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geotextiles

INDICE1.DATOS HISTORICOS REFERIDOS A GETOTEXTILES42.GEOTEXTILES52.1.DEFINICION53.1.Separacin53.2.Refuerzo::63.3.Filtracin:63.4.Drenaje Planar:73.5.Proteccin:73.6.Barrera Impermeable84.TIPOS DE GEOTEXTILES95.GEOTEXTILES SEGN SU FORMA DE FABRICACIN.96.CAMPOS DE APLICACIN DE GEOTEXTILES11Ejemplos de Aplicaciones116.1.Vias11Secuencia de instalacin126.2.Ferrovias136.3.Muros de contencion146.4.Tratamientos De Muro146.5.Terraplenes156.6.Gaviones156.7.Muelles Y Puentes156.8.Presas Diques Y Canales166.9.Tuneles166.10.Envalses De Rellenos Y Embases177.NUEVAS TECNOLOGAS18Tipos de Manto Natural207.4.Usos21

INTRODUCCION

En la realizacin de una obra civil se presentan una serie de problemas a la hora de ejecutarla, independientemente de su ndole, es necesario saber que la mayor parte de estos escapan de las manos de quienes van a llevarla a cabo pues en general estos inconvenientes se generan a raz del tipo de suelo o roca en el cual se est trabajando.

Entonces se deben realizar los estudios pertinentes para conocer el origen de cada detalle y tratarlo desde el punto de vista tcnico con el procedimiento adecuado segn sea el caso. Debemos conocer que cada tipo de suelo o roca tiene sus caractersticas ndices, as mismo tiene caractersticas que varan dependiendo del confinamiento, las presiones, los esfuerzos e inclusive los fluidos a los cuales se encuentre sometido, las mnimas variaciones pueden ocasionar un mximo de inconvenientes.

Por esto es importante conocer cmo tratarlos y darles solucin; a continuacin se presentan las tcnicas de geotextiles , las cuales se usan como solucin para el mejoramiento de la roca o suelo y su transformacin en un material apto para la construccin de cualquier obra geotcnica o civil.

OBJETIVOS Conocer la importacia que tiene la utilizacion de geotextiles en obras civiles. Saber las fuciones y caracteristicas de los geotextiles en la diferentes obras civiles como terraplene, presas, gaviones , etc. saber la secuencia de instalacion de geotextiles en las diferentes obras.

1. DATOS HISTORICOS REFERIDOS A GETOTEXTILES

Las estructuras de contencin en suelo mecnicamente estabilizado con geosintticos,han sido profusamente utilizadas a nivel mundial desde inicios de los 80, no slo para estribos a puentes y contencin de tierras, sino tambin para reducir el rea de derecho de va para terraplenes viales

Durante mucho tiempo, estas estructuras fueron construidas casi exclusivamente en concreto y diseadas como muros de gravedad o como muros pantalla, las cuales por su alta rigidez no toleran asentamientos diferenciales, requiriendo as de cimentaciones profundas que, para alturas importantes y suelos de baja capacidadportante, resultan de un elevado costo.

Los muros y taludes de alta pendiente en suelo mecnicamente estabilizado, son estructuras econmicas que toleran mayores asentamientos diferenciales que cualquier muro en concreto reforzado, manteniendo su condicin de estabilidad. LaColocacin de geosintticos de refuerzo, en una masa de suelo, mejora significativamente la resistencia de la masa, al punto de poder construir sistemas de contencin con taludes verticales autosoportados.

Concepto de GEOSINTTICO (Segn la norma ASTM 4439)

Es un producto plano fabricado a partir de materiales polimricos, para ser usado con suelo, roca, tierra, o cualquier otro material geotcnico, como parte integral de un proyecto, estructura, o sistema realizado por el hombre.

CONCEPTO DE GEOTEXTIL (NORMA UNE 40-523-Ungeotextiles un material textil plano, permeable, de apreciada deformabilidad, formado por fibras polimricas termoplsticas, que se emplea para aplicaciones geotcnicas

2. GEOTEXTILES

2.1. DEFINICIONEl Geotextil es un material sinttico plano formado por fibras polimricas (polipropileno, polister o poliamidas), similar a una tela, de gran deformabilidad, los geotextiles como su nombre lo indica se asemejan a textiles, telas, que se pueden enrollar, cortar, coser. Empleadas para obras de ingeniera en aplicaciones geotcnicas, especialmente cuando se trata de construcciones donde intervienen diferentes tipos de suelo.Los geotextiles se han convertido en las capas filtrantes ms adecuadas porque superan las desventajas de los filtros de arena y los de agregados ptreos. Para empezar, se fabrican ya con propiedades hidrulicas especficas y de retencin de tierra, las cuales pueden seleccionarse fcilmente para complementar el suelo que necesite proteccin. Segunda, pueden instalarse con facilidad sobre taludes an bajo el agua.

3. PROPIEDADES DE LOS GEOTEXTILES

El Geotextil es una malla compuesta por fibras sintticas cuyas funciones principales se basan en su resistencia mecnica a la perforacin y traccin, y a su capacidad drenante. Sirven en la construccin de sub-bases de carreteras y ferrocarriles, en presas, evitan posibles erosiones realizan funciones de drenaje en canales, muros de contencin, etc. Los geotextiles sirven para separar tierras de diferente granulometra estabilizando el terreno, para proteccin de lminas impermeabilizantes.

A continuacin vemos las funciones que desempean los geotextiles.3.1. Separacin

Se usa con distintos fines dependiendo de la obra, por ejemplo: Divide estratos diferentes, evitando la mezcla indeseada de los materiales, por ejemplo delimitando una capa de drenaje de arena gruesa, del resto de un terrapln construido en arcilla, evitando as que los flujos internos de agua arrastren el material fino y llegue a colmatarse la capa drenante. Evitar la mezcla indeseada de suelos con caractersticas diversas, por ejemplo evitando la mezcla del material de un terrapln o dique con el material original que se encuentra debajo de l. Impide la contaminacin de los agregados seleccionados con el suelo natural. suelo de diferentes propiedades fsicas (granulometra, plasticidad, consistencia) y as evita la mezcla de materiales.

En la funcin de Separacin deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos:

Resistencia a la traccin. Resistencia al punzonamiento. Elongacin a la rotura.

Perforacin dinmica por cada libre de cono. Abertura de poros eficaz. Espesor del Geotextil.

3.2. Refuerzo: Consideramos dos tipos de refuerzos:

1. Refuerzo en la traccin, eliminando las fuerzas de vuelco. Por ej.: en muros de contencin, por intercalacin del geotextil hacia el interior del muro.2. Estabilizacin del suelo mediante confinamiento de partculas evacuando por supresin el agua contenida.

En Taludes y Muros de Contencin por su versatilidad (en contacto con tierras y rocas), cumpliendo fundamentalmente funciones de rotura de capilaridad y refuerzo a la traccin. El Geotextil a utilizar debe tener una alta resistencia a la traccin, pues trabaja en direccin contraria a los empujes de las tierras; de esta manera absorbe los esfuerzos de empuje y evita el vuelco del talud o la ladera, para ello se coloca geotextil paralelo al suelo, en la misma ladera. llegndose a formar taludes estructurados con geotextiles. Todo suelo tiene baja resistencia a la tensin. el Geotextil absorbe los esfuerzos de tensin que el suelo no posee. Aumenta la capacidad portante (resistencia al corte) del suelo y la estabilidad en la construccin.

En esta funcin de Refuerzo deben tenerse en cuenta los siguientes parmetros:

Curva de deformacin. Resistencia mecnica a la traccin, punzonamiento y desgarro. Fluencia, fatiga y friccin contra el terreno. Adems ayuda a mejorar la calidad de soporte del suelo.

3.3. Filtracin:

El Geotextil permite el paso del fluido a travs de los poros. Impidiendo que las partculas solidas traspasen. Se colocan Geotextiles como Capas Separadoras como Filtro Drenante. El procedimiento que abarca obras de carreteras y obras hidrulicas querequieran una separacin de capas de distintas caractersticas o para efectuarfiltrado en sistemas de drenaje.

La funcin de filtro debe garantizar su estabilidad hidrulica.

En esta funcin de Filtracin deben tenerse en cuenta los siguientes parmetros:

Permeabilidad. Abertura eficaz de los poros. Espesor del Geotextil.

3.4. Drenaje Planar:

Drena el agua en el plano del Geotextil .evitando el desarrollo de la presion de poros en la masa de suelo a considerar.

En esta funcin de Drenaje deben tenerse en cuenta los siguientes parmetros: Permeabilidad en el plano del Geotextil. Espesor del Geotextil.

3.5. Proteccin:

Gracias al espesor de los geotextiles no tejidos, estos absorben los esfuerzos inducidos por objetos angulosos o punzantes, protegiendo los materiales laminares como en el caso de geomembranas.

En esta funcin de Proteccin deben tenerse en cuenta los siguientes parmetros:

Resistencia al punzonamiento. Perforacin dinmica por cada libre de cono.Espesor (efecto colchn para proteccin de la geomembrana).

3.6. Barrera Impermeable

Los geotextiles no tejidos al impregnarse con asfalto, elastmeros u otro tipo de mezclas polimricas, crean una barrera impermeable contra fluidos.

Otros geotextiles son impermeables, estos pueden ser utilizados para impermeabilizar canales o reservorios, ya sea recubrindolos con una camada de tierra o utilizndolos para aumentar la impermeabilidad de revestimientos de concreto.

4. TIPOS DE GEOTEXTILES

Tejidos: Las fibras se orientan en dos direcciones (trama y urdimbre). No Tejidos: Las fibras que conforman el Geotextil estn dispuestos en forma aleatoria. Filamentos Continuos: Los filamentos del Geotextil no tejido que conforman el producto final son infinitos. Fibras Cortadas: Los filamentos del Geotextil que componen el producto final poseen longitudes determinadas. Agujados, Punzonados o Agujeteados: Los filamentos del Geotextil no tejido se unen mediante unin mecnica a travs de agujas dispuestas en la parte inferior y superior de la napa de filamentos y que entran y salen a gran velocidad de la napa cohesionando y entrelazando los filamentos. Termosoldados: Los filamentos estn unidos mediante calor a travs de un proceso de termofusin.

5. GEOTEXTILES SEGN SU FORMA DE FABRICACIN.

5.1. Tejidos: El tejido es un proceso de entrelazados de hilos para fabricar una tela. Los geotextiles tejidos se hacen tejiendo monofilamentos, multifilamentos o fibras de pelculas cortas. Las fibras de pelculas cortas posteriormente pueden subdividirse en cintas planas y tejidos fibrilados (o tejidos como tela de araa). Hay dos pasos en este proceso de fabricacin de un geotextil tejido: primero, la manufactura de los filamentos o el corte de la pelcula para obtener tejidos; y segundo tejer los hilos para obtener el geo textil. Las telas de pelculas cortas se usan generalmente para control de sedimentos, por ejemplo cortinas de retencin, y para estabilizar caminos, pero es una alternativa poco recomendable para usarse en drenaje de subsuelo y en control de erosin. Aunque los tejidos de cinta plana de pelculas cortas son bastante resistentes, forman una tela que tiene una permeabilidad relativamente baja (pobre). Por otra parte, las telas hechas con cintas fibriladas tienen una menor permeabilidad y aberturas mas uniformes que los productos hechos con cintas planas. Se define como un geotextil fabricado al entrelazar, generalmente en ngulo recto, dos o ms conjuntos de hilos, fibras, filamentos, cintas u otros elementos.Se utilizan, principalmente, en aplicaciones de refuerzo del terreno, en terraplenes, taludes y muros. Se caracterizan por ofrecer una resistencia a traccin muy elevada y poca deformabilidad. Este tipo de geotextiles presenta una gran anisotropa, ya que poseen dos direcciones preferentes, perpendiculares entre s: el sentido de fabricacin (direccin de la mquina) y el perpendicular al sentido de fabricacin. Se debe tener presente esta propiedad a la hora de colocar el geotextil en la obra. Existen varios tipos: De filamento sencillo (monofilamento): Se obtiene a partir de la trama de una sola fibra textil de gran longitud. De filamento mltiple (multifilamentos): Se consigue a partir de la trama de varias fibras de gran longitud. De hilos de fibra corta: Se logra a partir de la trama de fibras cortadas en determinadas longitudes (hasta 15cm).

Pueden ser:

a. Tejidos planos.

b. Tricotados.

5.2. No Tejidos: Los geotextiles no tejidos se fabrican ya sea con fibras cortas (generalmente de 1 a 4 pulgadas de longitud) o con filamentos continuos distribuidos al azar en capas sobre una banda en movimiento para formar una especie depanal, el cual se pasa a travs de un telarde agujas y/o por otro tipo de mquina para entrelazar o unir las fibras/filamentos. Los geotextiles no tejidos son altamente recomendables para el drenaje de subsuelo y para el control de la erosin, as como para la estabilizacin de caminos sobre suelos hmedos o saturados.

Pueden ser:

a. Agujados.

b. Termosoldados.

Mixtos: La malla se compone de fibras cortadas. Pueden ser:a. Agujados.

b. Agujados y Termosellados.

Los Geotextiles agujados de fibra cortada no sometidos al proceso de termofusin son materiales con mnima resistencia mecnica, ya que al no haber unin entre sus elementos y no estar ligados entre s, pueden ser perforados con facilidad ante la aplicacin de una fuerza perpendicular porque se abren sus fibras sin ofrecer resistencia, al mismo tiempo los esfuerzos de traccin las separa desenlazndolas.

Los Geotextiles solo termosoldados no tienen espesor, su elongacin es menor que los agujados.

Los Geotextiles agujados de filamento continuo, o agujados y termosoldados, poseen alta resistencia mecnica para evitar la rotura, tambin poseen espesores adecuados para cumplir con su funcin de drenaje y funcin de proteccin de las geomembranas y funciona con efecto colchn.

6. CAMPOS DE APLICACIN DE GEOTEXTILESLos geotextiles tienen aplicacin en diferentes tipos de obras. A continuacin se expresan en una tabla las aplicaciones y funciones de los geotextiles en cada caso

CAMPO DE APLICACINFUNCIN PRINCIPALFUNCIONES SECUNDARIAS

CarreterasSeparacinFiltracin; Proteccin; Drenaje

FerrocarrilesSeparacin; Filtracin.........

Obras HidrulicasFiltracinSeparacin.

DrenajesFiltracinSeparacin; Drenaje.

TaludesRefuerzoDrenaje.

TnelesProteccin; Drenaje...........

VertederosProteccinDrenaje; Refuerzo.

Ejemplos de Aplicaciones6.1. ViasEn la construccin de vas pavimentadas y no pavimentadas, los geotextiles mejoran la capacidad del terreno, al permitir una mejor distribucin de las cargas producidas por el trfico. Actan como separador entre la subbase y la subrasante, evitando el ascenso de finos debido a cargas repetitivas.

Permiten la construccin de vas sobre suelos blandos y saturados Disminuyen los espesores iniciales de la base y la sub-base Logran un, mejor confinamiento de los agregados. Evitan el desarrollo de baches o hundimientos Crean una condicin drenada en el relleno mejorando las propiedades de resistencias del material Actan como filtro impidiendo el arrastre del material durante el flujo del agua Mejoran la superficie de rodadura Incrementan la vida til del pavimento Reducenelprogramademantenimientodelava

Secuencia de instalacin

1. Se prepara el terreno, removiendo los bloques de roca, troncos y arbustos que tenga lasubrasante. Rellenando los huecos hasta conformar una superficie plana.

3. Se desenrolla el Geotextil Directamente sobre la superficie lograda en el paso anterior, con el fin de estabilizar y mejorar la subrasante. Si es necesario ms de un rollo, se asegura haciendo los traslapos requeridos.

4. Se descarga el material de agregados en el lugar escogido. No permitir el trnsito de maquinaria sobre el Geotextil hasta que se conforme la primera capa compactada.

5. se esparce el material de relleno sobre el Geotextil con una primera capa compactada de 15 cm. En caso de subrasantes muy blandas se compacta ligeramente las dos primeras capas.

6. Finalmente compacte el material de relleno con el equipo adecuado para dar paso al trfico temporal de la va o comenzar labores de colocacin de la capa de rodadura.

6.2. Ferrovias

Los Geotextiles utilizados en las ferrovas, distribuyen las cargas trasmitidas por el ferrocarril al terreno de fundacin, logrndose un mejor comportamiento de la va. Actan como separador y medio de filtracin del balasto y el terreno. Prolongan la vida til de la ferrova al impedir la contaminacin del balasto con los finos del suelo.

geotextiles

6.3. Muros de contencion

Los Geotextiles cumplen una funcin de refuerzo, permitiendo la construccin de taludes con pendientes ms inclinadas.

Disminuyen el costo total de la obra comparativamente con tcnicas convencionales. Reducen el tiempo de construccin.No requieren de mano de obra especializada para su construccin.

Muro de contencion

6.4. Tratamientos De Muro

Una de las tcnicas ms novedosas en el uso de los geotextiles PAVCO es el tratamiento de muros para edificios, con el fin de mejorar las condiciones de fundacin del mismo. Evitan filtraciones en el nivel del stano.

Disipan la presin hidrosttica contra el muro de la edificacin. Evitan la contaminacin del material de relleno con el suelo natural.

6.5. Terraplenes

El uso de geotextiles en terraplenes ofrece considerables reducciones en los costos contra tcnicas convencionales de construccin. Cuando la fundacin es de baja capacidad portante y no ofrece un factor de seguridad adecuado, es imposible la construccin de terraplenes altos. El Geotextil absorbe esfuerzos de tensin, mejorando la capacidad portante del terreno, permitiendo as la construccin de terraplenes alto

Terraplen

6.6. Gaviones

Los Geotextiles actan como filtro evitando la contaminacin de los gaviones con los finos del talud, por causa de las exfiltraciones. Disipan las presiones hidrostticas sobre el espaldn de los gaviones asegurando su estabilidad. Impiden la socavacin de los materiales del talud.

Gaviones6.7. Muelles Y Puentes

En la construccin de muelles y puentes, los geotextiles actan como filtro en los planes, evitando la erosin del suelo de fundacin producida por las corrientes de agua.

6.8. Presas Diques Y CanalesLos Geotextiles cumplen con las funciones de filtracin y separacin entre el material sumergido y el material grueso de proteccin tales como enroscados o Bolsacretos.

Previenen la erosin de los finos del dique por el arrastre del agua.

6.9. Tuneles

Se utilizan los Geotextiles en la construccin de tneles revestidos en concreto. Cuando se colocan geomembranas impermeables, los protege de los movimientos entre la pared de roca del tnel y el revestimiento en concreto. Disipan la presin hidrosttica sobre la Geomembrana impermeable y conducen el agua a un sistema de drenaje, asegurando que el tnel permanezca seco.

Tune

6.10. Envalses De Rellenos Y Embases Para impermeabilizar embalses y rellenos sanitarios existe el siguiente sistema compuesto:Geotextiles Geomembranas

Embalses Funcionan como un colchn que evita el punzonamiento de la Geomembrana. Crean un plano de ventilacin de gases. Disipan las supresiones de agua. Embalse Rellenos sanitarios

Actan como detector de fugas o exfiltraciones de lixiviados. Evitan el punzonamiento de las geomembranas durante la construccin. Trabajan como transmisor de fluidos o disipador de gases, evitando la explosin de las geomembranas.

Rellenos sanitarios

7. NUEVAS TECNOLOGAS

Las Geoceldas son geosintticos tridimensionales confeccionados a base de geotextiles de filamentos de polipropileno termosoldados; lleva el nombre de geoceldas por su estructura en forma de celdas. Este material ofrece las mismas ventajas que los geotextiles en taludes pero, en lugar de proteger el geosinttico con material de aporte, se rellena el interior de las celdas con material granular y tierra vegetal, permitiendo as que el talud tenga una superficie verde.

Sistema de geoceldas.

Las Geoesteras son geosintticos tridimensionales confeccionados con monofilamentos de poliamida empleados para retener el humus en la superficie deltalud inclinado para impedir el deslizamiento y lograr el enraizamiento de hidrosiembra y tambin de soporte a las races de las especies vegetales.

Zoom en geoestera.

Para minimizar los daos que puede causar el fenmeno de la erosin, hoy en da se dispone de varias tecnologas sencillas que permiten lograr a corto plazo una cobertura vegetal o una piel para proteger de las lluvias y el viento a los cuerpos de tierra. Esta cobertura se realiza por medio de hidrosiembra y posteriormente con una proteccin de la zona proyectada o sembrada con la ayuda de mantos de fibra naturales y de tipo sinttico (TRM). En la imagen siguiente aparece un equipo hidrobombeador de la mezcla acuosa (slurry) con semillas, fertilizantes, gel hidratador, y agente fijador que se utiliza para llegar a alturas importantes. Se utiliza generalmente un colorante artificial verde que permite a los operadores poder saber donde colocaron la hidrosiembra y tener referencias para no gastar ms material de lo necesario.

Los mantos de fibra natural conocidos en el mercado internacional como TRM se usan provisionalmente para proteger la Hidrosiembra realizada con semillas y con fertilizantes mientras se produce la germinacin. Generalmente este proceso puede durar de 3 semanas a un mes para observar a simple vista los resultados. Este proceso requiere de riego diario para lograr su germinacin. Normalmente se debe aplicar en poca de lluvia para reducir costos por cisternas y/o sistemas de riego.

Tipos de Manto Natural

7.1. Biomantos: Telas tejidas de fique (tejido abierto) de diferentes especificaciones y diferentes usos.

7.2. Agrotextil: Compuesto de un tejido de fibra corta punzonado como un fieltro que puede estar reforzado con una malla de fibra o de polipropileno, en uno u otro caso estn sustentados por conceptos de biodegrabilidad o fotodegrabilidad y que tanto impacto pueden producir, en el caso de mallas plsticas que a pesar de ser temporales tengan la durabilidad necesaria para que crezca la vegetacin, que duren de 1 a 2 aos.

7.3. Landlok: Es un manto degradable para el control de erosin diseado para retener las semillas y el suelo en su lugar hasta que la vegetacin se establezca y la fotodegradacion ocurra.

7.4. Usos

Biomantos: se usan para pendientes menores a 45 grados, siempre y cuando no sea una zona que llueva mucho, anclados con grapas, el xito de este material depende del grado de contacto intimo que tengan contra el suelo, se deben colocar mnimo 6 grapas por metro cuadrado.

Agrotextil: Se usa par pendientes superiores a 45 grados y se colocan mnimo 13 grapas por metro cuadrado.

Landlok: Esta red de alta resistencia en polipropileno protege la superficie del suelo de la erosin del agua y del viento.

Se desea estabilizar un talud inestable con un gesintetico. El permetro efectivo del refuerzo para un geotextiles es dos, la superficie total por unidad de ancho de refuerzo en la zona resistente por detrs de la superficie de falla es 110m2, Factor de correccin por escala por reduccin no lineal de esfuerzo a lo largode la longitud de anclaje es 0.6, el esfuerzo efectivo vertical en lainterfase suelo geosinttico 60KPa/m3 . calcular la resistencia al arrancamiento , si el angulo de fricccion interna del material 37o.

solucin

datos:Le C = 110m2C = 2.F* = Factor de resistencia al arrancamiento(interaccin friccin soporte). = 0.6=37ov = 60KPa/m3

F* = 2/3tan = 0,502Pr = F* v Le C

La resistencia al arrancamiento se calcula con la siguiente formula

Pr = 0.5026 60Ton/m3 552m2 = 19 89.72 KPa/m=1.98Ton/m

Calcular la permetividad de un geotextil que se usara para drenar el agua de un muro de contencion. El geotextil tine las siquientes especificaciones cuya conductividad hidrulica del tejido es 0.25 l/h, y espesor es 5mm.solucin:datos:

7.5.

CONCLUSIONES

Para finalizar se puede decir que es necesario emplear Geotextiles en la construccin de rellenos sanitarios para que tengan una mayor vida til y que el impacto ambiental que generen sea mucho menor. Pero por otro lado hay que considerar que para evitar seguir contaminando el ambiente se debe tener en cuenta que los rellenos sanitarios deben ser abandonados progresivamente y adoptadas agresivas medidas de reduccin, reutilizacin, compostaje y reciclaje para los residuos slidos urbanos. Para evitar seguir contaminado tratemos de generar menos basuraBASURA CERO.

BIBLIOGRAFIA

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Braja M. Das, Principles of Foundation Engineering Fifth Edition. (1999), PWS Publishing Company.

Bowles, Joseph E. Foundation Analysis and Design Fourth Edition, (1988), Mc Graw Hill.

Surez Daz, Jaime, Universidad Industrial de Santander, Colombia. Control de erosion en suelos tropicales. Captulos 6, 9 y 19. Libro de 545 pginas. Edicin Ao 2001.