de vida del pavimento (LCCP), la tecnología RCCP es costo efectivo para carreteras nuevas y rehabilitación.
• Su alta resistencia y durabilidad minimiza el potencial de gastos de mantenimiento durante el ciclo de vida.
• Ambientalmente amigable.
• La sobrecarga en los vehículos pesados que transitan en las vías públicas en la Isla lo hacen el RCCP una alternativa viable.
• Su aplicación en zonas portuarias y estacionamientos es costo efectiva.
• Los controles de humedad y densidad son críticos para tener un buen producto.
• La terminación con “Diamond Grinding” o equivalente atiende los requisitos de suavidad y uniformidad que se requieren para las carreteras de primer orden.
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Agradecimientos
• Ing. Arturo Rosario• Cemex Corporativo
• Ing. Julián Alberto Motta• Cemex Corporativo
• Ing. José Miguel López• Director, Oficina Asesora de Pruebas de Materiales, ACT
• Ing. Miguel A. Estrella• Sub-director, Oficina Asesora de Pruebas de Materiales, ACT
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¡Muchas Gracias por la Oportunidad!
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PARTE IVSPECIAL PROVISION 974 -ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
Autoridad de Carreteras y Transportación (ACT)
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SPECIAL PROVISION 974:
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-2 MATERIALS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-2 MATERIALS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-2 MATERIALS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-2 MATERIALS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-2 MATERIALS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-2 MATERIALS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-2 MATERIALS (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-3 SAMPLING AND TESTING (CONT.)
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS
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SPECIAL PROVISION 974 -
ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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ROLLER COMPACTED CONCRETE (RCC) PAVEMENT
974-4 CONSTRUCTION REQUIREMENTS (CONT.)
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Conclusión
• En un análisis del costo de vida del pavimento (LCCP), la tecnología RCCP es costo efectivo para carreteras nuevas y rehabilitación.
• Su alta resistencia y durabilidad minimiza el potencial de gastos de mantenimiento durante el ciclo de vida.
• Ambientalmente amigable.
• La sobrecarga en los vehículos pesados que transitan en las vías públicas en la Isla lo hacen el RCCP una alternativa viable.
• Su aplicación en zonas portuarias y estacionamientos es costo efectiva.
• Los controles de humedad y densidad son críticos para tener un buen producto.
• La terminación con “Diamond Grinding” o equivalente atiende los requisitos de suavidad y uniformidad que se requieren para las carreteras de primer orden.
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Agradecimientos
• Ing. Arturo Rosario• Cemex Corporativo
• Ing. Julián Alberto Motta• Cemex Corporativo
• Ing. José Miguel López• Director, Oficina Asesora de Pruebas de Materiales, ACT
• Ing. Miguel A. Estrella• Sub-director, Oficina Asesora de Pruebas de Materiales, ACT
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¡Muchas Gracias por la Oportunidad!
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