Geofisica: Empresa de Servicios Geofisicos (REMI, MASW, GPR y Refraccion Sismica)
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Definicion: ¿Que es la geofisica?
La geofísica aplica los principios de la física al estudio la estructura de la Tierra utilizando métodos matemáticos y físicos. Esto incluye la comprensión de las propiedades microscópicas de minerales y rocas, hasta la comprensión de procesos globales como terremotos y el clima. Te ofrecemos metodos servicios geofisicos de calidad en laboratorios de alta tecnologia. ABC cuenta con personal especializado, equipos de medicion y control de de alta tecnologia y laboratorios para ensayos y estudios geofisicos.
La geofísica ha desempeñado un papel importante en el aumento del conocimiento de las propiedades y procesos físicos de la tierra. Se ocupa de cosas como el movimiento de la corteza terrestre y las temperaturas de su interior. Otro tema es el comportamiento del todavía misterioso campo geomagnético. Algunos geofísicos buscan depósitos de minerales o petróleo; otros se especializan en terremotos; otros estudian el agua debajo de la superficie de la Tierra, dónde se acumula y cómo fluye. Somos una empresa de servicios geofisicos y estamos a la vanguardia de la tecnologia.
Tabla de Contenidos
PAPERS DE GEOFISICA
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Empresa de Servicios Geofisicos
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Metodos Geofisicos en Geotecnia
Historia de la Geofisica
La geofísica surgió como una disciplina separada solo en el siglo XIX, a partir de la intersección de la geografía física, la geología, la astronomía, la meteorología y la física. Sin embargo, muchos fenómenos geofísicos, como el campo magnético de la Tierra y los terremotos, se han investigado desde la antigüedad. en nuestra empresa de geotecnia contamos con personal especializado y te prestamos servicios de geotecnia de primera calidad.
Época antigua y clásica
La brújula magnética existió en China desde el siglo IV a. C. Se utilizó tanto para el feng shui como para la navegación terrestre. No fue hasta que se pudieron forjar buenas agujas de acero que se utilizaron las brújulas para la navegación en el mar; antes de eso, no podían retener su magnetismo el tiempo suficiente para ser útiles. La primera mención de una brújula en Europa fue en 1190 d.C.
Alrededor del 240 a. C., Eratóstenes de Cirene dedujo que la Tierra era redonda y midió la circunferencia de la Tierra con gran precisión. Desarrolló un sistema de latitud y longitud.
Quizás la primera contribución a la sismología fue la invención de un sismoscopio por el prolífico inventor Zhang Heng en 132 d.C. Este instrumento fue diseñado para dejar caer una bola de bronce de la boca de un dragón a la boca de un sapo. Al observar cuál de los ocho sapos tenía la pelota, se pudo determinar la dirección del terremoto. Pasaron 1571 años antes de que Jean de la Hautefeuille publicara el primer diseño de un sismoscopio en Europa. Nunca se construyó.
Inicios de la ciencia moderna
Una de las publicaciones que marcó el comienzo de la ciencia moderna fue De Magnete (1600) de William Gilbert, un informe de una serie de meticulosos experimentos en magnetismo. Gilbert dedujo que las brújulas apuntan al norte porque la Tierra misma es magnética.
En 1687 Isaac Newton publicó sus Principia, que no solo sentó las bases de la mecánica clásica y la gravitación, sino que también explicó una variedad de fenómenos geofísicos como las mareas y la precesión del equinoccio.
El primer sismómetro, un instrumento capaz de mantener un registro continuo de la actividad sísmica, fue construido por James Forbes en 1844.
La historia de la geofísica en Munich comienza en 1836 con Johann von Lamont, entonces director del observatorio astronómico de la Academia de Ciencias de Baviera. Inspirado por sus contactos con Alexander von Humboldt y Carl Friedrich G. comenzó a observar el campo geomagnético en Munich. Al principio estas actividades fueron esporádicas, a partir de 1840 Lamont y sus asistentes determinaron regularmente la declinación e intensidad horizontal del campo geomagnético. En 1896, el observatorio geomagnético se independizó del observatorio astronómico y en 1905 comenzaron las observaciones sismológicas. La creciente industrialización en el tiempo siguiente trajo consigo muchas perturbaciones electromagnéticas y requirió trasladar el observatorio a Maisach (1927 – 1937) y más tarde a Fürstenfeldbruck (desde 1937).
El Instituto de Geofísica Aplicada se fundó en 1948. La primera cátedra estuvo a cargo del Prof. Dr. Hermann Reich. En sus inicios, el instituto estaba ubicado en el Deutsches Museum cerca de la biblioteca; más tarde se trasladó al antiguo edificio de la Academia de Artes Aplicadas en Richard-Wagner-S. hasta 1971. El Prof. Dr. Gustav Angenheister se convirtió en presidente del instituto en 1957. Su sucesor de 1985 a 2002 fue el Prof. Dr. Heinrich Soffel. En 2002, el Instituto de Geofísica junto con los institutos de cristalografía, geología, paleontología y geografía formaron conjuntamente el Departamento de Ciencias Geo y Ambientales. Este departamento representa una de las mayores instituciones de investigación en geociencias pertenecientes a una universidad en Alemania.
Ramas de la Geofisica
Dentro de la geofísica hay dos ramas principales: la geofísica interna y la geofísica externa.
Geofísica interna
La geofísica interna analiza el interior de la Tierra y las principales areas que estudia son:
- Sismología, estudia la estructura interna de la Tierra, el movimiento de placas tectónicas y movimientos telúricos, entre otros, utilizando principalmente el análisis de sismogramas que registran la propagación de ondas elásticas (sísmicas) y observaciones GPS que registran el movimiento de placas tectónicas.
- Geotermometría, estudia los procesos relacionados con la propagación del calor en el interior de la Tierra, en particular los relacionados con la desintegración radiactiva y el vulcanismo.
- Geodinámica, la interacción de tensiones y deformaciones en la Tierra que provocan el movimiento del manto y la litosfera.
- Prospección geofísica, utiliza métodos cuantitativos para localizar recursos naturales como petróleo, agua, depósitos minerales, cuevas, etc. o artificiales como sitios arqueológicos.
- Ingeniería geofísica o geotécnica, utiliza métodos de prospección cuantitativa para la localización de yacimientos minerales e hidrocarburos, así como para obras públicas y construcción en general.
- Tectonofísica, estudia los procesos tectónicos.
- Vulcanología, es el estudio de volcanes, lava, magma y otros fenómenos geológicos relacionados.
Geofísica externa
La geofísica externa estudia las propiedades físicas del medio ambiente terrestre.
- Geomagnetismo, estudia el campo magnético terrestre, tanto el interno generado por la Tierra como el externo, inducido por la Tierra y por el viento solar en la ionosfera.
- Paleomagnetismo, se ocupa del estudio del campo magnético terrestre en épocas antiguas del planeta.
- Gravimetría, estudia el campo gravitacional de la Tierra a través de observaciones en tierra y por satélite.
- Oceanografía u Oceanología, estudia el océano en todas sus escalas. De fenómenos locales a fenómenos globales como El Niño.
- Meteorología, estudia la atmósfera y el clima, circunscribiéndose a la Troposfera.
- Aeronomía, es la ciencia que estudia las capas superiores de la atmósfera, donde los fenómenos de ionización y disociación son importantes, desde el punto de vista físico y químico.
- Climatología, estudia el clima terrestre actual y en el pasado geológico.
- Geofísica espacial, estudia los procesos físicos ligados al plasma presente en la ionosfera y la magnetosfera, y su interacción con el viento solar. La geofísica espacial se reconoce principalmente por el estudio de la transferencia de energía en la magnetosfera que da lugar a las auroras polares.
Clasificacion de la Geofisica
Geofisica Pura
En general la Geofisica pura, proporciona información para el estudio de la estructura y composición del interior de la Tierra mediante métodos de la física, a fin de conocer su evolución y características actuales.
Geofisica Aplicada
En general, la geofísica aplicada o la exploración geofísica se refiere al uso de métodos físicos y matemáticos para determinar las propiedades físicas de las rocas y sus contrastes. El propósito de tal determinación es conocer la disposición de los cuerpos rocosos en el interior de la Tierra, así como las anomalías presentes en ellos.
Algunos de los métodos de exploración geofísica más utilizados en el estudio de las rocas son: métodos electromagnéticos, métodos potenciales y métodos sísmicos.
El conocimiento de la disposición de las rocas en el interior de la Tierra puede tener un objetivo científico o comercial. Por ejemplo, conocer las dimensiones de un yacimiento de hidrocarburos mediante métodos sísmicos o caracterizar la cámara magmática de un volcán mediante métodos gravimétricos.
También se utiliza en ingeniería civil y geotecnia para estudiar un terreno donde comenzará la construcción. Se realiza una exploración para determinar la profundidad a la que se encuentran los estratos rocosos sanos, es decir, capaces de soportar la construcción.
La expresión geofísica aplicada es usada de forma intercambiable con expresiones: métodos de prospección geofísica, exploración geofísica e incluso, aunque de forma muy poco frecuente, ingeniería geofísica.
Elementos de la Geofisica
- Los elementos principales que se estudian bajo la geofísica son:
- Forma de la Tierra.
- Fuerza gravitacional de la Tierra.
- Campos magnéticos de la Tierra.
- Estructura interna de la Tierra.
- Composición de la Tierra.
- Movimiento de la placa Tectonica de la Tierra.
- Actividad volcánica.
- Formaciónes rocosas.
- El ciclo del agua.
- Dinámica de fluidos.
Problemas que abordan los Geofisicos
Las siguientes son las áreas problemáticas que abordan los geofísicos:
- Construcción de carreteras y puentes.
- Cartografía y exploración de recursos minerales.
- Cartografía y exploración del agua.
- Mapeo de las regiones volcánicas y de terremotos.
- Cartografía geológica.
- Descubrimiento de arqueología.
- Construcción de presa y su seguridad.
- Descubrimiento forense.
Tecnicas y Tecnologia Aplicadas en Geofisica
A continuación se presentan las principales técnicas y tecnología de la geofísica:
- Geo-magnetismo.
- Electromagnética.
- Polarización.
- Tecnología sísmica.
- Radar de penetración terrestre (GPR).
Nociones utiles en Geofisica
Noción de escala espacial y temporal– Un estudio geofísico se define por un espacio que depende del objeto estudiado. En ocasiones las medidas se realizan a lo largo de un perfil o dentro de un bloque 3D, pero generalmente se adquieren de forma específica dentro de una malla (cuadrícula) con un espacio específico entre medidas y en función de la precisión deseada.
En geofísica, la dimensión de los campos se puede extender dentro de 5-6 órdenes de magnitud, desde la pequeña escala (1 a 10 metros) para ingeniería civil o arqueología hasta una escala de 10,000 km. para un estudio global (espaciado de malla: 10 km).
La escala de tiempo va del segundo al millón de años.
Medida y precisión en la medida – Una medida es de interés solo si conocemos el margen de error que siempre puede tener esta medida, estamos buscando una señal dentro de un ruido. Lo que vamos a interpretar es una recopilación de datos, el muestreo tiene que ser acorde a la dimensión del objetivo a alcanzar.
Tipos de errores comunes en geofísica:
- Error de los dispositivos de medición.
- Error de los operadores.
- Error realizado dentro de las correcciones de medición (como corrección de posición o topográfica).
- Error al azar.
- Error sistémico como ruido ambiental (electrónico, meteorológico, vial, etc).
- Error de muestreo.
La precisión de la medida representa un factor importante para poder interpretar cualquier señal dentro de un ruido y depende del objetivo a alcanzar. El geofísico siempre busca la mejor relación señal-ruido a través del procesamiento.
La precisión de la medición es diferente a la resolución de los dispositivos. La precisión también incluye todos los parámetros mencionados anteriormente.
Noción de modelo – A partir de las mediciones de superficie, el geofísico establecerá una estructura teórica que podrá acercarse lo más posible a las mediciones. Tal estructura se llama modelo.
- Si aumentamos los datos (un mallado más fino o un complemento de datos de otro método), podemos refinar el modelo y mejorarlo.
- El modelo nunca es único. En teoría, siempre habrá una infinidad de modelos que puedan explicar una serie de datos. En realidad, el número de modelo se limitará a ser aceptable desde un punto de vista geológico.
- Es importante definir la escala del modelo.
Noción de anomalía: por definición, la anomalía representa la diferencia entre el valor medido en un punto de un parámetro y el valor teórico de este mismo parámetro en el mismo punto. El cálculo del valor teórico se realiza mediante un modelo teórico.
También se habla de una anomalía del subsuelo cuando un cuerpo extraño está dentro de un entorno atractivo.
La interpretación de las anomalías se realiza mediante modelado, 2 métodos para hacer este modelado:
- Método directo: parte de un modelo inicial del subsuelo – calculamos los datos teóricos de este modelo y los comparamos con los datos reales
- Método inverso o inversión: parte de los datos reales – calculamos un modelo teórico a partir de los datos reales – calculamos los datos teóricos de este modelo y los comparamos con los datos reales.
Siempre que los datos reales no coincidan con los teóricos, modificamos el modelo inicial hasta que coincidan. Por iteraciones sucesivas, decimos que estamos ajustando el modelo.
¿Por que la Geofisica?
La geofísica tiene un impacto significativo en el bienestar de la sociedad y nuestro mundo.
De hecho, la geofísica de exploración nos ha ayudado a encontrar las fuentes de energía que han impulsado muchos de los avances sociales y económicos durante el último siglo.
Ahora, estas técnicas se utilizan cada vez más para salvaguardar nuestro entorno natural.
Por ejemplo:
- Los estudios de gravedad pueden informarnos sobre las pérdidas de masa de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida.
- Estos estudios también pueden identificar cambios en el nivel freático en regiones que dependen del agua subterránea.
- La sismología global a gran escala nos ha ayudado a identificar áreas en riesgo de terremotos y tsunamis, salvando vidas.
El uso de los recursos naturales de la Tierra también están evolucionando. Vas a:
- Aprender cómo las aplicaciones para la exploración de recursos naturales están cambiando hacia tecnologías nuevas e innovadoras.
- Comprender estas tecnologías, lo que ayuda a garantizar que los recursos de la tierra se utilicen y eliminen de manera más sostenible.
- Beneficiarse de la investigación y la experiencia de nuestros académicos, muchos de los cuales están a la vanguardia de este cambio.
Metodos y servicios Geofisicos
En nuetra empresa hacemos Uso de los Metodos Geofisicos.
Un método de uso frecuente en geofísica, y que ha sido pionero en el mapeo de la tierra debajo de nuestros pies, es la recopilación de datos sísmicos. Los datos sísmicos se obtienen basándose en los mismos principios que la ecografía médica. Por lo general, las ondas de presión se envían a la tierra. Estas ondas luego se reflejan de regreso a la superficie cuando encuentran límites entre capas geológicas en el subsuelo. Los receptores en la superficie de la tierra registran las ondas reflejadas y obtenemos una imagen de cómo se ve la tierra debajo de nuestros pies.
Además de la recopilación de datos sísmicos, los geofísicos también utilizan una variedad de métodos gravimétricos, eléctricos, electromagnéticos y magnéticos para mapear y comprender la estructura de la tierra. Los terremotos también nos proporcionan conocimiento de la estructura global de la Tierra. Una vez que las estructuras en el subsuelo se mapean mediante métodos de imágenes, los geofísicos pueden describir los procesos que dieron forma a estas estructuras mediante el uso de modelos matemáticos y numéricos.
¿Que Metodos y servicios Geofisicos estan disponibles en nuestra consultora?
Se utiliza un aparato electromagnético de bucle horizontal para localizar zonas conductoras que pueden ser plumas de lixiviado. Como se señaló anteriormente, los métodos geofísicos aplicados a la geofísica ambiental y de ingeniería se derivaron de otras áreas principales de investigación del subsuelo, incluida la exploración de petróleo, minerales y aguas subterráneas.
Teniendo esto en cuenta, los métodos o técnicas más comúnmente empleados por los profesionales incluyen:
- Electromagnética.
- Gravedad.
- Radar de penetración terrestre (GPR).
- Magnetismo.
- Resistividad (y / o polarización inducida).
- Refracción sísmica (y / o reflexión sísmica cercana a la superficie).
- Potencial espontáneo (o «SP»).
- Polarización inducida (o «IP»).
Para obtener una breve introducción a cada uno de estos métodos, consulte la información de los links que le dejamos aquí.
¿Como se aplican en la practica los Metodos y servicios Geofisicos en ABC ?
La implementación de métodos geofísicos es un proceso estructurado que consta de una serie de pasos clave, que incluyen:
- Evaluación inicial del problema en cuestión (es decir, cuál es el problema sospechoso, qué información inicial se conoce sobre el sitio, qué información adicional se requiere y cuáles son los resultados deseados).
- Determinación de qué método geofísico (o combinación de métodos) producirá los resultados óptimos. No todos los métodos serán aplicables como se indica en algunos de los enlaces anteriores, por lo tanto, es fundamental evaluar cuidadosamente qué métodos tienen más probabilidades de proporcionar datos e información relevante para el problema de interés. Además, aunque algunos métodos pueden proporcionar información, es posible que no sean rentables en un contexto particular.
- Identificación del alcance (o tamaño) de la cobertura geofísica requerida.
- Evaluación de la forma en que los datos y la información deben adquirirse, interpretarse y presentarse para abordar el problema en cuestión.
Una vez que se hayan respondido estas preguntas básicas y se haya aprobado el proyecto, se iniciará el trabajo geofísico.
Normalmente, la geofísica ambiental y de ingeniería consiste en estudios de campo realizados a lo largo de líneas orientadas (es decir, cuadrículas de estudios) sobre el área de interés deseada. Para obtener más información sobre la topografía de campo, es posible que desee consultar los enlaces proporcionados anteriormente en la sección «Qué métodos geofísicos de campo están disponibles».
¿Por que es importante la geofisica?
Hoy en día, los métodos geofísicos se utilizan para:
- Mapeo de grandes áreas geológicas para aumentar nuestro conocimiento de la estructura de la Tierra.
- Localización y recuperación de recursos como hidrocarburos, minerales y aguas subterráneas.
- Cartografía de posibles depósitos de CO2 en el subsuelo.
- Monitoreo de las inyecciones de CO2 en el subsuelo.
- Mapeo de los metros más altos de la corteza terrestre para la construcción de túneles, así como posibles ubicaciones de molinos de viento y tuberías / cables en el fondo del océano.
- Evaluar el riesgo de geopeligros como terremotos, tsunamis y deslizamientos de tierra.
- Estudios arqueológicos.
En el futuro, el desarrollo y la aplicación de métodos geofísicos serán cada vez más relevantes. El riesgo de escasez de agua en varios lugares de la Tierra significa que necesitamos encontrar más acuíferos subterráneos. El cambio climático contribuye a un mayor riesgo de derretimiento del permafrost en las regiones árticas, y se utilizan métodos geofísicos para mapear y monitorear el proceso de derretimiento. El continuo crecimiento de la población de nuestro planeta también conduce a una mayor necesidad de utilizar métodos geofísicos para localizar y desarrollar los recursos naturales de modo que se pueda mantener una economía sostenible. El crecimiento de la población también nos hace más susceptibles a desastres naturales como terremotos y tsunamis debido a una mayor densidad de población en áreas vulnerables. Conocimiento sobre desastres naturales y cómo podemos protegernos de ellos.
¿Como se relacionan entre si la geofisica ambiental y la ingenieria?
Los magnetómetros y gradiómetros se utilizan para adquirir datos de alta resolución para la investigación arqueológica no invasiva. Al observar el tema anterior, puede que no sea evidente de inmediato que hay componentes distintos de subdisciplinas ambientales y de ingeniería dentro de cada «problema» o área de aplicación.
Las aplicaciones, como las aguas subterráneas y especialmente el mapeo de plumas de contaminantes, artefactos explosivos sin detonar y arqueología están estrechamente alineadas con la geofísica ambiental. Aquí, la atención se centra en la salud humana, la sociedad y la historia, en contraste con las propiedades y estructuras de la ingeniería en las que se centra Engineering Geophysics.
Otras aplicaciones que se enfocan principalmente en la subdisciplina ambiental incluyen estudios de línea base previos al desarrollo y estudios de redesarrollo (es decir, Brownfields)
Las aplicaciones de infraestructura tienen más un componente de ingeniería, es decir, se ocupan de la detección y caracterización de condiciones peligrosas del lecho de las carreteras subyacentes a las carreteras, por ejemplo. Este tipo de aplicación puede implicar la detección de vacíos debajo de las carreteras debido a excavaciones subterráneas (es decir, minería o túneles), o caracterizar la integridad relativa de las estructuras de refuerzo en puentes u otras estructuras de transporte.
Otras aplicaciones que se enfocan principalmente en la subdisciplina de Ingeniería de Geofísica Ambiental y de Ingeniería incluyen Seguridad de Presas e Ingeniería Civil (incluida la determinación de las propiedades de ingeniería de rocas y suelos antes de planificar la construcción).
Sin embargo, no siempre es posible establecer distinciones tan claras entre cada subdisciplina.
¿Cuales son los costos de la Geofisica?
Para nuestra empresa de servicios geotecnia el costo es, por supuesto, una consideración clave. La mayoría de las encuestas geofísicas de ingeniería tienen una estructura de costos similar a la de cualquier profesional autorizado: una tarifa de consultoría por hora más los costos de alquiler de equipos. Además, existen costos asociados de movilización (dado que la mayoría de los levantamientos geofísicos requieren la adquisición de datos en el campo), amortización de la instrumentación, procesamiento e interpretación de datos y redacción y presentación de informes.
En última instancia, la aplicación de la geofísica debe evaluarse en términos de sus costos y beneficios proyectados como se indicó anteriormente.
¿Cuales son los beneficios de la geofisica?
Los datos de electromagnetismo de muy baja frecuencia se han convertido en densidad y profundidad de corriente eléctrica. El color azul oscuro indica el núcleo de un penacho de lixiviado que emana de un vertedero. La geofísica ambiental y de ingeniería ofrece una ventana única a la tierra como un medio para detectar las condiciones del subsuelo, y su relevancia radica en los beneficios concretos y rentables que ofrece. Éstas incluyen:
- Metodos no destructivos. Es ideal para su uso en áreas pobladas, como ciudades, donde surgen muchos de los problemas ambientales y de ingeniería actuales. También significa que se puede examinar un sitio arqueológico sin destruirlo en el proceso.
- Proporciona un medio para evaluar rápidamente grandes áreas del subsuelo.
- Las combinaciones de métodos (es decir, métodos multidisciplinarios) proporcionan los medios para aplicar diferentes técnicas para resolver problemas complejos. Cuantas más propiedades físicas se evalúen, menos ambigua se vuelve la interpretación.
- Economía. La geofísica no requiere excavación o acceso directo al subsuelo (excepto en el caso de los métodos de perforación donde el acceso es típicamente mediante perforaciones). Esto significa que se pueden evaluar grandes volúmenes de tierra a un costo mucho menor que la excavación o incluso los métodos de perforación con rejilla.
- La mayoría de las técnicas existen desde hace más de medio siglo y están maduras, pero aún están relativamente sin descubrir y subutilizadas por los tomadores de decisiones que enfrentan complejos problemas ambientales y de ingeniería.
Modelado Geofisico en 2D y 3D
El modelamiento geofísico en 2D y 3D, así como de los procesos responsables de su configuración de datos, constituye uno de los mayores desafíos en el ámbito de las Ciencias de la Tierra (Geoscience). La modelización Geofísica 3D y 2D a través del modelado de datos geofísicos como pueden ser de Resistividad, Velocidad, Polarizacion inducida, Magnéticos, susceptivilidades, gravimetricos, o cualquier tipo de variable que se asigne, ya que consiste en la identificación y visualización de anomalias especificas con objeto de determinar con precisión su extensión y configuración, es decir, caracterizar su geométrica para la toma de decisiones en la industria de la exploración y estudios del subsuelo.
Fuentes:
- Bahr, K., 1991. Geological noise in magnetotelluric data: a classification of distortion types. Phys. Earth planet. Inter., 66, pp. 24-38.
- Berchichevsky, M.N. y Dmitriev, V.I., 1976. Basic principles of interpretation of magnetotelluric curves. Geoelectric and Geothermal Studies, pp. 165-221, ed. Adam A., KAPG Geophysical Monograph, Budapest.
- Bourgeois, J., Eguez, A., Butterlin, J., De Wever, P., 1990. Evolution géodynamique de la Cordille`re occidentale des Andes e´quateur; la de´couverte de la formation eoce`ne d’Apagua, C. R. Acad. Sci. Ser. 311 (1), pp. 173-180.
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