ES2398284B1 - Sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación y procedimiento para llevar a cabo la unión de elementos de hormigón prefabricado. - Google Patents
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Abstract
Sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación y procedimiento para llevar a cabo la unión de elementos de hormigón prefabricado.#La presente invención se refiere a un sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación y a un procedimiento para llevar a cabo dicha unión, donde el sistema regulable de unión comprende al menos dos bloques de hormigón armado prefabricado, un bloque prefabricado superior y un bloque prefabricado inferior que se unen en dirección vertical mediante un casquillo que une una barra de acero del bloque prefabricado superior con una barra de acero del bloque prefabricado inferior solidarizando los dos bloques de hormigón armado adyacentes en dirección vertical, donde el casquillo comprende una superficie superior que se encuentra en contacto con el bloque prefabricado superior, donde dicho casquillo confiere una elevada rigidez al conjunto bloque prefabricado superior y bloque prefabricado inferior antes de llevar a cabo el hormigonado de la zona de unión.
Description
SISTEMA REGULABLE DE UNIÓN EMBEBIDA DE ELEMENTOS DE HORMIGÓN PREFABRICADO PARA ESTRUCTURAS DE EDIFICACIÓN Y PROCEDIMIENTO PARA LLEVAR A CABO LA UNIÓN DE ELEMENTOS DE HORMIGÓN PREFABRICADO 5 D E S C R I P C I Ó N OBJETO DE LA INVENCIÓN 10 La presente invención se refiere a un sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación y a un procedimiento para llevar a cabo dicha unión. El objeto de la invención consiste en un sistema regulable de unión 15 embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación que comprende al menos dos bloques de hormigón armado prefabricado, un bloque prefabricado superior y un bloque prefabricado inferior que se unen en dirección vertical mediante un casquillo que une una barra de acero del bloque prefabricado superior con una barra de 20 acero del bloque prefabricado inferior solidarizando los dos bloques de hormigón armado adyacentes en dirección vertical. El casquillo comprende una superficie superior que se encuentra en contacto con el bloque prefabricado superior, de manera que se facilita el 25 acoplamiento entre el bloque prefabricado superior y el bloque prefabricado inferior, y dicho casquillo confiere una elevada rigidez al conjunto bloque prefabricado superior y bloque prefabricado inferior antes de llevar a cabo el hormigonado de la zona de unión. 30
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se conocen en el estado de la técnica dispositivos que llevan a cabo la unión de bloques de hormigón armado prefabricado estableciendo una continuidad entre los mismos pero que sufren de ciertas desventajas 5 debido a que se sustituye una parte resistente del bloque estructural de hormigón armado por la pieza de unión al ésta embebida en el mismo, de manera que se necesita una pieza robusta para no reducir la resistencia del bloque estructural de hormigón, lo que encarece el sistema. Además requiere una segunda fase de hormigonado para proteger la unión, lo que 10 encarece y retrasa a su vez la ejecución en obra. En dicho sistema se embeben distintas piezas metálicas en la cara inferior del bloque estructural de hormigón o se dispone poliestireno expandido o similar dentro de los bloques para que su interior no se 15 rellene durante el hormigonado del prefabricado, poliestireno que se debe desechar tras el hormigonado de la pieza En la parte superior del elemento se dejan salientes las barras a conectar, dejando en el extremo de las mismas unas tuercas donde posteriormente se apoyará el elemento prefabricado. Una vez colocado el elemento estructural inferior 20 se arma el forjado. Se hormigona dicho forjado y se coloca el bloque prefabricado superior sobre las tuercas sobresalientes del forjado. Una vez realizada esta operación se aploma el pilar y se aprieta la unión. El último paso es encofrar un collarín alrededor del pilar y rellenar con mortero sin retracción cubriendo totalmente las uniones y la cara inferior 25 del elemento prefabricado. En los sistemas anteriores, las piezas de unión son complejas dado que están compuestas por una serie de chapas y barras soldadas entre sí. Por otra parte, hay que asegurar que el mortero de segunda fase 30 rellene completamente el área debajo del pilar, haciendo crítica esta
operación. Se conocen igualmente los sistemas de unión entre elementos de hormigón prefabricado como el descrito en la patente japonesa 5 JP3212537 A que emplean un casquillo macizo para llevar a cabo la unión roscada a las barras superiores e inferiores de un bloque prefabricado superior e inferior respectivamente en una zona intermedia entre dichos bloques. 10 El sistema anterior presenta los inconvenientes de la dificultad en 15 el montaje así como el riesgo de rotura antes del hormigonado del forjado entre ambos bloques, debido a que son las barras las que soportan todos los esfuerzos hasta la fase de hormigonado del forjado. Todos los inconvenientes anteriores quedan solventados mediante la invención que ahora se procede a describir. DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN 2 O La presente invención se refiere a un sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación que comprende al menos dos bloques de hormigón armado prefabricado, un bloque prefabricado superior y un bloque prefabricado inferior, o un bloque prefabricado superior y la cimentación de la estructura 25 que se unen en dirección vertical a través de unas barras del armado que sobresalen superior e inferiormente del bloque prefabricado inferior o cimentación, y del bloque prefabricado superior respectivamente. El sistema regulable de unión comprende al menos un casquillo que 3 O une una barra del armado del bloque prefabricado superior con una barra del armado del bloque prefabricado inferior o de la cimentación
solidarizando los dos bloques de hormigón armado adyacentes o el bloque prefabricado superior y la cimentación. El casquillo comprende una superficie superior que se encuentra en 5 contacto con el bloque prefabricado superior, de manera que se facilita el acoplamiento entre el bloque prefabricado superior y el bloque prefabricado inferior o cimentación, y dicho casquillo confiere una elevada rigidez al conjunto bloque prefabricado superior y bloque prefabricado inferior/cimentación antes de llevar a cabo el hormigonado de la zona de 10 unión. El casquillo es de un material con elevada rigidez, como acero, de manera que el sistema de unión regulable es capaz de soportar esfuerzos de tracción y de compresión una vez que se ha hormigonado la unión, ya 15 que no se alcanza el límite elástico en ningún punto del casquillo, y esfuerzos debidos al propio peso del bloque prefabricado superior y a solicitaciones extremas de viento antes del hormigonado, ya que no se alcanzan tensiones superiores a la de rotura en ningún punto del casquillo. 20 El casquillo está formado por una sección de tubo poligonal que comprende un lado superior que es la superficie superior que se encuentra en contacto con el bloque prefabricado superior y un lado inferior. Tanto el lado superior como el lado inferior presentan orificios para el paso de una barra del armado del bloque prefabricado superior y del bloque 25 prefabricado inferior o cimentación respectivamente. Tanto las barras que sobresalen superiormente del bloque prefabricado inferior o cimentación, como las barras que sobresalen inferiormente del bloque prefabricado superior presentan su extremo 3 O roscado para permitir el acoplamiento de unas tuercas, donde el sistema de unión comprende una primera tuerca dispuesta adyacente interiormente al
lado superior del casquillo, primera tuerca que lleva a cabo la unión del casquillo al bloque prefabricado superior, y una segunda tuerca dispuesta adyacente exteriormente al lado inferior del casquillo, segunda tuerca que soporta el peso del bloque prefabricado superior y permite llevar a cabo la 5 regulación de la unión, variando la distancia entre el bloque prefabricado superior y el bloque prefabricado inferior o cimentación. El sistema de unión comprende además una tercera tuerca dispuesta adyacente interiormente al lado inferior del casquillo, tercera 10 tuerca que evita el desplazamiento vertical del bloque prefabricado superior. El sistema de unión así constituido, además de las ventajas anteriores expresadas permite que los casquillos queden embebidos en el 15 hormigón que penetra en el interior de los mismos al hormigonar la unión arriostrando de esta manera sus paredes e incrementando más aún si cabe la rigidez en la unión. El procedimiento para llevar a cabo la unión de elementos de 2 O hormigón prefabricado comprende las siguientes etapas: 25 30 • fabricación de los bloques prefabricados en un molde donde en las tapas extremas de los mismos se dejan unos orificios para que sobresalgan las barras de la armadura longitudinal con su extremo roscado, • colocación de la ferralla del bloque prefabricado y de los elementos de izado, • hormigonado de los bloques prefabricados y desmoldeo, • colocación en la unión de unos casquillos de sección poligonal poniendo en contacto la parte inferior del bloque prefabricado superior con el lado superior de cada casquillo que presenta un
5 10 15 20 25 30 orificio para el paso de una barra de la armadura que sobresale inferiormente del bloque prefabricado superior, atornillandose en dichas barras que sobresalen inferiormente y apretándose contra el bloque prefabricado superior por medio de una tuerca dispuesta adyacente interiormente al lado superior del casquillo, • roscado de una tuerca en las barras que sobresalen superiormente del bloque prefabricado inferior o de la cimentación, • colocación del bloque prefabricado superior encima de las tuercas roscadas a las barras que sobresalen superiormente del bloque prefabricado inferior o de la cimentación por medio del apoyo del casquillo en dichas tuercas haciendo pasar por las barras que sobresalen superiormente del bloque prefabricado inferior, un orificio dispuesto en el lado inferior del casquillo para su paso a través de la barra de la armadura que sobresale superiormente del bloque prefabricado inferior y apriete mediante una tuerca dispuesta adyacente interiormente aliado inferior del casquillo, • hormigonado de un forjado dispuesto entre los bloques prefabricados o entre el bloque prefabricado superior y la cimentación, quedando los casquillos embebidos en el hormigón que penetra en el interior de los mismos arriostrando sus paredes, Las ventajas del sistema regulable de unión y del procedimiento asociado son las siguientes: • Los casquillos y las tuercas de unión se colocan durante el proceso de endurecimiento de los bloques prefabricados de hormigón, posterior a su hormigonado, por lo que simplifica la ejecución en fábrica de los bloques prefabricados.
• Los casquillos y tuercas quedan embebidos en el forjado durante la ejecución del mismo, siendo ésta una fase ineludible en el progreso de la estructura, de manera que se elimina una segunda fase de hormigonado, consiguiendo acelerar los 5 plazos de la ejecución y el ahorro de material. 10 15 • El casquillo presenta una rigidez superior al de las barras de la armadura de los bloques prefabricados que une, por lo que hasta el hormigonado del forjado la rigidez del conjunto es mayor ya que la longitud de las barras, que son los elementos menos rígidos, es menor. • El casquillo trabaja a sus solicitaciones máximas cuando se ha hormigonado el forjado, quedando el casquillo totalmente embebido en el hormigón e impidiendo el pandeo de las paredes verticales de dicho casquillo. DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la 2 O invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: 25 Figura 1.-Muestra una vista en perspectiva del bloque inferior prefabricado del sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación de la presente invención donde se han roscado las tuercas en las barras del armado que sobresalen superiormente de dicho bloque. 30 Figura 2.-Muestra una vista en perspectiva del sistema regulable de unión
embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación de la presente invención donde el bloque prefabricado superior, al que previamente se han fijado los casquillos de unión, se apoya sobre las tuercas de las barras del armado que sobresalen superiormente del 5 bloque prefabricado inferior. Figura 3.-Muestra una vista del sistema mostrado en la Figura 2 donde todas las tuercas de las barras del armado que sobresalen superiormente del bloque prefabricado inferior se han desplazado permitiendo el apoyo de 10 todos los casquillos sobre las mismas y otras tuercas se roscan a dichas barras que sobresalen superiormente quedando adyacentes interiormente al lado inferior del casquillo para evitar el desplazamiento vertical del bloque prefabricado superior. 15 Figura 4.-Muestra una vista en sección AA de la Figura 3 con la diferencia de que los bloques prefabricados presentan diferente ancho al mostrado en dicha Figura 3. 20 25 REALIZACiÓN PREFERENTE DE LA INVENCiÓN A la vista de las figuras se describe a continuación un modo de realización preferente del sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación y del procedimiento para llevar a cabo dicha unión. El sistema regulable de unión se lleva a cabo entre dos bloques de hormigón armado prefabricado, un bloque prefabricado superior (7) y un bloque prefabricado inferior (1) que se unen en dirección vertical. En otro ejemplo de realización no mostrado, en lugar de llevar acabo la unión entre 3 O un bloque prefabricado superior y un bloque prefabricado inferior se lleva a cabo la unión entre la cimentación y un bloque prefabricado superior.
El sistema regulable de unión comprende al menos un casquillo (4) de acero que une una barra de acero (5) del bloque prefabricado superior (7) con una barra de acero (2) del bloque prefabricado inferior (1). 5 El casquillo (4) está formado por una sección de tubo rectangular de acero que comprende un lado superior (9) que se encuentra en contacto con el bloque prefabricado superior (7), un lado inferior (10) Y dos lados verticales (13). Tanto el lado superior (9) como el lado inferior (10) presentan orificios (11) para el paso de una barra de acero (5, 2) del bloque 10 prefabricado superior (7) y del bloque prefabricado inferior (1) respectivamente. Tanto las barras de acero (2) que sobresalen superiormente del bloque prefabricado inferior (1) como las barras de acero (5) que 15 sobresalen inferiormente del bloque prefabricado superior (7) presentan su extremo (12) roscado para permitir el acoplamiento de unas tuercas (3, 6, 8) dispuestas de la siguiente manera: • Una primera tuerca (6) dispuesta adyacente interiormente al lado 2 O superior (9) del casquillo (4), primera tuerca (6) que lleva a cabo la unión del casquillo (4) al bloque prefabricado superior (7). • Una segunda tuerca (3) dispuesta adyacente exteriormente al lado inferior (10) del casquillo (4), segunda tuerca (3) que soporta el peso del bloque prefabricado superior (7) y permite llevar a cabo la 25 regulación de la unión, variando la distancia entre el bloque prefabricado superior (7) yel bloque prefabricado inferior (1), Y 30 • Una tercera tuerca (8) dispuesta adyacente interiormente al lado inferior (10) del casquillo (4), tercera tuerca (8) que evita el desplazamiento vertical del bloque prefabricado superior (7). Todos los casquillos (4) quedan situados dentro del perímetro
5 exterior en planta de la sección del bloque prefabricado (1, 7) para que no queden vistos cuando los bloques unidos forman parte de elementos laterales o de borde de la estructura. En las Figuras 1 a 3 se observa que los bloques prefabricados (1, 7) presentan la misma sección, pero mediante el sistema de unión regulable de la presente invención se puede llevar a cabo la unión de bloques prefabricados (1, 7) de diferente sección, donde todos los casquillos (4) quedan dentro de la proyección en planta del bloque prefabricado (7) de 10 menor sección y donde el bloque prefabricado (7) de menor sección se fabrica una cierta longitud mayor que la teórica para conseguir que la cara inferior del elemento prefabricado (7) de menor sección quede por debajo de la línea teórica del forjado y así asegurar la continuidad total del hormigón asegurando que las compresiones se transmitirán por todo el 15 área de de dicho hormigón 20 25 30 El procedimiento para llevar a cabo el sistema de unión regulable comprende las siguientes etapas: • fabricación de los bloques prefabricados (1, 7) en un molde donde en las tapas extremas de los mismos se dejan unos orificios para que sobresalgan las barras (2, 5) de la armadura longitudinal con su extremo (12) roscado, • colocación de la ferralla del bloque prefabricado (1, 7) Y de los elementos de izado, • hormigonado del bloque prefabricado (1, 7) Y desmoldeo, • colocación en la unión de unos casquillos (4) de sección rectangular poniendo en contacto la parte inferior del bloque prefabricado superior (7) con el lado superior (9) de cada casquillo (4) que presenta un orificio (11) para el paso de una barra (5) de la armadura que sobresale inferiormente del bloque
5 10 15 20 25 prefabricado superior (7), atornillandose en dicha barra (5) que sobresale inferiormente y apretándose contra el bloque prefabricado superior (7) por medio de una primera tuerca (5) dispuesta adyacente interiormente al lado superior (9) del casquillo (4), • roscado de una segunda tuerca (3) en las barras (2) que sobresalen superiormente del bloque prefabricado inferior (1), • aplomado de la superficie de apoyo donde se colocará el bloque prefabricado superior (7) mediante la regulación de las segundas tuercas (3) dispuestas en las barras (2) laterales que sobresalen superiormente, tal como se muestra en la Figura 2, • colocación del bloque prefabricado superior (7) encima de las segundas tuercas (3) por medio del apoyo del casquillo (4) en las segundas tuercas (3) dispuestas en las barras (2) laterales que sobresalen superiormente, haciendo pasar por las barras (2) que sobresalen superiormente del bloque prefabricado inferior (1), un orificio (11) dispuesto en el lado inferior (10) del casquillo (4), • desplazamiento de las segundas tuercas (3) dispuestas en las barras (2) centrales que sobresalen superiormente del bloque prefabricado inferior (1) hacia el casquillo (4), • apriete mediante una tercera tuerca (8) dispuesta adyacente interiormente aliado inferior (10) de cada casquillo (4), • hormigonado de un forjado dispuesto entre los bloques prefabricados (1, 7). Tanto en el sistema de unión descrito en detalle como en el procedimiento, la unión de las tuercas (3, 5, 8) con el lado (9, 10) correspondiente del casquillo (4) se lleva a cabo insertando entre ambos 30 una arandelas (14) que aseguran el apriete en la unión.
Claims (1)
- REIVINDICACIONES5 10 1.-Sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación que comprende: • al menos un bloque de hormigón armado prefabricado superior (7) y un bloque de hormigón armado prefabricado inferior (1), o bien un bloque de hormigón armado prefabricado superior (7) y la cimentación de la estructura, que se unen en dirección vertical a través de unas barras (2) del armado que sobresalen superiormente del bloque prefabricado inferior (1) o de la cimentación, y de unas barras (5) del armado que sobresalen inferiormente del bloque prefabricado superior (7), 15 • al menos un casquillo (4) que une la barra inferior (5) del armado 20 del bloque prefabricado superior (7) con la barra (2) del armado que sobresale superiormente del bloque prefabricado inferior (1) o de la cimentación solidarizando los dos bloques de hormigón armado adyacentes o el bloque prefabricado superior (7) y la cimentación, caracterizado porque el casquillo (4) comprende una superficie superior (9) que se encuentra en contacto con el bloque prefabricado superior (7). 25 2.-Sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación según reivindicación 1 caracterizado porque el casquillo (4) está formado por una sección de tubo poligonal que comprende un lado superior (9) que es la superficie superior y un lado inferior (10). 30 3.-Sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación según reivindicación 2 caracterizado porque tanto el lado superior (9) como el lado inferior (10) del casquillo (4) presentan orificios (11) para el paso de una barra (5, 2) del armado del bloque prefabricado superior (7) y del bloque prefabricado 5 inferior (1) o cimentación respectivamente. 4.-Sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación según reivindicación 3 caracterizado porque tanto las barras (2) que sobresalen superiormente del 10 bloque prefabricado inferior (1) o de la cimentación, como las barras (5) que sobresalen inferiormente del bloque prefabricado superior (7) presentan su extremo roscado (12) para permitir el acoplamiento de unas tuercas (3, 6, 8). 15 5.-Sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación según reivindicación 4 caracterizado porque comprende una primera tuerca (6) dispuesta adyacente interiormente al lado superior (9) del casquillo (4) que lleva a cabo la unión del casquillo (4) al bloque prefabricado superior (7). 20 6.-Sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación según cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5 caracterizado porque comprende una segunda tuerca (3) dispuesta adyacente exteriormente al lado inferior (10) del 25 casquillo (4) que soporta el peso del bloque prefabricado superior (7) y permite llevar a cabo la regulación de la unión, variando la distancia entre el bloque prefabricado superior (7) y el bloque prefabricado inferior (1) o cimentación. 3 O 7.-Sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación según cualquiera de las 5 10 reivindicaciones 4 ó 5 ó 6 caracterizado porque comprende una tercera tuerca (8) dispuesta adyacente interiormente al lado inferior (10) del casquillo (4) que evita el desplazamiento vertical del bloque prefabricado superior (7). 8.-Sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los bloques prefabricados (1, 7) son de diferente sección. 9.-Sistema regulable de unión embebida de elementos de hormigón prefabricado para estructuras de edificación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los casquillos (4) quedan situados dentro del perímetro exterior en planta de la sección del bloque 15 prefabricado (1, 7) de menor sección. 10.-Procedimiento para llevar a cabo la unión de elementos de hormigón prefabricado haciendo uso del sistema de las reivindicaciones anteriores que comprende las etapas de: 2 O • fabricación de unos bloques prefabricados de hormigón (1, 7) en un molde donde en las tapas extremas de los mismos se dejan unos orificios para que sobresalgan las barras (2, 5) de la armadura longitudinal su extremo (11) roscado, • colocación de la ferralla del bloque prefabricado (1, 7) Y de los 25 elementos de izado, • hormigonado de los bloques prefabricados (1, 7) Y desmoldeo, caracterizado porque comprende las etapas adicionales de: • colocación en la unión de unos casquillos (4) de sección rectangular poniendo en contacto la parte inferior del bloque 3 O prefabricado superior (7) con el lado superior (9) de cada casquillo (4) que presenta un orificio (11) para el paso de una barra (5) de la 5 10 15 armadura que sobresale inferiormente del bloque prefabricado superior (7), atornillandose en dicha barra (5) que sobresale inferiormente del bloque prefabricado superior (7) y apretándose contra el bloque prefabricado superior (7) por medio de una primera tuerca (5) dispuesta adyacente interiormente al lado superior (9) del casquillo (4), • colocación del bloque prefabricado superior (7) encima de las segundas tuercas (3) por medio del apoyo del casquillo (4) en las segundas tuercas (3) dispuestas en unas barras (2) laterales que sobresalen superiormente del bloque prefabricado inferior (1), haciendo pasar por dichas barras (2) un orificio (11) dispuesto en el lado inferior (10) del casquillo (4), • hormigonado de un forjado dispuesto entre los bloques prefabricados (1, 7). 11.-Procedimiento según reivindicación 10 caracterizado porque entre la etapa de colocación en la unión de unos casquillos (4) y la etapa de colocación del bloque prefabricado superior (7) encima de las segundas tuercas (3) comprende las etapas de: 2 O • roscado de una segunda tuerca (3) en las barras (2) que 25 sobresalen superiormente del bloque prefabricado inferior (1), • aplomado de la superficie de apoyo donde se colocará el bloque prefabricado superior (7) mediante la regulación de las segundas tuercas (3) dispuestas en las barras (2) laterales que sobresalen superiormente del bloque prefabricado inferior (1). 12.-Procedimiento según reivindicación 11 caracterizado porque entre la etapa de colocación del bloque prefabricado superior (7) encima de las segundas tuercas (3) y la etapa de hormigonado de un forjado dispuesto 3 O entre los bloques prefabricados (1, 7) comprende las etapas de: • desplazamiento de las segundas tuercas (3) dispuestas en las barras (2) centrales que sobresalen superiormente del bloque prefabricado inferior (1) hacia el casquillo (4), • apriete mediante una tercera tuerca (8) dispuesta adyacente interiormente aliado inferior (10) de cada casquillo (4).
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