Informe final del canal rectangular iii

Universidad Nacional De Tumbes
Facultad De Ciencias Agrarias

I.

Escuela De Ingeniería Agrícola
DOCENTE: Napoleón Puño Lecarnaque

Introducción
El presente proyecto consta de la elaboración de un canal
ubicado en la parte norte de la facultad de ciencias agrarias (parte
delantera). Para esto necesitamos realizar su ubicación global,
nivelación, análisis del material, diseño de la caja del canal por
ultimo su elaboración.
Estos procesos se desarrollan con la única finalidad de realizar la
elaboración del canal, para esto se realizara el desarrollo de la
misma en el transcurso del siglo, para el cual al final del ciclo se
presentara un informe detallando el proceso de la elaboración del
canal, estos serán expuestos y debatidos en el aula.
En el ámbito profesional somos conocedores de la topografía en
general, y enfocarla a la relación de ingeniera agrícola.

El desarrollo de la elaboración del canal es muy importante en el
desarrollo topográfico de nosotros los ingenieros agrícolas,
porque muchos de los proceso de construcciones agrícolas se
necesita de la aplicación de la elaboración.

HIDRÁULICA

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II.


Objetivos

 Saber elaborar un verdadero canal y tener el conocimiento previo
de la elaboración y diseño.
 Incentivar a las autoridades de nuestra prestigiosas universidad
nacional de tumbes, para que inviertan en la elaboración de un
canal mucho más grande del ya elaborado.
 Facilitar a que los alumnos de la facultad de ciencias agrarias
realicen sus prácticas correspondientes de siembra de cultivos.

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Materiales

III.

3.1.

TRABAJO TOPOGRÁFICO
Nivel
Teodolito
Mira
Estacas
Lápiz y papel
Jalones

3.2.

ELABORACIÓN DEL CANAL DE CONCRETO
Cemento
Hormigón
Piedras (pequeñas)
Agua

3.3.

ELABORACIÓN DE LA CAJA DEL CANAL DE CONCRETO
Madera (tablas. Tablones, retazos de varenga)
Instrumentos (martillo, clavos, regla (aluminio),
manguera de nivelación, pabilo.)
Regla de nivelación.

3.4.

NIVELACIÓN DEL TERRENO
Palana
Pico
Carretilla

HIDRÁULICA

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Marco teórico

IV.

4.1

NIVEL ÓPTICO
Es un instrumento que materializa un eje óptico horizontal. En
la industria se utiliza para la nivelación de elementos o para la
determinación de la diferencia de alturas. Exigen el calado de
un nivel de burbuja muy sensible (habitualmente niveles de
"burbuja partida"), salvo los automáticos de uso topográfico,
que garantizan la horizontalidad tras el calado de un nivel de
burbuja esférico poco preciso. Estos instrumentos trabajan por
tanto ligados a la gravedad. Habitualmente disponen de
micrómetros de placas plano paralelas que permiten leer a
reglas graduadas con resoluciones de 10 μm

4.2.

EL NIVEL TOPOGRÁFICO U ÓPTICO:
El nivel: o como otros autores lo llaman equialtímetro, a su
vez, es un instrumento que sirve para medir diferencias de
altura entre dos puntos, para determinar estas diferencias,
este instrumento se basa en la determinación de planos
horizontales a través de una burbuja que sirve para fijar
correctamente este plano y un anteojo que tiene la función de
incrementar la visual del observador. Además de esto, el nivel
topográfico sirve para medir distancias horizontales,
basándose en el mismo principio del taquímetro.

HIDRÁULICA

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4.2.1CARACTERÍSTICAS: EL NIVEL DEBE CUMPLIR LAS
SIGUIENTES CONDICIÓN ESTALES CÓMO;

1. Burbuja para poder nivelar el instrumento
2. Anteojo con los suficientes aumentos para poder ver
las divisiones de mira.
3. Un retículo con hilos para poder hacer la puntería y
tomar las lecturas.
4. Así como la posibilidad de un compensador para
asegurar su perfecta nivelación y horizontalidad del
plano de comparación.

4.2.2. LA PRECISIÓN
De un nivel depende del tipo de nivelación para el que
se lo utilice. Lo normal es un nivel de entre 20 y 25
aumentos y miras centimetradas o de doble milímetro.
Con este nivel y la metodología apropiada se pueden
hacer nivelaciones con un error de aproximadamente
1.5 cm por kilómetro de nivelada; Para trabajos más
exigentes existen niveles con nivel de burbuja partida,
retículo de cuña, placas plano paralelas con micrómetro
y miras de INVAR milimetradas, con los cuales se
HIDRÁULICA

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pueden alcanzar precisiones de unos 7 mm por
kilómetro de nivelada con la metodología apropiada.

4.2.3. COMPROBACIONES
A cada instante se deben ver y corregir los errores en el
desarrollo del proyecto, tratar con mucho cautela este
proceso.

4.2.4.

NOTAS DE CAMPO
En el proceso del desarrollo del proyecto se debe
guardar los datos en una libreta topográfica para poder
una claridad de los pasos a desarrollar y se deben
tomar la mayor cantidad de datos complementarios
posibles.

4.3.

PERFILES
El perfil topográfico es una representación de tipo lineal, que
permite establecer las diferencias de latitudes que se pueden
presentar a lo largo del reconocimiento, de acuerdo con la
regularidad que guarde la dirección de su recorrido, se les
clasifica como longitudinal y transversal.

HIDRÁULICA

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4.4.


PERFIL LOGITUDINAL
Un perfil longitudinal es aquel en el cual se toma la misma
dirección durante todo el recorrido, sin cambiar el rumbo.

4.5.

LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS
Un levantamiento topográfico es una representación gráfica
que cumple con todos los requerimientos que necesita un
constructor para ubicar un proyecto y materializar una obra en
terreno, ya que éste da una representación completa, tanto del
terreno en su relieve como en las obras existentes. De ésta
manera, el constructor tiene en sus manos una importante
herramienta que le será útil para buscar la forma más
funcional y económica de ubicar el proyecto

4.6.

DISEÑO DE UN CANAL
Criterios de diseño. Se tienen diferentes factores que se
consideran en el diseño de canales, aunque el diseño final se
hará considerando las diferentes posibilidades y el resultado
será siempre una solución de compromiso, porque nunca se
podrán eliminar todos los riesgos y desventajas, únicamente
se asegurarán que la influencia negativa sea la mayor posible
y que la solución técnica propuesta no sea inconveniente
debido a los altos costos.

4.6.1. ELEMENTOS
CANALES:
HIDRÁULICA

BÁSICOS

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EN

EL

DISEÑO

DE

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Se consideran algunos elementos topográficos,
secciones, velocidades permisibles, entre otros:

1. TRAZO DE CANALES: cuando se trata de trazar un

canal o un sistema de canales es necesario
recolectar la siguiente información básica:


Fotografías aéreas, para localizar los poblados,
caseríos, áreas de cultivo, vías de comunicación,
etc.



Planos topográficos y catastrales.



Estudios geológicos, salinidad, suelos y demás
información que pueda conjugarse en el trazo de
canales.

Una vez obtenido los datos precisos, se procede a
trabajar en gabinete dando un trazo preliminar, el cual
se replantea en campo, donde se hacen los ajustes
necesarios, obteniéndose finalmente el trazo definitivo.
En el caso de no existir información topográfica básica
se procede a levantar el relieve del canal, procediendo
con los siguientes pasos:

a) Reconocimiento del terreno: Se recorre la zona,
anotándose todos los detalles que influyen en la
determinación de un eje probable de trazo,
determinándose el punto inicial y el punto final.

b) Trazo preliminar: Se procede a levantar la zona con
una brigada topográfica, clavando en el terreno las
estacas de la poligonal preliminar y luego el
levantamiento con teodolito, posteriormente a este
levantamiento se nivelará la poligonal y se hará el
levantamiento de secciones transversales, estas
secciones se harán de acuerdo a criterio, si es un
terreno con una alta distorsión de relieve, la sección
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se hace a cada 5 m, si el terreno no muestra
muchas variaciones y es uniforme la sección es
máximo a cada 20 m.

c) Trazo definitivo: Con los datos de (b) se procede al
trazo definitivo, teniendo en cuenta la escala del
plano, la cual depende básicamente de la topografía
de la zona y de la precisión que se desea:
Terrenos con pendiente transversal mayor a
25%, se recomienda escala de 1:500.

Terrenos con pendiente transversal menor a
25%, se recomienda escalas de 1:1000 a
1:2000

2. COTA DE RELLENO: significa compensar los

volúmenes de materiales para alcanzar la cota de
sub-rasante indicada en los planos, cumpliendo con
las especificaciones pertinentes en humedad y
compactación.
Los cortes y rellenos para presas de tierra, diques,
carreteras, vías férreas, canales, etc., forman líneas
de nivel rectas o curvas con un estacionamiento
igual o uniformemente graduado

HIDRÁULICA

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3. COTA DE CORTE: es el material no clasificado que

se excava dentro de los límites de construcción para
utilizarlo en la construcción de terraplenes o sea
rellenos, dentro de dichos límites

4. PARA EL DISEÑO DE LA RASANTE SE DEBE

TENER EN CUENTA:
Rugosidad: esta depende del cauce y el talud, dado
a las paredes laterales delmismo, vegetación,
irregularidad y trazado del canal, radio hidráulico y
obstruccionesen el canal, generalmente cuando se
diseña canales en tierra se supone que el canal
estárecientemente abierto, limpio y con un trazado
uniforme, sin embargo el valor derugosidad
inicialmente asumido difícilmente se conservará con
el tiempo, lo que quieredecir que en al práctica
constantemente se hará frente a un continuo cambio
de larugosidad.




Tener en cuenta los puntos de captación cuando
se trate de un canal de riego y los puntos de
confluencia si es un dren.



HIDRÁULICA

La rasante se debe efectuar sobre la base de
una copia ozalid del perfil longitudinal del trazo,
no se debe trabajar sobre un borrador de él
hecho a lápiz y nunca sobre el original.

La pendiente de la rasante de fondo, debe ser en
lo posible igual a la pendiente natural promedio
del terreno, cuando esta no es posible debido a

GRUPO III

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fuertes pendientes, se proyectan caídas o saltos
de agua.


Para definir la rasante del fondo se prueba con
diferentes cajas hidráulicas, chequeando siempre
si la velocidad obtenida es soportada por el tipo
de material donde se construirá el canal.

La siguiente tabla nos da los valores de “n” estimados, estos
valores pueden ser refutados con investigaciones y manuales,
sin embargo no dejan de ser una referencia para el diseño:
NUMERO
0.010
0.011
0.013
0.017
0.020
0.025
0.035
0.040
4.7.

SUPERFICIE
Muy lisa, vidrio, plástico, cobre
Concreto muy liso.
Madera suave, metal, concreto frotachado
Canales de tierra en buenas condiciones
Canales naturales de tierra, libres de vegetación
Canales naturales con alguna vegetación y piedras esparcidas en
el fondo
Canales naturales con abundante vegetación
Arroyos de montaña con muchas piedras
CONSIDERACIONES
PRELIMINARES
DETERMINACIÓN DEL EJE DEL CANAL

PARA

LA

HIDRÁULICA
Volumen de agua que se ha de conducir.
Tipo de canal (conducción o distribución).
Obras de paso (alcantarilla, acueducto, sifones, canoas,
caídas rápidas, toma lateral, paso de vehículos, túneles,
etc).
HIDRÁULICA

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Datos climatológicos.
GEOLOGÍA
Tramos en ladera y suelos llanos.
Geomorfología: rocosidad, pedregosidad o naturaleza
del suelo.
Fisiografía dominante.
Fallas, asentamientos y estabilidad de taludes.

MECÁNICA DE SUELOS
Estratigrafía (Calicatas: cada 500m – 1.5m y cada 5km
– 3.0m de profundidad).
Capacidad portante.
Se trabaja con Cartas Nacionales: 1/100,000 y planos
1/25,000 (IGN- Ministerio de Agricultura)
Fotografías Aérea: 1/20,000 ó 1/10,000 ó 1/60,000

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4.8.


RELACIONES GEOMÉTRICAS DE LAS
TRANSVERSALES MAS FRECUENTES

SECCIONES

Nota: nuestro grupo les ha tocado realizar el canal de sección rectangular, por lo que los
datos del área hidráulica, perímetro mojado, radio hidráulico, espejo de agua se
encuentran en fase de gabinete.

4.9.

TALUD APROPIADOS PARA DIFERENTES TIPOS DE
MATERIAL

MATERIAL
Roca
Suelos de turba y detritos
Arcilla compactada o tierra con
recubrimiento de concreto

HIDRÁULICA

TALUD (horizontal: vertical)
Prácticamente vertical
0.25 : 1
0.5 : 1 hasta 1:1

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Tierra con recubrimiento de piedra o
1:1
tierra en grandes canales
Arcilla fina o tierra en canales pequeños 1.5 : 1
Tierra arenosa suelta
Greda arenosa o arcilla porosa

2:1
3:1

4.10. PENDIENTES LATERALES EN CANALES SEGÚN TIPO DE
SUELO

MATERIAL
Roca En Buenas Condiciones
Arcillas Compactadas O
Conglomerados
Limos Arcillosos
Limos Arenosos
Arenas Sueltas
Concreto

CANALES POCO
CANALES
PROFUNDOS
PROFUNDOS
Vertical
0.25 : 1
0.5 : 1
1:1
1: 1
1.5 : 1
2:1
1: 1

1.5 : 1
2:1
3:1
1.5 : 1

4.11. VELOCIDADES MÁXIMAS EN HORMIGÓN EN FUNCIÓN DE
SU RESISTENCIA
RESISTENCIA
(kg/cm2)
50
HIDRÁULICA

PROFUNDIDAD DEL TIRANTE EN METROS
0.5
1
3
5
10
9.6
10.6
12.3
13.0
14.1
GRUPO III

Pag. 14


75
100
150
200

11.2
12.7
14.0
15.6


12.4
13.8
15.6
17.3

14.3
16.0
18.0
20.0

15.2
17.0
19.1
21.2

16.4
18.3
20.6
22.9

4.12. BORDE LIBRE EN FUNCIÓN DEL CANAL
CAUDAL (m3/seg)
< 0.05
0.05 – 0.25
0.25 – 0.50
0.50 – 1.00
> 1.00

REVESTIDO (cm)
7.5
10.00
20.0
25.0
30.0

SIN REVESTIR (cm)
10.0
20.0
40.0
50.0
60.0

4.13. BORDE LIBRE EN FUNCIÓN DE LA PLANTILLA DEL CANAL

ANCHO DE LA PLANTILLA (m)
Hasta 0.8
0.8 – 1.5
1.5 – 3.0
3.0 – 20.0

V.

Metodología

5.1.

HIDRÁULICA

BORDE LIBRE (m)
0.4
0.5
0.6
1.0

RECONOCIMIENTO DE LA ZONA DE TRABAJO

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En la zona de la Facultad de Ciencias Agrarias (Corrales), en
la puerta principal de entrada a la facultada ya antes
mencionada, al costado de la caseta principal de vigilancia,
cerca de la biblioteca general de dicha facultad. Se encuentra
la zona en donde se ha realizado la elaboración de un mini
canal se sección rectangular de longitud 5 metros.

5.2.

NIVELACIÓN DEL TERRENO Y ELABORACIÓN DE LA
PENDIENTE DEL TERRENO

5.2.1 Una vez ya conocida el terreno a trabajar, ya sabemos
las condiciones en que se encuentra, dado a esto
procedemos a la nivelación del terreno con la ayuda del
instrumento topográfico (nivel). Obtenidos los datos de
las cotas del terreno, y teniendo un criterio de cómo se
encuentra la zona; hemos procedido a la nivelación con
corte y relleno del terreno. Pero dado las condiciones
del terreno solo hemos hecho corte del terreno.
(Los datos de las cotas del terreno
capítulo número 6.1.1)

se encuentran en el

5.2.2. La pendiente del terreno la hemos calculado con las
cotas del terreno, en la cual hemos aplicado la siguiente
formula:

La pendiente del terreno se encuentra en el capítulo número
6.1)

5.3.

ELABORACIÓN DE LA ZANJA DEL TERRENO

5.3.1 Después de haber realizado la nivelación del terreno y
elaboración de la pendiente con los cálculos
HIDRÁULICA

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correspondientes, logramos realizar la zanja del terreno
con ayuda de instrumentos de trabajo como palana,
pico, carretilla. Cuya zanja tiene una forma rectangular,
acomodándose a la sección principal del canal a
realizar. Esta zanja la realizamos con dichas medidas:
Dónde:

b

B: base mayor
H: altura total
b: borde libre

H

B

5.4.

DISEÑO DE LA
RECTANGULAR

CAJA

DEL

CANAL

DE

SECCION

5.4.1. Para este diseño hemos utilizado los materiales ya
antes mencionados en el capítulo (3.3). Para el diseño
de la caja del canal, hemos necesitado la ayuda de una
persona especializada en la elaboración de dicha caja.
Lo cual con la colaboración de los integrantes del grupo
hemos podido realizar este trabajo. Aquí nos hemos
dado cuenta y aprendido el verdadero diseño de una
caja de canal de sección rectangular.

5.5.

CONSTRUCCIÓN DEL CANAL PROPIAMENTE DICHO
Con la elaboración de la caja del canal y con los datos de
obtenidos del modelo del canal, procedemos a la construcción
del canal de concreto de sección rectangular. Para ello

HIDRÁULICA

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Pag. 17



debemos de obtener el volumen del canal a realizar, con lo
cual con los datos ya antes mencionado, procedemos a
realizar los cálculos correspondientes.
(Volumen del canal se encuentra en el capítulo número 6.1.)

Teniendo este dato se nos hace más fácil calcular el total de
material a trabajar, con esto hacemos que el costo total sea el
más mínimo teniendo un ahorro suficiente. Para una buena
construcción debemos de tener los materiales de construcción
en buen estado (cemento, hormigón, agua, etc.). Realizando
un proceso de selección.

VI.

FASE DE GABINETE

6.1.
HIDRÁULICA

COTA Y PENDIENTE DEL TERRENO
GRUPO III

Pag. 18



6.1.1 Para el cálculo de las cotas de terreno debemos
primero encontrar un BM cerca para luego realizar
cálculos correspondientes. El BM más cerca
encuentra en la pared de la puerta de la caseta
vigilancia de la facultad, cuya medida es

de
los
se
de

Obtenido este dato calculamos la altura del instrumento
y las cotas correspondientes al terreno.

Estación

1

P.v

V. atrás

1
2
3
4
5

V. adelante

cota

1.35
1.31
1.56
1.53
1.55

4.43
4.18
4.21
4.19

5.74

6.1.2. Con la fórmula para el cálculo de la pendiente ya
mencionada anteriormente, procedemos al cálculo
correspondiente:
;

6.2.

HIDRÁULICA

VOLUMEN DE LA CAJA DEL CANAL

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Pag. 19



6.2.1. Si deseamos saber el volumen de la caja del canal
debemos de obtener los datos de las dimensiones y el
espesor a emplear en dicho canal.
Dónde:
B = 0.28m
b = 0.10m
H = 0.38
e = 0.05m

6.2.2. Calculamos las áreas (A1, A2, A3, A4, A5)



;



;



;



;



;

6.2.3. Calculamos el volumen de todo el canal.

HIDRÁULICA

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Pag. 20



;

Con el volumen del canal ya conocido, ahora podemos
sacar un presupuesto exacto sobre la cantidad de
bolsas de cemento a emplear.

6.3.

CALCULO DE LAS RELACIONES GEOMÉTRICA DE LA
SECCIÓN TRANSVERSAL

Para el cálculo del área hidráulica, perímetro mojado, radio
hidráulico, espejo de agua debemos de tener el valor del
tirante del agua. Por lo que hemos hecho a criterio de cada
integrante que el tirante hidráulico sea
con este
valor ya podemos hacer los cálculos correspondientes.

6.3.1 Área Hidráulica para ello empleamos dicha fórmula:

Donde

;

;

HIDRÁULICA

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6.3.2. Perímetro Mojado, su determinado cálculo se debe a la
siguiente formula:

Donde:

;

6.3.3. Radio Hidráulico, este valor es muy importante al
momento de la elaboración del canal, con lo cual se
aplica dicha fórmula:

Dónde:

;

6.3.4. El espejo del agua, viene a ser el mismo valor de la
base mayor (B)

HIDRÁULICA

GRUPO III

Pag. 22


6.3.


COSTOS DEL PROYECTO
En el siguiente cuadro esta detallado el costo total del
proyecto de la elaboración del canal se sección rectangular.

CANTIDAD
03
30 latas
4 latas
01
01
-----

DESCRIPCIÓN
Cemento Pacasmayo (216)
Hormigón
Piedra pequeña (2pulg)
Mano de obra
Transporte
Agua

PRECIO
UNITARIO
25.50
1.20
1.40
80.00
--------------TOTAL

PRECIO
TOTAL
76.50
36.00
5.60
80.00
20.00
-------218.10

Con este costo obtenido hemos dividido entre todos los
integrantes del grupo, por lo que sale un resultado a cada
integrante de 43.62 nuevos soles

HIDRÁULICA

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VII.


CONCLUSION
 El transporte de material a la facultad de ciencias agrarias, es
muy costoso.
 Haciendo los cálculos correspondientes se puede hacer un
menor costo en la elaboración de cualquier obra.
 Así sea muy chico la longitud del canal o de cualquier obra, se
debe de aplicar los mismos métodos y conocimientos en todos
sus aspectos.

HIDRÁULICA

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Pag. 24


VIII.


BIBLIOGRAFIA

 http://www.buenastareas.com/ensayos/ReconocimientoFisiogr%C3%A1fico-De-Una-Zona/1136492.html
 http://castroingenieros.com/index.php?option=com_content&view
=article&id=5&Itemid=6
 http://www.oei.es/estandares/panama/panamaconclu.pdf
 http://es.wikipedia.org/wiki/Canal_de_riegohttp://www.oas.org/dsd/
publications/unit/oea21s/ch26.htm
 http://www.oas.org/dsd/publications/unit/oea21s/ch26.htmg&sa=N
&tab=wiscribd.com/doc/31008474/Cedula-de-Cultivo-Canal-Poma
 http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lic/pimentel_t_ra
/capitulo5.pdf
 ww.angelfire.com/ia2/ingenieriaagricola/canales.ht
 Casanova, L. 2002. Topografía plana. Taller de Publicaciones
Facultad de Ingeniería ULA, Mérida
 Domínguez, F. 1963. Topografía general y aplicada. Editorial
Dossat, S.A. Madrid.4
 Valdés Doménech, Francisco. 1991. Topografía. Ediciones
CEAC, Barceló

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