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ESTUDIO TOPOGRAFICO - HIDROGRAFICO

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ESTUDIO TOPOGRAFICO - HIDROGRAFICO

GRUPO APLICADA PRÁCTICA

UNIVERSIDAD DEL QUINDIO TECNOLOGÍA EN TOPOGRAFIA

ARMENIA, QUINDIO JUNIO, 2012

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ESTUDIO TOPOGRAFICO - HIDROGRAFICO

DIEGO CARVAJAL JUAN DIEGO HOYOS

EDWARD ANDRES LOZANO CESAR MAURICIO LUNA

CRISTIAN MARIN AGUDELO MONICA ANDREA MONTES

VALENTINA OSORIO RESTREPO YULY CAROLINA REYES BERNAL

JEFRY QUIJANO HURTADO JULY ANDREA TRUJILLO

JUAN DAVID YATE CLAVIJO

PROFESOR: TOP. DARIO FERNANDO LONDOÑO

UNIVERSIDAD DEL QUINDIO TECNOLOGÍA EN TOPOGRAFIA

ARMENIA, QUINDIO JUNIO, 2012

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CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN 4

1. CAPITULO I 5

1.1. JUSTIFICACIÓN 5

1.2. OBJETIVOS 6

1.2.1. Objetivo General 6

1.2.2. Objetivos Específicos 6

2. CAPITULO II 7

2.1. MARCO DE REFERENCIA 7

2.1.1. Marco teórico 7

3. CAPITULO III 15

3.1. Desarrollo del Proyecto 15

3.2. Desarrollo de la práctica y datos 15

3.3. Cuadros de Resultados 20

4. CAPITULO IV 22

4.1. Resultados Obtenidos 22

4.2. Conclusión 23

BIBLIOGRAFIA 24

ANEXOS 25

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INTRODUCCIÓN

Este proceso surge con la experiencia de conocer y realizar la práctica de batimetría, en la

cual se aplicaron los conocimientos de planimetría, altimetría y los conceptos de topografía

aplicada los cuales hemos adquirido en los semestres anteriores y en el actualmente en

curso.

En algunas ocasiones nos preguntamos ¿Cómo se realizan los procesos de medición de ríos y

quebradas Por lo general estos procesos solo los conocen las personas relacionadas con el

tema, o el personal vinculado con la obra o estudio correspondiente. Es de esta manera que

nace el interés por conocer y realizar la práctica de Batimetría.

Como en todos los estudios topográficos se requiere un estudio preliminar de la zona, y

después de ello se realizaran todas las mediciones para obtener los datos requeridos para la

realización de los caculos.

Antes de una excelente realización de cualquier obra ya sea la elaboración de un

alcantarillado, de la construcción de diversas infraestructuras, o la medición y cálculos de un

río o caudal, etc. hay que pasar por una gran cantidad de cálculos topográficos y de

ingeniería para que todos los objetivos se cumplan y se llegue a la meta propuesta.

En esta práctica de debe tener en cuenta que el trabajo en grupo es muy importante, a

colaboración de cada integrante es crucial para el desarrollo de un buen trabajo y la

obtención de los datos necesarios para un estudio pleno que satisfaga las necesidades.

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1. CAPITULO I

1.1. JUSTIFICACIÓN

Independientemente de que clase de proyecto se realice, se debe realizar un estudio

topográfico de calidad y precisión, teniendo en cuenta que la información hallada e

importante debe encontrarse plasmada en el(los) plano(s).Lo que se busca con este proceso

es realizar el estudio de una quebrada y en este hallar el caudal de la misma teniendo en

cuenta todas sus características.

Teniendo en cuenta las técnicas que corresponden a la una excelente elaboración de una

práctica, como ´por ejemplo, en la parte planimétrica que refiere a las estructuras, postes,

desagües, en este caso especial los árboles, es decir todo lo involucrado a un ángulo

horizontal y distancia. También la parte altimétrica que contiene todo lo del ángulo vertical,

nivelación cotas y desniveles, ya que en este caso es la que nos da la profundidad de la

quebrada.

Para esta práctica se ha querido integrar todos estos procedimientos para una mejor

precisión de los datos tomados y que al plasmarlos en un plano sea lo más exacto a la

realidad.

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1.2. OBJETIVOS

1.2.1. OBJETIVO GENERAL

Desarrollar una práctica de batimetría para así analizar todo lo relacionado con el tema. En la

realización de este trabajo tenernos que tener en cuenta todos los conceptos conocidos en

semestre anteriores y en el actual que nos ayudaran a un resultado satisfactorio.

1.2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Mostrar un proceso de batimetría que incluya todo lo necesario y básico que

debemos tener en cuenta en la realidad.

Hallar el caudal de a quebrada en el cual es necesario un buen trabajo en equipo.

Realizar todas las mediciones requeridas para la obtención de una información

satisfactoria.

Desarrollar los planos, perfiles y demás del terreno y quebrada levantada

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CAPITULO II

1.3. MARCO DE REFERENCIA

1.3.1. MARCO TEORICO

LEVANTAMIENTOS HIDROGRÁFICOS:

Se denomina levantamiento hidrográfico al conjunto de actividades que contribuyen en la

determinación de la profundidad de cauces fluviales, lagos y océanos para usos diversos

como la elaboración de cartas de navegación, la señalización de rutas de navegación,

determinación de cantidades y flujos de agua para proyectos de generación de energía y

control de inundaciones, determinación de la dirección de corrientes para la localización de

drenajes y determinar la capacidad de embalses, entre otros usos. Estos trabajos se realizan

a los efectos de determinar con precisión las profundidades y características del fondo de

lagos, ríos, puertos y océanos, además de la determinación de las principales características

de las áreas terrestres circundantes. Puede incluir dependiendo de los objetivos datos de

mareas, corrientes, gravedad, magnetismo terrestre, y determinaciones de las propiedades

físicas y químicas del agua. Los métodos de levantamiento, así como los equipos utilizados

han variado en el tiempo debido a las nuevas tecnologías. Mientras en la década de los

setenta y ochenta se realizaban mediciones con ecosondas de registro gráfico, en la

actualidad Ineter cuenta con ecosondas de registro gráfico y digital para las mediciones de la

profundidad. Pero no solamente la medición de la profundidad se ha modernizado, sino

también el método de posicionamiento o control horizontal de las profundidades. Esto

último ha experimentado avances impresionantes mediante el uso de los sistemas satelitales,

como son los Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) que también tienen la característica

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de interactuar con un software de cálculo en tiempo real. Estas tecnologías se aplicaron en el

levantamiento hidrográfico del fondo del Océano Pacífico frente a Masa chapa con asistencia

técnica de especialistas japoneses que trabajan en Inete. En Nicaragua los primeros

levantamientos hidrográficos comenzaron a ejecutarse en 1965, bajo la asistencia de una

agencia hidrográfica regional de los Estados Unidos, conocida entonces como HARSAP. Desde

esa fecha, se han realizado diferentes trabajos hidrográficos en los puertos principales, en

lagos, ríos y lagunas.

PROYECCIONES; LA PROYECCION UTM:

La representación cartográfica del globo terrestre, ya sea considerado esté como una esfera

o una elipsoide, supone un problema, ya que no existe modo alguno de representar toda la

superficie desarrollada sin deformarla e incluso de llegar a representarla fielmente, ya que la

superficie de una esfera no es desarrollable en su conversión a un soporte papel (a una

representación plana).

Las proyecciones estudian las distintas formas de desarrollar la superficie terrestre

minimizando, en la medida de lo posible, las deformaciones sufridas al representar la

superficie terrestre.

En todos los casos conservan o minimizan los errores, dependiendo de la magnitud física que

se desea conservar; su superficie, las distancias, los ángulos, etc., teniendo en cuenta que

únicamente se podrá conservar una de las magnitudes anteriormente descritas y no todas a

la vez:

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Se recurre a un sistema de proyección cuando la superficie que estemos considerando es tan

grande que tiene influencia la esfericidad terrestre en la representación cartográfica. La parte

de la tierra entonces representada en papel u otro soporte se denomina “mapa”. Esta

representación de la tierra entra dentro del campo de la Geodesia

LAS PROYECCIONES GEODÉSICAS:

Las proyecciones geodésicas son proyecciones en las que la esfericidad terrestre tiene

repercusión importante sobre la representación de posiciones geográficas, sus superficies,

sus ángulos y sus distancias.

El sistema UTM es un sistema de proyección geodésica ideado en 1569 por Gerhard Kremer,

denominado Mercator al latinizar su apellido. Es un sistema en el cual se construye

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geométricamente el mapa de manera que los meridianos y paralelos se transformen en una

red regular, rectangular, de manera que se conserven los ángulos originales.

LA PROYECCION UTM:

La Proyección UTM conserva los ángulos pero distorsiona todas las superficies sobre los

objetos originales así como las distancias existentes.

La proyección UTM se emplea habitualmente dada gran importancia militar, y sobre todo,

debido a que el Servicio de Defensa de Estados Unidos lo estandariza para su empleo

mundial en la década de 1940.

Otra de las formas de clasificar a las proyecciones en función de la figura geométrica

empleada al proyectar. La proyección UTM esta dentro de las llamadas proyecciones

cilíndricas, por emplear un cilindro situado en una determinada posición espacial para

proyectar las situaciones geográficas.

El sistema de proyección UTM toma como base la proyección MERCATOR.

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GPS:

Satélite MAVSTAR GPS.

El SPG o GPS (Global Position System: sistema de posicionamiento global) o NAVSTAR-GPS es

un sistema global de navegación por satélite(GNSS) que permite determinar en todo el

mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una precisión hasta de

centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de

precisión. El sistema fue desarrollado, instalado y actualmente operado por el Departamento

de Defensa de los Estados Unidos.

El GPS funciona mediante una red de 24 satélites en órbita sobre el planeta tierra, a 20.200

km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando se

desea determinar la posición, el receptor que se utiliza para ello localiza automáticamente

como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la

identificación y la hora del reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato

sincroniza el reloj del GPS y calcula el tiempo que tardan en llegar las señales al equipo, y de

tal modo mide la distancia al satélite mediante "triangulación" (método de trilateración

inversa), la cual se basa en determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de

medición. Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa

respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de

ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenada reales del punto

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de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de

los relojes atómicos que llevan a bordo cada uno de los satélites.

CAUDAL:

El caudal de un río es la cantidad de agua que lleva ese río en un momento dado. Se mide en

m³/s en los sitios de aforo convenientemente situados según las necesidades en la

planificación de las cuencas hidrográficas (por ejemplo, antes o después de una confluencia,

a la salida de una región montañosa o llana, etc.)

CAUCE:

El cauce o lecho de un río es el canal natural por el que circulan las aguas del mismo. En su

análisis intervienen dos conceptos: perfil transversal, es decir, el perfil que indicaría el fondo

del cauce entre una orilla y otra; y perfil longitudinal, que es el que indica el thalwego

vaguada (la parte más profunda del cauce) desde el nacimiento del río hasta su

desembocadura.

PERFIL TRANSVERSAL:

El perfil transversal típico del cauce de un río forma una depresión cóncava con la parte más

profunda donde la corriente del río es más fuerte: si el tramo donde se mueve el río es recto,

la parte más profunda tenderá a quedar en la parte central de la corriente.

Datos para calcular el caudal de un rio:

El área de una sección transversal. ( ancho y profundidad )

Velocidad de la corriente.

El caudal seria el área multiplicada por la velocidad de la corriente.

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NIVELACION:

La nivelación es el procedimiento mediante el cual se determina:

A) El desnivel existente entre dos (o más), hechos físicos existentes entre sí.

B) La relación entre uno (o más), hechos físicos y un plano de referencia.

El primer caso constituye la forma más común de nivelación, se comparan varios puntos (o

planos) entre sí y se determina su desnivel en metros o centímetros. En el segundo caso

establecemos un nuevo "valor" llamado cota que relaciona individualmente a cada uno de

los hechos físicos que forman parte de la nivelación con otro que se toma como referencia

por ejemplo el nivel del mar.

NOVELACION GEOMETRICA: Es el más preciso y utilizado de todos, se lleva a cabo

mediante la utilización de un nivel óptico o electrónico, existen cuatro tipos de

nivelación geométrica definidos según su precisión: 1° y 2° orden (utilizados en

geodesia), 3° y 4° orden (utilizados en topografía), el procedimiento es igual en todos

ellos, solo cambian los elementos utilizados para medir; y también podríamos

diferenciar dos tipos más según el trabajo a realizar: nivelación geométrica lineal (si

se nivela desde un punto hasta otro siguiendo una trayectoria que una ambos) o

nivelación geométrica de superficie (cuando nivelamos un sector o una línea desde

una misma estación referida a un mismo plano de referencia).

NIVELACION TRIGONOMETRICA: Es la nivelación que se realiza a partir de la medición

de ángulos cenitales, de altura o depresión, y de distancias que luego se usarán para

la resolución de triángulos rectángulos, donde la incógnita será el cateto opuesto del

ángulo a resolver, que en estos casos son el desnivel existente entre el punto estación

y un, otro, punto cualquiera.

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LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO:

Los levantamientos topográficos se realizan con el fin de determinar la configuración del

terreno y la posición sobre la superficie de la tierra, de elementos naturales o instalaciones

construidas por el hombre.

En un levantamiento topográfico se toman los datos necesarios para la representación

gráfica o elaboración del mapa del área en estudio.

Las herramientas necesarias para la representación gráfica o elaboración de los mapas

topográficos se estudiaron en los capítulos precedentes, en el presente capítulo

estudiaremos los métodos y procedimientos utilizados en la representación de superficies.

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2. CAPITULO III

2.1. DESARROLLO DEL PROYECTO

2.2. DESARROLLO DE LA PRACTICA Y DATOS

TÍTULO Y CÓDIGO DEL PROYECTO: Estudio Topográfico – Hidrográfico

LOCALIZACIÓN: La práctica fue realizada en la Quebrada Buenavista a la altura del Municipio

de Quimbaya, Departamento del Quindío.

FECHA INICIO PROYECTO: 28/05/2012

FECHA TERMINACIÓN PROYECTO: 28/05/2012

FECHA PRESENTACIÓN DE INFORME: 12/06/2012

EQUIPO UTILIZADO: receptor GPS, nivel NI 050, cinta métrica, Power geo

Nombre de la Comisión: Grupo de Topografía Aplicada Practica

TOPOGRAFOS ENCARGADOS DE LA COMISIÓNES:

JEFRY QUIJANO JUAN DAVID YATE CRISTIAN MARIN

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PROCEDIMIENTO:

Para empezar a realizar la práctica del “Estudio Topográfico - Hidrográfico” de la Quebrada

Buenavista a la altura del municipio de Quimbaya, se tuvo en primera instancia que

materializar un punto con ayuda del receptor GPS, el cual serviría de apoyo a toda la

práctica. El sistema coordenado utilizado fue UTM (Universal Transversal Mercartor).

Una vez materializado el punto se prosiguió a determinar la orientación del levantamiento

con ayuda de la brújula.

La segunda actividad consistió en establecer un Eje de forma paralela a la Quebrada,

abscisado cada diez metros, con el cual se lograría determinar las secciones transversales.

De igual forma desde un punto del eje (K0+020) se realizo el levantamiento planimétríco de

los alrededores de la quebrada Buenavista.

Para la determinación de las secciones transversales, cada una fue realizada desde una

abscisa del eje. Se realizaron con una mira vertical, un nivel NI 050 y una cinta métrica. Cada

sección empezó en el eje y termino en el borde extremo de la quebrada y se nivelo de la

forma convencional.

Por ultimo se procedió a calcular la velocidad del cause. Para ello se requirió de pelotas de

pin- pong, las cuales eran puestas sobre el cause de la quebrada a la altura del K0+030 que

en su recorrido pasarían por el k0+000. La pelota fue puesta en varias partes de la quebrada

y en cada abscisa se tomaba un lap (Tiempo), todo esto con el fin de determinar la velocidad

promedio de la pelota cada diez

DATOS DE LAS SECCIONES

0

K0+000

K0+000

DH (m) COTA

0,00 1274,950

0,80 1274,790

1,30 1273,790

1,35 1273,480

2,00 1273,260

3,64 1273,064

5,34 1273,000

7,90 1273,000

10,40 1272,950

12,60 1272,800

13,75 1272,950

15,00 1273,030

15,92 1273,290

16,52 1273,980

K0+010

K0+010

DH (m) COTA

0,00 1275,000

1,88 1275,105

2,30 1274,974

2,47 1274,705

3,38 1273,957

3,58 1273,445

4,90 1273,375

5,71 1273,272

8,15 1273,144

10,18 1273,058

12,19 1272,980

13,15 1272,912

14,30 1272,918

15,40 1273,161

16,20 1273,301

17,05 1273,801

17,39 1273,558

17,99 1274,073

18

K0+020

K0+020

DH (m) COTA

0,00 1275,350

1,28 1275,099

2,36 1274,762

2,82 1273,438

3,81 1273,348

5,33 1273,292

6,68 1273,199

7,68 1273,021

8,63 1272,953

9,62 1272,902

10,45 1272,919

10,68 1272,811

11,40 1272,791

11,80 1272,800

12,47 1273,046

13,45 1273,142

13,45 1273,170

13,55 1273,731

K0+030

K0+030

DH (m) COTA

0,00 1275,513

1,10 1275,270

1,60 1274,770

2,55 1273,820

3,38 1272,990

3,80 1272,570

3,87 1272,500

5,37 1271,000

5,99 1270,380

6,96 1269,410

8,41 1267,960

9,41 1266,960

10,45 1265,920

11,47 1264,900

12,13 1264,240

12,52 1263,850

12,78 1263,590

12,90 1263,470

13,02 1263,350

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TIEMPOS TOMADOS PARA EL CAUDAL

LADO DERECHO (bajando)

CENTRO LADO IZQ. (bajando)

DH TIEMPO DH TIEMPO DH TIEMPO

K0+030 0 K0+030 0 K0+030 0

K0+020 14,66 K0+020 18,39 K0+020 9,41

K0+010 26,41 K0+010 29,15 K0+010 18,94

K0+000 38,7 K0+000 44,39 K0+000 29,01

CAUDALES

SECCION Vprom. (m/seg) CAUDAL (litros/seg)

K0+030 0,76 3480

K0+020 0,94 2100

K0+010 0,81 2652,5

K0+000 0,81 3143,1

20

2.3. CUADRO DE RESULTADOS

CUADRO NO. 1: RESULTADOS DE ACTIVIDADES

ACTIVIDAD (Nombre de la actividad aprobada)

RESULTADO ESPERADO1

AVANCE (en las unidades especificadas anteriormente)

AVANCE (en porcentaje)

OBSERVACIONES

LINEA BASE Trazar una línea base, de la cual podamos adquirir la información necesaria.

%

Trazado completo

NIVELACION Nivelación de cada abscisa de la línea base, obteniendo la información de la quebrada

100 %

Nivelación completa

LEVANTAMIENTO

Levantamiento planimétrico de la zona

100 %

Culminación del levantamiento

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CUADRO N° 2 GASTOS Y PRESUPUESTO:

Rubros Aprobados Valor Aprobado

Valor Ejecutado Detalle (unidad) Valor Detallado

Personal: Remuneración por Servicios Técnicos

$ 1700000 = $ 1500000 = º $ 500000= día

º $ 1500000 =

Equipos 120000 135000 º º45000 dia

º º135000

Materiales y Suministros

º º

º º

Arrendamiento (Servicios Públicos)

50000 40000 º º10000 por persona

º º40000

Viáticos y gastos de viajes

º º

º º

Transporte y gastos de estadía

200000 200000 º º50000 por persona

º º200000

Impresos (papelería) 10000 10000 º º 10000

º º 10000

Comunicaciones (Internet, celular)

30000 25000 º º25000

º º25000

Prestaciones sociales (Salud, pensión, ARP)

400000 400000 º º100000 por pesona

º º400000

Otros Gastos de Operación (AIU)

º º

º º

TOTAL DE GASTOS $ 2480000 = $ 2310000 = $ 740000 = $ 2310000 =

22

1. CAPITULO IV

4.1. RESULTADOS OBTENIDOS

A través del desarrollo del proyecto recopilamos y aplicamos lo visto en semestres

anteriores, pues son bases para la aplicación de esta materia, Además queda la experiencia

de haber vivido paso a paso todo el proceso de la obtención de datos en el campo hasta la

realización del informe y el plano topográfico

Teniendo en cuenta la importante tarea del topógrafo en todos los ámbitos se tiene que, “La

topografía tiene aplicaciones dentro de ingeniería agrícola, tanto en levantamientos como

trazos, deslindes, divisiones de tierra (agrodesia) determinación de área, etc. En la ingeniería

eléctrica: en los levantamientos previos y los trazos de líneas de trasmisión, construcción de

plantas hidroeléctricas, en instalación de equipos para plantas nucleoeléctricas, etc. En

ingeniería mecánica e industrial: para la instalación precisa de maquinas y equipos

industriales, configuración de piezas metálicas de gran precisión, etc. En la ingeniería civil: en

ella es necesario realizar trabajos topográficos antes, durante y después de la construcción de

obras tales como carreteras, ferrocarriles edificios, puentes, canales, presas, etc.”2

2 http://www.buenastareas.com/ensayos/Importancia-De-La-Topografia/186754.html

23

4.2. CONCLUSION

Aprendimos todo el proceso necesario para realizar una práctica batimétrica; ya que

en muchos proyectos de ingeniería es necesario tener estos conocimientos para su

ejecución.

Tomamos la información topográfica necesaria para realizar un plano del sector

(Quebrada Buenavista).

Realizamos el perfil del rio por medio de un abscisado cada 10 metros, y medimos su

caudal registrando unos tiempos y hallando un promedio entre ellos.

Con base en los perfiles y mediciones del caudal calculamos los volúmenes

hidráulicos.

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BIBLIOGRAFIA

Felicísimo Ángel M. Modelos Digitales del terreno, Introducción y aplicaciones en las ciencias

ambientales. Oviedo 1994.

Topografía Aplicada – José Joaquín Pérez

Introducción a la Topografía. MC. Graw Hill. Mexico 1988 – Anderson, James y Mikhail,

Edward.

EDUGAL “TOPOGRAFÍA” ARTURO QUINTANA

25

ANEXOS

26

27