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“ “ BATIMETRÍA Y BATIMETRÍA MULTIHAZ BATIMETRÍA Y BATIMETRÍA MULTIHAZ ””

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P R O F E S O R : ENRIQUE CAPONE MAGGIO

“ BATIMETRÍA Y BATIMETRÍA MULTIHAZ ”

OBRAS MARITIMASOBRAS MARITIMASPROYECTO DEPROYECTO DE

ENRIQUE CAPONE MAGGIO CONSTRUCTOR CIVIL UCH

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >Definición de Batimetría

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Batimetría :

ES LA CIENCIA ES LA CIENCIA QUE MIDE LAS QUE MIDE LAS PROFUNDIDADES MARINAS PARA PROFUNDIDADES MARINAS PARA

DETERMINAR LA TOPOGRAFÍA DEL DETERMINAR LA TOPOGRAFÍA DEL FONDO DEL MARFONDO DEL MAR

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >

OBRAS MARITIMAS 2005OBRAS MARITIMAS 2005 UNIVERSIDAD VALPARAISOUNIVERSIDAD VALPARAISO

Clasificación

Batimetría de Precisión

Batimetría exploratoria

Batimetría para navegación

Batimetría de prospección

Clasificación

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Antecedentes Históricos

Primer intento de sondaje (1519-1522)

Primera expedición ( 1839-1843)

Primera carta batimétrica (1854)

Uso de escandallo (s. xix)

Uso de ecosonda (s.xx)

Ecosonda del tipo Monohaz

Ecosonda del tipo Multihaz

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >OPERACIONES DE SONDAJE

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SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO

POSICIONAMIENTO VISUAL Método de resección

Método de intersección

POSICIONAMIENTO ELECTRÓNICO Distancia de operación corta

media

larga

Modo de operación

Ventajas

Desventajas

Operaciones de Sondaje

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Posicionamiento por satélite GPS

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >Posicionamiento por satélite GPS

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Posicionamiento por satélite GPS

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >Métodos para Determinar la Profundidad

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MÉTODOS MANUALES

MÉTODOS ACÚSTICOS

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MÉTODOS MANUALES

VARA SONDAR

ESCANDALLO

ESC.BROOKE

ESC DE TIJERA

ESC.MECÁNICO

MÉTODOS ACÚSTICOS

ECOSONDA

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >La vara de sondar

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• Es similar a una regla graduada

• La vara se sumerge de forma vertical, hasta que el extremo inferior toque fondo

• Es de bajo costo; efectivo en aguas tranquilas hasta una máxima de profundidad de tres metros

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >Escandallo

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Consiste en determinar la distancia del fondo y la superficie del agua utilizando un cabo, del cual pende un peso muerto. El escandallo ordinario consiste en una plomada troncónica o prismática, cuyo vértice va amarrada la sondaleza de 30 a 150 metros de longitud.

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Sondaje en Muelles con Método de Barra Extendida y Escandallo

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >Escandallo de Brooke

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Es un tubo de bronce de ½ mt, que atraviesa una bola de hierro de 15kg. Es mantenida en la posición por chicotes unidas a sendas palancas, hasta el momento de tocar el fondo; entonces deja la sondaleza de tirar de ellas, y sueltan la bola de peso, que queda en el fondo. Al ascender de nuevo la barra trae en su interior una muestra de suelo, recogida por un haz de cañones de pluma.

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >Escandallo de Tijera

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En la parte inferior de un plomo ordinario va un muelle de acero que tiende a cerrar dos cavidades de bronce en forma de pico de loro, mantenidas abiertas hasta llegar al fondo, donde el golpe las hace saltar y entra en acción el muelle y se cierran con fuerza las cavidades con una muestra de suelo en su interior

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >Escandallo Mecánico

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• Embarcación de sondaje, velocidad constante o marcha normal

• Se coloca el escandallo mecánico en la superficie del agua, apoyada en una estructura que separa el aparato del barco, para evitar golpes con este

• La ubicación del aparato, será cerca del puente para gritar cada sondaje a viva voz.

• Se coloca la aguja en cero, se suelta el plomo desenrollándose la sondaleza.

• Cuando toca fondo se activa el freno automático.

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METODOLOGÍA PARA REALIZAR BATIMETRÍAS CON SISTEMA DE BARRA EXTENDIDA UTILIZANDO ECOSONDA O ESCANDALLO CON HUINCHA GRADUADA.

Metodología para realizar Batimetrías

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >ECOSONDA

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El antiguo método de sondar con escandallos ha quedado relegado en gran parte por el empleo de los sondadores acústicos y ultrasonoros. Antes de estos ya se habían ensayado diversos procedimientos para obtener la profundidad del mar por medio del sonido

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Consiste en lanzar una bomba desde la superficie del mar, se mide el tiempo que transcurre desde el lanzamiento de la bomba hasta la llegada del sonido de la explosión. “Atlas-Werke”, que tiene una velocidad de descenso de 2m/seg, con este dato es fácil obtener la profundidad, error máximo de uno de cada cien metros.

ECOSONDA

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >Fundamentos de la Ecosonda

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P = P = v tv t 22

Cálculo de Profundidad

Una instalación para sondar por eco se compone principalmente de:

Emisor

Receptor

Amplificador

Aparatos Indicadores

Cálculo de Profundidad

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Equipos SondadoresEquipos Sondadores

1.) 1.) Sondadores Acústicos o SonorosSondadores Acústicos o Sonoros

Ondas de frecuencia menor a

20 mil períodos por segundo

Se propagan en todas

direcciones (puede haber

errores bastante considerables.

Equipos Sondadores

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2.) Sondadores Ultrasonoros2.) Sondadores Ultrasonoros

Ondas de frecuencia mayor a 200

mil períodos por segundo.

Estas ondas pueden ser dirigidas.

Equipos Sondadores

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En general para estos equipos sondadores:

Pueden medir profundidades de hasta 1000 m.

Funcionan bien de 20 a 30 nudos.

Para evitar resultados erróneos se coloca el emisor y el

receptor en la parte más baja del casco.

Equipos Sondadores

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >DIFERENCIAS ENTRE LA ECOSONDA Y EL SONAR

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El sonar funciona automáticamente, la ecosonda requiere de un operador.

El sonar es instalado de forma fija y permanente en el casco del barco, la ecosonda debe instalarse vertical, esto implica calibrar el equipo cada vez que se pone en operación.

La ecosonda tiene menor costo que los equipos de sonar.

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >EcógrafosEcógrafos

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Es un aparato registrador de profundidades, puede acoplarse al sondador.

Constituido por: mecanismo de relojería, banda de papel, brazo giratorio.

El brazo giratorio puede colocarse en 5 posiciones correspondiendo a a márgenes de medidas comprendidas entre:

- 0 y 150 m- 0 y 150 m

- 100 y 250 m- 100 y 250 m

- 200 y 350 m- 200 y 350 m

- 300 y 450 m- 300 y 450 m

- 400 y 500 m - 400 y 500 m ENRIQUE CAPONE MAGGIO CONSTRUCTOR CIVIL UCH

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >Operaciones Especiales

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Líneas de SondasLíneas de SondasSon aquellas que investiga un buque durante su

normal navegación.

Rebusca de Bajos FondosRebusca de Bajos FondosRebusca con RastraRebusca con Rastra

- Dos embarcaciones menores a motor.

- Un cable.

- Dos anclotes que cuelguen uno de cada embarcación.

Se necesita:

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Rebusca con BuzosRebusca con BuzosSe necesita:

- EscandalloEscandallo

- Boyarín (puede ser un tambor de 200 lt.)Boyarín (puede ser un tambor de 200 lt.)

- Maniobra para el fondo del boyarínManiobra para el fondo del boyarín

Operaciones Especiales

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Origen de la Batimetría Multihaz

Multihaz

Origen Científico

UsoHidrográfico

Conocer la Morfología Submarina

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La tecnología de sonares de multihaz para trabajos hidrográficos en aguas someras

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Necesidad de cobertura de 100% de un área dada

Mejoramiento del Sistema Multihaz

Sensores de Movimiento

Ángulo de cabeceo Ángulo de balanceo Otros

Profundidades con excelente exactitud

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La tecnología de sonares de multihaz para trabajos hidrográficos en aguas someras

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Factores que afectan la propagación de rayos acústicos

Densidad del Agua de Mar

Propagación de la velocidad del Sonido

Temperatura Salinidad Presión

Desarrollo de nuevos modelos ( CTD, conductividad, temperatura y presión)

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El sonar de multihaz Sea Beam del AGOR “Vidal Gormaz”.

Es un Ecosonda Multihaz

Para aguas profundas

A principios de los años 80 en el mundo

Primer Sistema en Chile 1992

16 haces de sonido

Frecuencia 12 KHz

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El sonar de multihaz Sea Beam del AGOR “Vidal Gormaz”.

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El sonar de multihaz Sea Beam del AGOR “Vidal Gormaz”.

1993-1994: Primeros cruceros oceanográficos para realizar perfiles batimétricos

1994: Modernización de sistemas de procesamiento y almacenamiento de datos

1995: Nuevos programas y dispositivos electrónicos

Profundidades de 50 a 11000 m

1995-1998: Estudios morfológicos de importancia científica e institucional

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El sonar de multihaz Sea Beam del AGOR “Vidal Gormaz”.

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El nuevo Sistema de Ecosonda de Multihaz a bordo del PSH Cabrales

Se instala en el año 2000

Opera el 2001, Primera Comisión Hidrográfica en sector de la boca del Guafo, Chiloé

Confección de la Carta Náutica

Permitir seguridad a la navegación

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Componentes del Sistema de Multihaz a bordo del PSH Cabrales

Se compone de dos ecosondas principales

Hidrosweep MD-2 Fansweep FS-20

•Para aguas profundas

•Trabajos Científicos

•Operado en buques pequeños

•Rango de detección de 1500 m

•Frecuencia operación 50 KHz

•Genera 320 haces

•Ángulo máximo de barrido 152º

•Aplicación para tipificación de sedimentos y rocas

•Para aguas poco profundas

•Trabajos Hidrográficos

•Mediciones más exactas

•Rango de detección de 250 m

•Frecuencia operación 200 KHz

•Genera 1440 haces

•Para trabajos exploratorios

Imágenes tipo side scan sonarENRIQUE CAPONE MAGGIO CONSTRUCTOR CIVIL UCH

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Componentes del Sistema de Multihaz a bordo del PSH Cabrales

Domo bajo la quilla y posición de los transductores

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Adquisición y Procesamiento de los Datos Batimétricos

Programa Atlas Hydromap Online

Subprogramas

Representación Cartográfica

Generación contornos batimétricos

Depto.de Cartografía del SHOA Carta Náutica

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Batimetría Multihaz >

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Especificaciones Técnicas para la Realización de Sondaje de Precisión >

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El SHOA constituye el servicio oficial, técnico y permanente del Estado en todo lo referido a Levantamiento Hidrográfico marítimo, fluvial y lacustre.

Facultades

Control

Revisión

Aprobación

Fines

Portuarias

Concesiones

Otros

Levantamientos Hidrográficos

Cartografía marina

Cartografía lacustre

Cartografía fluvial

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Instrucciones

Nombre de la Empresa o entidad que realizará el trabajo Nombre de la Empresa o entidad solicitante del servicio

Objetivo del trabajo Trabajos específicos que se realizarán

Area que cubrirá el estudio adjuntando gráfico Fechas de inicio y duración estimada de los trabajos

Fechas tentativa para efectuar la inspección Relación del personal que participará en los trabajos de terreno

Relación del instrumental y equipo que se utilizará

Solicitud de Autorización

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Ejecución

Escala del Levantamiento

1 : 1000

1 : 500Permite determinar el Relieve

Batimétrico

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OBRAS MARITIMAS 2005OBRAS MARITIMAS 2005 UNIVERSIDAD VALPARAISOUNIVERSIDAD VALPARAISO

Ejecución

Separación entre línea de sondas

Sonda de Comprobación 50 m

Sondajes

Sonda Principal 5 m

Sondaje en mar en calma

MuellesMolos

EspigonesAtracaderos

1 m5 m

10 m15 m

Líneas de sonda

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Ejecución

Intervalo entre situacionesLa separación entre dos situaciones consecutivas en el posicionamiento de sondaje en una línea no debe exceder 60 mt

Interpolación e intervalo de sondas en el plano

El plano presentará una selección de sondas. La separación entre ellas no será mayor a 10 mm.

Esta selección tomará las lecturas de las cimas submarinas, profundidades mínimas, y cambios notables de pendiente

Veriles

Cada 5 m como máximo

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Principal Secundario

•Determinar las coordenadas geográficas de los vértices del área de trabajo

•Se vinculan a las estaciones de sondaje

•Pudiendo emplearse sistema tradicional o GPS diferencial

•El SHOA fijará vértices geodésicos

•Determinar las coordenadas planas de las estaciones de sondaje

•A partir de vértices de control principal

•El levantamiento del detalle de costa u otros elementos, serán determinados según métodos topográficos estándares

Ejecución

Control Geodésico

Vértice Geodésico: Punto sobre el terreno cuya posición (horizontal y vertical) se utiliza como base para efectuar levantamientos

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Monumentación e Identificación

•Los vértices originados deben quedar monumentados en forma permanente

Ejecución

Control Geodésico

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Ejecución

Posicionamiento del sondaje

El posicionamiento de la embarcación durante el sondaje

Taquímetro

TeodolitoIntersección

de tres ángulos

La embarcación navegará a velocidad constante

Para el posicionamiento del sondaje

Instrumentos que permitan una lectura directa de 1

minuto Centesimal

Sexagesimal

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Profundidades

Medición de Profundidades

Ecosonda Inscriptor

Profundidades menores a 25 m

Resolución tal que 1 cm. en el ecograma represente 1,5 m de profundidad

El avance del papel admita separación entre sondas no inferior a 1.5 mm

Las profundidades del plano final serán aproximadas al decímetro inferior

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Profundidades

Comprobación del ecosonda

•Contrastación con el patrón de profundidad (plancha o barra) al inicio y término de la actividad de sondaje

•Estas comprobaciones se realizarán con el mar en calma

•Prueba de plancha se efectuará cada 2 metros a partir desde la superficie del agua y hasta la profundidad máxima, sin exceder los 20 metros

•La plancha deberá tener un peso mínimo de 5 Kg. y una superficie no inferior a los 600cm², sustentado por un cable de acero graduado cada 2 metros

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Nivel de Mar

Observación

•Si existe NRS, las observaciones del nivel del mar se prolongarán por el tiempo que duren las operaciones del sondaje

•Si no existiera NRS, las observaciones se prolongará por un período mínimo de 30 días y se establecerá un sistema de referencia vertical de a lo menos 3 cotas de marea

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >OPERACIONES DE SONDAJE

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DENTRO DE LAS ATRIBUCIONES QUE LE CONFIERE LA LEY

Control S.H.O.A.

Inspector Fiel cumplimiento del procedimiento

Instrucciones

Requisitos básicos de precisión

5 DÍAS HABILES DE ANTELACIÓN

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >Control S.H.O.A

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Acta de inspección Firmas del ejecutor y del inspector.

Formaliza

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BATIMETRIA Y BATIMETRIA MULTIHAZ >OPERACIONES DE SONDAJE

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ANTECEDENTES

Control S.H.O.A.

Informe – Capítulo I: Memoria.– Capítulo II: Control.– Capítulo III: Sondaje.– Capítulo IV: Nivel del Mar.– Capítulo V: Referencia.– Anexos: Control - Nivel del Mar - Sondaje.

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Capítulo I: Memoria Número de identificación y fecha

Introducción

Explicación

Metodología e instrumental

Certificados de vértices geodésicos y cotas

Control S.H.O.A.

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Capítulo II: ControlGeodésico

Topográfico

Control S.H.O.A.

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Capítulo III: Sondaje Posicionamiento Tradicional.

Posicionamiento GPS

Profundidad

Control S.H.O.A.

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Control S:H:O:A:

Capítulo IV: Nivel del MarGeneralidades

Registros

Procesamiento, Tablas y Gráficos

Documento que certifique la adquisición

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Capítulo V: Referencias

Documento que certifique la adquisición De vértices geodésicos para la vinculación

Documento que certifique la adquisición De los datos de marea y cota fija de marea

Control S:H:O:A:

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Anexos: Ecogramas

Minuta de Orden

Minuta de Sondas

Libreta de posición de sonda en terreno

Lectura de sondas

Control S:H:O:A:

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Control S:H:O:A:

InformeRevisión

Probación

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