calidad Áridos

IV Reunin de GeomorfologaGrandal d'Anglade, A. y Pags Valcarlos, J., Eds.1996, Sociedad Espaola de GeomorfologaO Castro (A Corua)

CONTRIBUCIN AL CONOCIMIENTO DE LACALIDAD NATURAL DE LOS RIDOS

DERIVADOS DE FORMACIONES SUPERFICIALESDEL PREPIRINEO LERIDANO (PALLARS JUSS)

Linares Santiago, R. y Trilla Arrufat, J.Unidad de Geodinmica Externa e Hidrogeologa. Facultad de Ciencias.Universidad Autnoma de Barcelona.08193 Bellaterra.

RESUMEN

En este trabajo se profundiza en el conocimiento de las potencialidades ylimitaciones de uso (propiedades naturales) que presentan la tipologa deformaciones superficiales existentes en el Prepirineo leridano, concretamente en lacomarca del Pallars Jussa, de cara a su utilizacin como ridos naturales.Los resultados obtenidos ponen de manifiesto que tan slo un 20% del total delrea ocupada por los depsitos cuaternarios corresponde a litologas detrticasgroseras susceptibles de aprovechamiento como ridos naturales. Entre stas, y enbase a sus buenas prestaciones mecnicas, destacan determinados niveles deabanicos aluviales y los depsitos de derrubios ordenados, asimilables amateriales seleccionados segn la normativa vigente.

Palabras clave: Depsitos cuaternarios, ridos, Prepirineo leridano, PallarsJussa.

ABSTRACT

The different surficial formations present in the Pallars Jussa country at theleridan Prepirineo are analized from the point of view of its use as a source areafor natural aggregates. The mechanical characteristics of these materials are alsoanalyzed.Results shows that only 20% of the total surface occupied by quaternary materialsare able to act as a source area for natural aggregates of a coarse nature. The mostremarkable areas are sorne levels embedded in several alluvial fans and sornegrezes lites. Both can be classified as acceptable by the currently in use rules.

Key-words: quaternary materials, natural aggregates, leridan Prepirineo, PallarsJussa.

618 IV REUNIN DE GEOMORFOLOGA

INTRODUCCINLos recursos naturales que suponen las rocas industriales, y ms

concretamente los ridos naturales, han sido tradicionalmente poco utilizadosen las comarcas catalanas de montaa. El carcter deprimido, en trminoseconmicos, de estas regiones ha sido el factor condicionante.

No obstante, a lo largo de los ltimos aos y motivado principalmentepor la continuada mejora de la infraestructura viaria, se ha incrementado deforma notoria la utilizacin de las formaciones superficiales o depsitoscuaternarios all existentes como rocas industriales, concretamente como ridos.La comarca catalana del Pallars Jussa, marco geogrfico y socio-econmico dereferencia de nuestro trabajo, es un buen ejemplo.

Con una extensin de 1.290 km2, esta regin situada en el Pirineocataln (figura 1) ha experimentado una profunda transformacin de su redviaria. Las obras de mejora realizadas desde 1991 afectan a la mayor parte dela misma (desde la red bsica o intercomarcal a la local y vecinal): unos 590km2, aproximadamente el 90% de la red inventariada (segn datos aportadospor PRAT y FEIXA, 1991).

La utilizacin de los ridos naturales existentes en la zona ha sidoespecialmente significativa en el caso de la red vecinal, unos 360 km decarreteras que en la mayora de los casos constituyen el nico acceso a unconsiderable nmero de pueblos de montaa. Actuaciones caracterizadas porunidades de obra sujetas, frecuentemente, a un nivel de exigencia tcnica(control de calidad) calificable como bajo-medio.

De esta forma se han explotado de manera intermitente, y dependiendoprincipalmente de su proximidad a la obra, los diferentes tipos de depsitoscuaternarios (detrtico groseros) existentes en la comarca.

Es objeto de esta comunicacin profundizar en el conocimiento de lacalidad natural que presentan estas formaciones superficiales de cara a suutilizacin como ridos, motivados principalmente por la gran incidencia quemanifiesta este aspecto en la estabilidad y durabilidad de la obra realizada.

TIPOLOGAS DE DEPSITOS CUATERNARIOS

De entre las diferentes tipologas de formaciones superficiales que sereconocen en la regin (objeto de estudio geomorfolgico por parte de PEA-MONNE; 1983), tan slo presentan inters los depsitos de gnesis fluvio-torrencial y periglaciar. Ambos tipos presentan una componente detrticasusceptible de aprovechamiento como ridos naturales. Los primeros, conos dedeyeccin y terrazas, se localizan en las reas comparativamente msdeprimidas, siguiendo el trazado de los principales cursos fluviales. Lossegundos, los derrubios ordenados (Grezes lites) se localizan en aquellasvertientes en las cuales se dieron las condiciones de elaboracin necesarias y sehan preservado de la actuacin de procesos erosivos posteriores.

LINARES, R. & TRILLA, J. 619

A continuacin insisteremos en las principales caractersticas de estastipologas de depsitos. Lgicamente, nos limitaremos tan slo a aquellosaspectos de manifiesta incidencia en los objetivos del trabajo.

DEPSITOS FLUVIO-TORRENCIALES

Incluimos dentro de esta tipologa de materiales dos asociaciones deformaciones superficiales: los abanicos aluviales y los depsitos fluviales.Modelados en formas tipo glacis y/o conos de deyeccin, y formas tipo terraza,respectivamente, en numerosas ocasiones interdigitadas, ocupan unaconsiderable extensin.

Los niveles ms altos de terrazas (TS-T4) se muestran de forma dispersacoronando cerros residuales o adosados a relieves morfoestructurales, (Serrat del'Aspre, Puig Pedrs, cuesta de Llabusta, etc., en la depresin de Tremp-Isona).Su reducido espesor y extensin, sumado al considerable grado de alteracin quepresentan, los convierte en depsitos de poco inters para su utilizacin comorocas industriales. De hecho no nos consta la existencia de explotacin algunaque se haya realizado sobre estos niveles.

A diferencia de estos niveles, los que ocupan posiciones ms prximas alos cauces actuales, los niveles medios (T3-T2) y bajos (T1-TO), presentancaractersticas composicionales y de espesor que los hacen de mayor inters. Lamayora de las explotaciones inventariadas se desarrollan sobre estos niveles.

En cuanto a los depsitos que denominamos como niveles medios (T3-T2)destacan los asociados al trazado del ro Noguera Pallaresa, debido a lamayor extensin que ocupan. Se muestran especialmente bien desarrollados'desde la poblacin de Tremp, a la salida del embalse de Sant Antoni deTalarn, hasta las inmediaciones de la cola del embalse de Terradets. Loscantos que integran el esqueleto de estos depsitos conglomerticos son delitologas muy variadas y en ellos se encuentran representados rocas de tipogneo, metamrfico y sedimentario. Dominan los cantos areniscosos delpermotras y metamrficos (pizarras y cuarcitas) y granitoides (granitos ygranodioritas) del Paleozoico. En menor representacin se identifican cantosareniscosos procedentes del substrato garumniense y cantos calcarenticos delIlerdiense (calcreas con alveolinas), si bien su porcentaje se ve incrementadoen las terrazas ms meridionales del sector estudiado. La matriz es arenosa yalcanza valores del 30 % del total del sedimento, siendo generalmente de lamisma composicin que el esqueleto.

De todos estos componentes, los ms caractersticos son los cantos deareniscas permotrisicas, que destacan por su color rojizo, y los de granitoides,en mayor o menor grado de alteracin dependiendo del contenido en mficos yde si la roca gnea de la cual provienen tena una textura ms granuda o menos.Con referencia a estos ltimos, es de destacar el hecho de que claramente elporcentaje de cantos gneos aumenta con el tiempo, siendo minoritarios en laterraza antigua y cada vez ms frecuentes a medida que descendemos haciaterrazas ms modernas.


Las potencias oscilan entre 10-4 m y en numerosas ocasiones se muestranfosilizados por aportes laterales. Habitualmente estos recubrimientoscorresponden a conos de deyeccin de gnesis local y dependiendo de suscaractersticas composicionales se explotan, conjuntamente al depsito fluvialinfrayacente (figura 2).

Si bien localmente se identifican encostramientos que afectan a la partebasal del depsito, por lo comn se muestran sueltos, siendo fcilmente ripablesmediante equipos convencionales.

En cuanto a los niveles fluviales inferiores (TI-TO), merecen especialatencin los que constituyen el lecho actual (TO). A diferencia de losdenominados como TI, fundamentalmente pelticos, lagranulometra de losdepsitos asociados al nivel TO es fundamentalmente conglomertica yareniscosa. Estos ltimos constituyen una estrecha franja que se desarrollairregularmente a ambos lados de los canales principales, y es frecuenteencontrar entre sus formas de lecho pequeas barras de meandro que resaltanligeramente sobre la superficie topogrfica. Sus caractersticassedimentolgicas son similares a las descritas anteriormente, variandolgicamente su composicin. En este sentido es de destacar la considerablediversidad composicional que muestran, dependiente en ltimo extremo de laslitologas que conforman sus cuencas hidrogrficas.

Al igual que sucede con los depsitos asociados a terrazas, en el caso delos abanicos aluviales tambin se identifican varios niveles.

En los cortes estudiados, el nivel ms antiguo se presenta constituido pordos tramos detrtico-groseros separados por un nivel de paleosuelos. El inferior,cuya caracterstica ms notoria es el fuerte encostramiento que presenta, estconstituido por un conglomerado de unos 2 m de espesor medio que se dispone encontacto erosivo neto sobre el substrato garumniense. El nivel conglomerticosuperior se dispone erosionando o solapando al inferior y es el que arealmenteocupa una extensin mayor. Se trata de un depsito conglomertico,parcialmente cementado, con una seleccin moderada y una potencia media deunos 3 a 4 m. La procedencia de los materiales, al igual que en el tramoinferior, es local y variable dependiendo de las caractersticas del rea fuente.

En conjunto, y a pesar de la considerable extensin y potencia queadquieren estos depsitos, su utilizacin como ridos es marginal, debido sobretodo a la considerable cementacin que presentan.

Los abanicos aluviales que se desarrollan por debajo de losanteriormente descritos, calificables como niveles medios, muestran dos zonasprincipales de afloramiento: una en la Conca DelIa y otra al oeste del roNoguera Pallaresa. .

En la primera de ellas, en el sector de Isona, estn constituidos por unsedimento conglomertico, prcticamente exento de cementacin, que puedellegar a alcanzar potencias de unos 10m. Sus reas fuentes son las mismas quelas correspondientes a los abanicos anteriores. El depsito se encuentra algo msorganizado que los dos anteriores y, aparte de las imbricaciones de sus cantos,son frecuentes las canalizaciones internas, las barras con estratificacin cruzaday una cierta granoclasificacin decreciente dentro de los estratosplanoparalelos. Sus cantos de 20 cm de dimetro mximo son angulosos y la


matriz es arenosa y arcillosa roja, pudiendo alcanzar valores de hasta el 40%del total del depsito.

Estos abanicos se explotan de manera intermitente en diferentes puntos.Por ltimo, los de gnesis ms reciente, se desarrollan principalmente en

la confluencia de barrancos con los cauces principales, especialmente con elcauce del ro Noguera Pallaresa. Presentan un depsito heteromtricoconstituido por conglomerados, arenas, limos y arcillas, y, dependiendo de laslitologas dominantes en sus cuencas de recepcin, domina un tipo u otro degranulometra. Frecuentemente el contenido en arcillas es alto, por lo que suexplotacin requiere costosos procesos de lavado.

DEPSITOS DE VERTIENTESComo hemos manifestado, dentro del conjunto de depsitos de vertientes

reconocibles en nuestra regin tan slo las acumulaciones de derrubios ordenados("Grezes lites") muestran una cierta potencialidad.

Condicionados por su gnesis periglaciar, tan slo se desarrollan endeterminadas zonas, siendo especialmente abundantes en el frente de la sierradel Montsec.

El depsito, fuertemente encostrado en determinadas zonas, secaracteriza por una gran ordenacin granulomtrica segn niveles. Generalmentela potencia oscila entre S y 10 m.

COMPORTAMIENTO MECNICOSiguiendo en gran medida las recomendaciones tcnicas propuestas por

Vzquez y Toral (198S) para el estudio de la tipologa de rocas industrialesque nos ocupa, como ensayos bsicos de comportamiento se han realizadopruebas de resistencia mecnica-deformabilidad, granulomtricas y delimpieza.

La resistencia mecnica se ha valorado principalmente mediante elensayo conocido como "Los Angeles" (UNE 83.116) Y la compactacin a partirde los ensayos habituales en este tipo de materiales, pruebas Proctor y CBR,llevadas a cabo segn la normativa (NLT 107-108/72 Y NLT 111/72,respectivamente). Las pruebas de identificacin bsica han consistido en larealizacin de ensayos granulomtricos por tamizado (NLT-I04/72) y pruebasde Equivalente en Arena (NLT-113/72), complementndose esta ltima condeterminaciones de Lmites de Atterberg (NLT-I0S--I06/72) cuando se haestimado oportuno.

Los resultados obtenidos en muestras seleccionadas pertenecientes a lasdiferentes tipos de formaciones superficiales descritas han sido los siguientes:

DERRUBIOS ORDENADOS

Como se deduce del conjunto de pruebas efectuadas, se trata demateriales de una buena calidad mecnica para su empleo en obra pblica(figura 3a).


Muestran una granulometra bastante heterognea, aunque algo abiertaen los tamaos 5-1,25 mm y 0,32-0.08 mm, y un porcentaje de caras de fractura deun 98%. El contenido en finos, valorado segn la prueba del Equivalente enArena, oscila habitualmente en torno a valores del 22%; tan slo en las zonasms alteradas se alcanzan valores de un 28%. Composicionalmente muestranuna alta homogeneidad, dominando las litologas carbonatadas. Se trata, pues,de materiales tipo GW y A-1-a, segn las clasificaciones SUCS y HRBrespectivamente.

Las pruebas de resistencia mecnica ponen de manifiesto una buenacalidad; los ensayos de "Los Angeles" dan valores entre un 19% y un 24%, y losde friabilidad entre 21 %-25%.

El ensayo de compactacin Proctor Normal indica que presentan valoresde mxima densidad de compactacin (S/NLT-107) en torno a valores de 2.080-2.160 gr/cm3, con una humedad ptima del orden del 5,7-7,1%. La resistencia alpunzamiento (CBR) es del orden de 37-40, sin que se hayan detectadohinchamientos.

Segn la normativa consultada (MOPU, 1988), se tratara de suelosseleccionados, y por sus prestaciones mecnicas se alcanzan caractersticaspropias de una Explanada E3.

Ofrece unas buenas prestaciones como material de prstamo para elmovimiento de tierras en la obra civil. Como se deduce de los ensayosefectuados, se trata de materiales aptos para firmes (subbase-base),especialmente para base.

Para su utilizacin potencial en procesos industriales son vlidos parahormign y aglomerado.

ABANICOS ALUVIALES

Se han ensayado muestras pertenecientes a los niveles calificados comoniveles medios. En general se trata de materiales que muestran granulometrasheterogneas de cierre casi completo, habindose observado una tendencia a laabertura en los tamaos 2-0,63 mm (figura 3b). Esta zahorra presenta los cantossubredondeados. El contenido en finos oscila entre valores del 22-24% a valoresdel 27-30%, en este ltimo caso correspondiente a los niveles ms sucios, loscuales muestran una cierta plasticidad. De cualquier forma estos valores deEquivalente en Arena son algo altos debido probablemente a la falta de arenamedia-gruesa (2-0,63 mm), como ya hemos indicado.

Los materiales se clasifican en base a los sistemas normalizados declasificacin de suelos, SUCS y HRB, de forma similar a los correspondientes ala tipologa anterior; es decir, tipos GW y A-1-a.

La mxima densidad de compactacin se obtiene, segn el ensayoProctor Normal, para valores de 2.150 - 2.190 gr/cm3. En este mximo valor decompacidad se obtienen valores de resistencia al punzamiento (CBR) de 30-32.

La resistencia mecnica, valorada segn las pruebas de Desgaste,muestra una notable dispersin dependiendo de la composicin dominante del


depsito. Los mejores desgastes, valores de 21-23%, se obtienen en las muestrascorrespondientes a los abanicos aluviales prximos al ro Abella; constituidosdominantemente por cantos de composicin carbonatad? (calizas del Cretcicoinferior). Los valores ms altos, desgastes de un 35-39%, corresponden alitologas dominadas por calizas del Ilerdiense, caso ste de los abanicosexistentes al oeste del ro Noguera Pallaresa, entre las poblaciones de Tremp yPuigcercs. Las areniscas de la Formacin Areny (abanicos de la zona de Isona-ro Conques) dan valores de desgaste de 26%-30%.

En conjunto, y atendiendo al uso como seccin vial en la obra civil, dadala hetereogeneidad de este hipottico prstamo, aunque se alcancen los valoresde resistencia al punzamiento propios de una explanada de tipo E3, serecomienda tomar la calidad E2 como la ms representativa en lo que amovimientos de tierras se refiere. Por similares motivos no es recomendable suutilizacin en las secciones de firme en base.

En cuanto a su uso potencial en procesos industriales, se trata demateriales vlidos para hormigones convencionales (del tipo H175) sometidosa esfuerzos compresivos, no siendo vlidos para estructuras sometidas asolicitaciones de flexotraccin. Para mezlas bituminosas su utilizacin esmarginal, aunque no se puede descartar su utilizacin en tratamientossuperficiales con riego de emulsin, apicables en obras de poca entidad tipopistas.

TERRAZAS

Se han ensayado muestras correspondientes a los niveles fluvialescalificados como medios (nivel T3-T2) y subactuales (nivel bajo TO); como se havisto, los de mayor inters.

Los primeros, la unidad cartogrfica comparativamente sobreelevadarespecto a la posicin del nivel actual de base, se caracteriza por presentarcaractersticas granulomtricas bastante constantes (figura 4a); la matriz esprcticamente inexistente, y se observa una abertura de la curva en los tamaos32-20 mm y 10-2,5 mm. Los cantos presentan un elevado ndice deredondeamiento, siendo dominantes las litologas arensicosas y carbonatadas(Permotras pirenaico) y en menor proporcin pizarras y granitos y rocas deorigen locaL

Se trata de materiales tipo GP y A-1-a.En la pruebas de resistencia mecnica se han obtenido valores de

desgaste, en muestras constituidas por mezclas naturales, de un 39%, calificablecomo regular-malo (Vzquez y Toral, 1985). Este resultado es debido a lapresencia de cantos de baja resistencia tipo granodioritas principalmente. En unensayo practicado exclusivamente con esta litologa se ha obtenido un desgastedel 56,3%, constantndose la formacin de abundante residuo de fraccin limo-arcillosa. Sobre una muestra constituida exclusivamente por granito, el desgasteobtenido ha sido excelente: 15,8%.

En conjunto, teniendo en cuenta los husos granulomtricos acotados, decierre bastante deficiente, se hace necesario su machaqueo previo para


cualquier tipo de obra civil. Debido a la alterabilidad que muestran sus cantosgranodiorticos, su utilizacin directa, sin tratamiento previo, en estructuras depedrapln no es recomendable.

En cuanto a los fluviales asociados al lecho actual (nivel TO), losresultados obtenidos evidencian un comportamiento similar al descritoanteriormente para los fluviales altos (figura 4b). En este caso, y de formacomparativa, destaca la considerable hetereogeneidad granulomtrica delmaterial.

CONCLUSIONES

Debido a las caractersticas geolgicas de la reglon estudiada, elPalIars Jussa, los nicos materiales que se muestran disgregados de maneranatural y, por tanto, potencialmente utilizables como ridos naturales,corresponden a depsitos del Cuaternario.

Aproximadamente un SO% de los mismos, unos 120 km2 valoradoscartogrficamante, corresponden a materiales marginales para su empleo comoridos naturales. De entre los factores intrnsecos, propios del material, quecondicionan este hecho destacan los siguientes: el reducido espesor, laabundante fraccin fina O.OOS mm) superior en la mayora de los casos al30% y los intensos encostramientos que soportan.

El resto, determinados niveles de gnesis fluvio-torrencial y losdepsitos de derrubios ordenados, muestran una importante componentedetrtica media-gruesa que los hace susceptibles de aprovechamiento.

Los ensayos realizados con estos materiales ponen de manifiesto unasbuenas prestaciones mecnicas en el caso de los abanicos aluviales y derrubiosordenados, calificables como suelos seleccionados segn la normativa vigente(MOPU, 1999), mientras que en el caso de los depsitos fluviales (terrazas bajasy lecho actual) muestran una considerable variabilidad.

Esta falta de homogeneidad, por otro lado muy frecuente en este tipo dezahorras, se debe principalmente a la hetereogeneidad granulomtrica delmaterial y a la presencia de cantos de baja resistencia mecnica. Para su usocomo ridos se hace necesario un tratamiento previo del material (cribado ymachaqueo).

Independientemente del anlisis de otros factores condicionantes delgrado de explotabilidad final de estos materiales, entendemos que los datosobtenidos permiten una primera valoracin de las potencialidades de usoindustrial de la tipologa de formaciones superficiales existentes en la reginde estudio.

REFERENCIAS

CEDEX (1991).- Normas NLT: 1. Ensayos de carreteras.N2. Publicaciones del MOPU-Centrode Estudios de Carreteras.Madrid.l07 normas.

CEDEX (1992).- Normas NLT: 11. Ensayos de suelos.N3. Publicaciones del MOPU-Laboratoriode Geotcnia.Madrid.28 normas.


MOPU (1988).- Pliego de prescripciones tcnicas generales para obras de carreteras (PG-4).Publicaciones del MOPU-Direccin General de Carreteras.Madrid.

PEA-MONNE, J.L. (1983).- La Conca de Tremp y sierras prepirenaicas comprendidas entrelos ros Segre y Noguera Ribagorzana: Estudio geomorfolgico. Inst. de Est. Ilerd. 373 p.

PRAT, J. & FEIXA, L. coord.(1991).- Pla Comarcal de Muntanya. El Pallars Jussa. Vol. 1:Diagnosi. Generalitat de Catalunya. Direcci General de Planificaci i Acci Territorial.531 p.

VAZQUEZ, E. & TORAL, T. (1985).- Canteras y yacimientos de materiales para laconstruccin. 3er Coloquio sobre Ingeniera Geolgica. Libro de Ponencias. UniversitatPolitncica de Barcelona. 58-94.


Pies de figura

Figura 1.- Situacin de la zona de estudio.

Figura 2.- Corte transversal de los niveles fluviales del ro Noguera Pallaresa en el km 60.5de la carretera C-147 (trazado antiguo). Serie y seccin del nivel fluvial T3-T2.Figura 3.- Calidad natural de los ridos derivados de derrubios ordenados (tipo 1) y deconos de deyeccin (tipo 2). Resumen de los ensayos practicados.Figura 4.- Calidad natural de los ridos derivados de depsitos de terrazas: fluviales mediosy fechas actuales (tipo 3).


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628 IV REUNIN DE GEOMORFOLOGAi

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Calidad natural. Aridos naturales Tipo 1

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(NLT-105-1 06172)UmiIleIQuido(%):UmiIle plstico (%):Inda de plasticidad (%): N.P.

31EQUIVALENTE DE ARENA(NLT-113172)

0/0 EA : 22.6-27.8

41CONTENIDO EN MATERIAORGANICA (NLT-118n2)

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20.417.6

N.P. 2.8

3lEQUIVALENTE DE ARENA(NLT-113172)

o/. EA : 22.& - 30.2

41CONTENIDO EN MATERIAORGANICA (NLT-118172)

% M.O. : 0.19 - 0.14

% O.LA.= 21-24

% O.F.= 22-26

51PROCTOR (NLT-l 07-1 08172)

71FRIABIUDAD DE LAS ARENAS(UNE-83115)

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S.U.C.5. --1GWHAS. A1..1.G. oSIPG-3 SMec:cioNIdo

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Tipo de Preetor: noonalMxima densidad de apisonado(gr/cm3): 2.150 - 2.190Hmedad ptima (%): 7.8 - 7.0

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calidad Áridos

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