Ingenieria Del Proyecto 123.docx

CONSTRUCCIÓN SISTEMA DE AGUA POTABLE MOROCOLLO

CAPITULO VI 6

INGENIERÍA DEL PROYECTO.

6.1 ESTUDIOS BÁSICOS DE INGENIERÍA El Estudio de Factibilidad del Proyecto

Sistema de Agua Potable ha sido trabajado en el marco de la

Constitución Política del Estado que reconoce; que toda persona tiene como derecho fundamental la vida y la salud, en condiciones compatibles con su desarrollo biosociológico, y en todas las normas, reglamentaciones y disposiciones vigentes y relacionadas con el tema.

Las Leyes Marco consideradas son: - Ley Modificatoria a la Ley 2029 de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario - Ley Nº 1654 de Descentralización Administrativa - Ley Nº 1551 de Participación Popular - Ley Nº 2028 de Municipalidades - Ley Nº 1333 de Medio Ambiente - Ley Nº 1178 SAFCO - NB 689

Asimismo los criterios de diseño del Sistema de Agua Potable se enmarcan dentro de todas las normas y reglamentos técnicos específicos tales como son: - Norma Boliviana NB-689 – Instalaciones de Agua - Diseño para Sistemas de Agua Potable - Guía Técnica de Diseño de Proyectos de Saneamiento para Poblaciones Menores a 10.000 habitantes.

6.2 DESCRIPCIÓN Y OBJETIVOS El objeto central del proyecto es el de implementar en la Comunidad de Morocollo un Sistema De Agua Potable, de tal forma que toda la población pueda beneficiarse del servicio en calidad y en cantidad, mediante conexiones domiciliarias.

6.3 RESEÑA DEL PROYECTO PROPUESTO El proyecto será diseñado bajo el concepto de un Sistema de Agua Potable por gravedad, que consistirá en la captación de aguas superficial (pozo poco profundo) a través de carcamo , el cual sera enviado por bombeo mediante una tuberia de impulsión al tanue de elevado de almacenamiento , a partir de del tanque este sera distribuida por las matrices de la red hacia la comunidad , el cálculo de la red distribución sera abierta por la disposición de las casas y otra obras complementarias como pasos de quebradas .

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6.4 MEMORIA DESCRIPTIVA 6.4.1 DESCRIPCIÓN TÉCNICA DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA El presente proyecto consta de 13 módulos y 93 ítems para su ejecución y puesta en marcha A partir de esos ítems se realizó el presente proyecto, por lo que a continuación haremos explicación concreta por modulo sobre su desplazamiento. 6.4.1.1 MODULO - OBRAS PRELIMINARES Este se refiere a la instalación de faenas que la Empresa Contratista debe realizar para su buen manejo de personal y material. A partir de esto se realizara nuevamente el análisis de agua en las vertientes y el estudio de suelos en el área de emplazamiento del tanque de almacenamiento por ser la infraestructura más grande, esto con el fin de verificar de las condiciones que se establece en el proyecto. 6.4.1.2 MODULO - OBRA DE TOMA- CÁRCAMO DE BOMBEO La obra de toma consiste en captar las aguas superficiales mediante un carcamo , el cual se emplazara en el terreno ubicado dentro de la unidad educativa de la comunidad este carcamo tedra una profundidad de 2.5 m , con paredes de hormigón con barbacanas de tuberia de PVC. 6.4.1.3 MODULO –CASETA DE BOMBEO (SOBRE CÁRCAMO) La caseta de bombeo es ubicado por encima del cárcamo en la cual se instalara la bomba de agua . esta caseta sera de muro de ladrilllo y cubierta de calamina , provista de puerta y ventanas además de cerco perimetral. 6.4.1.4 MODULO –PROV. E INST. BOMBA DE AGUA + ACCESORIO La instalación de la bomba se la realizara por un especialista, el modulo comprende en provisionar la bomba centrifuga de 5 hp, (ver anexos 11 – diseño hidráulico), posterior será instalado en el lugar establecido según los planos y las especificaciones técnicas, también se hará el colocado de hipocloroso en línea tipo tabletas. Los accesorios que se requieran para la instalación serán situados según las especificaciones técnicas de la bomba. 6.4.1.5 MODULO – INSTALACIÓN ELÉCTRICA P/BOMBAS La instalación eléctrica consistirá en la ampliación de la red de media tensión existente y mas próximo a la caseta de bombeo que para nuestro caso se encuentra dentro de la Unidad educativa ( esta ampliación contempla el colocado de un poste de eucalipto y 56 metros de cableado, además se hara la instalación del pararayos el transformador de 10 KVA y tablero de medición mas accesorios , de acuerdo a los planos eléctricos. 6.4.1.6 MODULO- LÍNEA DE IMPULSIÓN

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La línea de impulsión comprende la provision y colocado de tuberia desde el carcamo de bombeo hasta llegar al tanque de almacenamiento semienterrado. Se realizara ek replanteo de las líneas de tuberia para luego hacer excavación , la red de tuberia de impulsión es de PVC –SDR 21 de diámetro 2 ½ “ , con una longitud de 870.20 mts 6.4.1.7 MODULO – TANQUE DE ALMACENAMIENTO

10 M3

El tanque de almacenamiento elevado sera de una capacidad 10 m3 , la estructura sera de hormigón armado compuesta por 4 columnas y 5 vigas de arriostre , estos calculados mediante el SAP 2000 planillas de EXCEL ( ver anexo 12 – diseño estructural) este también está provisto de una escalera de FG y con los accesorios de acuerdo a los planos . 6.4.1.8 MODULO-RED DE DISTRIBUCIÓN La red de distribución fue diseñada mediante el programa Wáter -Cad,( ver anexo 11-diseño hidráulico) para redes abiertas los cuales nos arrojaron tuberías desde ¾”, 1”, 1 ½” y 2” todos de PVC SDR 21cumpliendo las normas de diseño en cuanto a las velocidades mínimas , presiones , diámetros . 6.4.1.9 MODULO- CONEXIONES DOMICILIARIAS Las conexiones domiciliarias se realizaran a 64 familias o beneficiarios, los cuales consta con la instalación de la cámara guarda llaves, tubería PEAD hasta 8 metros, piletas y pedestales y una zanja de absorción. 6.4.1.10 MODULO –PASO DE QUEBRADA DE 6 METROS Estos pasos de quebrada están compuestos por torres (parantes) de tubería de fierro galvanizado, con cables de suspensión de ¼” según diseño, las tuberías de paso son de fierro galvanizado y los diámetros están de acuerdo al cálculo hidráulico en la red de distribución, los pasos de quebradas con una luz de 6 metros son diez ( 10) 6.4.1.11 MODULO – CERCO PERIMETRAL CASETA DE BOMBEO Este cerco está dispuesto para la protección de la Caseta de bombeo de los animales, personas malintencionadas y otros que puedan dañar la estructura y el agua de consumo. Este cerco es de malla olímpica con parantes de tubería de fierro galvanizado y protección en la parte superior con alambre de púas. 6.4.1.12 MODULO-MEDIDAS DE MITIGACIÓN AMBIENTAL Este se refiere principalmente al cuidado del medio ambiente a través de la implementación de basureros, disposición de residuos sólidos y la señalización, todo esto durante la ejecución de la obra. 6.4.1.13 MODULO – ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS

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En este caso es únicamente el colocado de la plaqueta de entrega de obra de acuerdo al diseño que la institución provea.

6.5

DISEÑO DE COMPONENTES DE INGENIERÍA A DETALLE

6.5.1

MEMORIA DE CÁLCULO

6.5.1.1 PARÁMETROS BÁSICOS DE DISEÑO Los parámetros básicos de diseño se basan en las consideraciones técnicas del Reglamento Técnico de estudios y parámetros Básicos de diseño para Sistemas de Agua potable – reglamento nacional NB 689 6.5.1.2 PERIODOS DE DISEÑO El Periodo de diseño que se asumió es de 20 años.

6.5.1.3

POBLACIÓN

El modelo matemático adoptado para determinar el crecimiento de la población, es el oficialmente establecido por la Dirección Nacional de Saneamiento Básico a través de la Norma Técnica de Diseño para Sistemas de Agua Potable.

Para determinar la población beneficiada, se consideró la información recabada en la lista de familias beneficiadas y el promedio de 5 hab./familia, teniendo inicialmente 312hab., con una población flotante de 10 hab, haciendo un total de 322 hab, con la proyección al año 2036 la población será de 393 habitantes. La tasa de crecimiento es asumida de la información de elaboración propia en 1 % El periodo de diseño se considera de 20 años. Para la población futura se considera los métodos de cálculo para poblaciones menores a 2000 hab calcula bajo los siguientes criterios aritmético y geométrico: 6.5.1.4 ÍNDICE DE CRECIMIENTO De acuerdo con la información obtenida en la zona del proyecto se asume una tasa de crecimiento del 1.00% 6.5,1.5 DOTACIÓN MEDIA DIARIA Las dotaciones han sido establecidas en base a justificaciones socioeconómicas del presente proyecto y capacidad de las fuentes.

Para el presente proyecto se compatibilizan estas dotaciones con los datos referenciales contenidos en el “Reglamento Técnico de Diseño Para Sistemas de Agua Potable – NB 689”.

6.5.1.6 CONSUMO MÁXIMA DIARIO

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El consumo máximo diario se determinó multiplicando el consumo medio diario por el coeficiente de variación diaria, cuyo valor recomendado según normas es variable entre 1.2 a 1.5 según las características de la población, el valor utilizado en el presente proyecto es de 1.2

6.5.1.7 CONSUMO MÁXIMO HORARIO

El consumo máximo horario se determinó multiplicando el consumo máximo diario por el coeficiente de variación horaria cuyos valores recomendados por norma están en función al número de habitantes. En este caso se adoptó K2= 2.18

6.5.1.8 OBRA DE TOMA El tipo de fuente es agua superficial ya que se encuentra a una profundad de 4 metros, en base a ese dato se realiza un cárcamo y su respetiva caseta bombeo. Desde el cárcamo se hace la impulsión con ayuda de la bomba por la red de aducción hasta el tanque de almacenamiento

6.5.1.9

RED DE IMPULSIÓN

La capacidad de la aducción, en el punto de entrada será por lo mínimo, igual al caudal requerido para satisfacer el consumo máximo diario. Para red de aducción se realizara una excavación de tal modo la tubería este dirigida y protegida por ese medio , la tubería de aducción será de material PVC SDR 21 de 2 ½ la cual esta tiene todos los requerimientos mínimos para la transportación del agua

6.5.1.10 TANQUE DE ELEVADO DE ALMACENAMIENTO

La capacidad del tanque de Almacenamiento proyectado, cumple que el volumen que resulta mayor de las siguientes consideraciones: 

Volumen de regulación: La regulación de las variaciones entre el gasto con que las fuentes alimentan

al servicio y el gasto que éste requerirá en cada instante. El tanque tiene una capacidad de almacenamiento de 10.3 m3 (ver anexo 11-diseño hidráulico) 

Volumen de reserva: Es el volumen que dispone el tanque para absorber interrupciones en el servicio

se recomienda considerar un volumen de 4 horas del consumo máximo diario (Qmaxd) por lo que el volumen es de 5 ,03 m3 ( ver anexos 11 – diseño hidráulico ) 

6.5.1.11

Por lo que se asume el volumen de 10 m3.

CALIDAD DEL AGUA

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El Agua cumple las condiciones mínimas de calidad, de acuerdo a los ensayos físicos químicos y bacteriológicos realizados a muestra de agua tomadas en cada fuente. De acuerdo al informe de laboratorio IBTEN.( Ver anexo 14- análisis físico quimico)

6.5.1.12

VELOCIDADES DE DISEÑO

En tuberías de aducción la velocidad mínima en lo posible es de 0.30 m/s, pudiendo ser menor en función a la calidad del agua y la magnitud de los fenómenos hidráulicos transitorios.Para nuestro caso las velocidades estas por encima de este valor (ver anexo 11- diseño hidraulico)

6.5.1.13

PROFUNDIDAD

Cuando se está utilizando la tubería de PVC, el mínimo de profundidad para el tendido de la línea de aducción será de 0.80 m. En áreas de cultivo y cruce de caminos, la profundidad es hasta 1.00 m.

6.5.1.14

PRESIÓN MÁXIMA DE TUBERÍA DE PVC.

La presión máxima admisible, es de 60 m.c.a. Aunque en algunos cosos previa justificación se utilizan presiones mayores. En el nuestro caso no tenemos presiones por encima de 43 mca .

6.5.1.15

TIEMPO DE VACIADO DE LOS TANQUES

Como no es conveniente que el tanque quede fuera de funcionamiento un largo periodo de tiempo, se recomienda que el tiempo requerido para vaciar el tanque no exceda de 4 horas.

T

=

2*s*(h^0.5) M*w*(2g) ^0.5

Donde: T = Tiempo de vaciado en segundos. S = Superficie del tanque en (m2). H = Carga sobre el desagüe (m). M = Coeficiente de contracción (0.60 – 0.65)

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W = Superficie de desagüe (M2). G = Aceleración de la gravedad.

6.5.1.16

DIÁMETRO DE TUBERÍA DE REBOSE Y LIMPIEZA

El diámetro de rebose y limpieza del tanque deberá ser un diámetro comercial mayor al diámetro de la tubería de entrada al mismo.

6.5.17

VENTILACIÓN

La distancia entre el espejo de agua y la losa de tapa se toma 0.30m. Como mínimo.

6.5.1.18

RED DE DISTRIBUCIÓN

La red de distribución tiene como función el suministro de agua potable al consumidor. Para este caso por la disposición de los usuarios la red es de tipo abierto y cerrado . (Ver plano 3/ 10 hidráulico)

6.5.1.19

CAUDAL DE DISEÑO

La red de distribución está calculada para un caudal máximo horario. (Ver anexo 11-diseño hidráulico)

6.5.1.20

ANÁLISIS HIDRÁULICO

Para el cálculo hidráulico del sistema de distribución, se aplicó el Softward Water Cad, en base a fórmulas de la norma de sistemas de abastecimientos de agua potable, con un error de cierre de 0.001 l/s, como máximo, para el análisis de los ramales dado el hecho de que la red es un sistema dinámico. (Ver anexo 11- diseño hidráulico)

6.5.1.21

DIÁMETROS DE MÍNIMOS

El diámetro mínimo a utilizarse en redes de aducción y distribución es de ¾” (terminales)

6.5.1.22

PRESIONES

Durante el periodo de la demanda máxima horaria, la presión dinámica menor es de 5 m.c.a. En cualquier parte de la red. La presión máxima estática es de 60 m.c.a. para casos especiales, el proyectista justifica la solución adoptada. Para nuestro caso diremos que la presión máxima es de 43 mca y la minima 10.8(ver plano 3/10 hidraulico)

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6.5.1.23 LA POBLACIÓN FUTURA En este caso se tomó en cuenta los tres tipos de crecimiento poblacional.

Pf = P0 × (1+ i × t ) Crecimiento Aritmético:

Pf = P0 × (1+ i )t

Crecimiento geométrico:

Pf = P0 ×

Crecimiento Wappaus:

Pf =

Pf : Población final Fuente: Elaboración propia

(200 + I × t ) (200 - I × t )

393

habitantes

Para el proyecto se adopta la población mayor de 393 habitantes. Para el periodo de 20 años.

6.5.1.24 CONSUMO DE AGUA De acuerdo a reglamento la dotación media diaria para poblaciones entre 500 - 2000 hab. En el altiplano está entre los 30 a 70 l/h/d. para el proyecto asumimos un consumo de 50 l/h/d. Según el Reglamento de diseño para poblaciones entre 500 - 2000 habitantes, la dotación deberá estar entre: Dotacion Futura Región

Dotación (lt/hab-día) Hasta 500 hab

500 - 2000 hab

2000 - 5000 hab

Altiplano

30 - 50

30- 70

50 - 80

Valles

50 - 70

50 - 90

70 - 100

Llanos

70 - 90

70 - 110

90 - 120

Población de diseño: Rango de dotación:

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Pf = Rango =

393

hab

30 - 50

lt/hab-día

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Dotación de diseño:

D=

50

lt/hab-día

Fuente: Elaboración propia

6.5.2

CÁLCULO HIDRÁULICO

Está definido por el cálculo de: Memoria de Cálculo Hidráulico A. FUENTE DE AGUA B. POBLACIÓN DOTACIÓN Y CONSUMO B.1. PERIODO ECONÓMICO DE DISEÑO DEL PROYECTO B.2. DETERMINACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURA B.3. DETERMINACIÓN DE LAS VARIACIONES DE CONSUMO DE AGUA (DOTACIÓN) B.4. DETERMINACIÓN DE CAUDAL MEDIO DIARIO (Qmd) B.5. DETERMINACIÓN DEL CAUDAL MÁXIMO DIARIO (Qmd) B.6. DETERMINACIÓN DE CONSUMO MÁXIMO HORARIO (Qmax.h) C. DATOS DE DISEÑO D. TANQUE DE ALMACENAMIENTO E. CALCULO DE COTAS G. DISEÑOS DE OTROS ELEMENTOS H. CÁMARA ROMPE PRESIÓN (red de distribución) H1. DISEÑOS DE TUBERÍAS DE VENTILACIÓN, REBALSE Y LIMPIEZA (cámara rompe presión) DISEÑO – ADUCCIÓN (dos obras de toma)

Memoria de Calculo – Reporte de Water Cad PRESIONES SECCIONES Y TUBERIAS (todo el sistema) SECCIONES Y TUBERIAS (red de distribución) SECCIONES Y TUBERIAS (aducción) SECCIONES Y TUBERIAS (paso de quebrada) TANQUE RESERVORIO CRP

Todos determinados en el Anexo 11, del presente proyecto.

6.5.3

CALCULO ESTRUCTURAL

Está definido por el cálculo de las zapatas , columnas , vigas de arriostre , tanque de Hº Aº ,ya que este es la estructura que exige este calculo por el volumen de agua a almacenar . este viene definido por 6.5.3.1 CALCULO DE ZAPATA HºAº  Cargas  Tensión admisible de suelo  Acero  Hormigón  Coef. De seg  Dimensionamiento en planta  Calculo de presiones en los cuatro vértices  Excentricidades  Calculo de momentos  Cuantias- calculo de fierro  Verificación al corte y puzonamiento  Verificacion a puzonamiento 6.5.3.2 CALCULO DE COLUMNAS , VIGA Y TANQUE DE Hº Aº

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 Calculo y diseño estructural  Descripción del software utilizado  Normas utilizadas para el diseño  Descripción del modelo estructural  Convención de signos  Propiedades de los materiales  Elementos estructurales  Solicitaciones y combinaciones de carga  Combinaciones de carga  Modelo estructural  Resultados del análisis Todos determinados en el anexo 12 . del presente proyecto.

6.5.4

ESTUDIO GEOTÉCNICO DE SUELOS

Para este proyecto se realizó el estudio de suelos en el área de implementación del tanque de almacenamiento, ya que esta estructura así lo requiere por el peso propio y el volumen de agua que almacenara (20m3), este estudio de suelos nos arrojó los siguientes resultados en:   

GRANULOMETRÍA LIMITES FÍSICOS SPT

Ver el Anexo 15, del presente proyecto.

6.5.5

ANÁLISIS FÍSICO, QUÍMICO Y BACTERIOLÓGICO.

Se realizó el aforo y toma de muestras correspondiente en el pozo ubicado en ls unidad educativa de la población, los cuales fueron llevados para su respectivo análisis, los cuales nos dieron los resultados mostrados en el Anexo 14 del presente proyecto. Además estas tienen el respaldo fotográfico (ver Anexo 10).

6.5.6

DATOS TOPOGRÁFICOS

El levantamiento se realizó con una Estación Total, a partir de las obras de toma, para luego seguir con las áreas donde se encuentran los beneficiarios y posibles ampliaciones, se tomó a detalle las quebradas donde se necesitara alguna obra de arte (pasos de quebrada), además del área posible donde se implementara el tanque de almacenamiento, los cuales están respaldadas con fotografías tomadas en este proceso ver Anexo 10. Las planillas del levantamiento topográfico se muestran en el Anexo 13, del presente proyecto.

6.5.7

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

Estas fueron realizadas de acuerdo a los ítems que se encuentran en el proyecto, en primera instancia se muestra las especificaciones técnicas para los materiales en general como agregados, fierros, tuberías, y a partir de este se desarrolla las especificaciones técnicas para los 93 ítems del proyecto, los cuales son mostrados en el Anexo 9.

6.5.8

CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN DE OBRAS

Se trabajó con los 93 ítems del proyecto, a partir de los rendimientos obtenidos del análisis de precios unitarios, se realizo la ruta crítica el cual nos dio la línea principal de trabajo y dejando los otros items que puedan ir paralelamente en tiempos, como se muestra en el cronograma, dicha programación se la realizo en el programa Quark, el cual se muestra en el Anexo 8 del presente proyecto.

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6.5.9

CÓMPUTOS MÉTRICOS

Se la realizo en planillas Excel, los cuales contempla los 13 módulos y 93 ítems del proyecto en concordancia con los planos y detalles del proyecto. Los cuales se muestran en el Anexo 7.

6.5.10 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS El análisis realizado fue para cada uno de los items, dando mayor importancia al rendimiento de la mano de obra, maquinaria y equipo y materiales, puesto que nuestro proyecto en esencia basara su costo real y tiempo de ejecución en estos tres aspectos. Sin embargo se hizo un análisis no muy profundo de los gastos generales, utilidades e impuestos de ley, ya que los impuestos ya están fijados por ley; los gastos generales y las utilidades van de acuerdo a la magnitud de la empresa y las utilidades que se desea obtener. Este análisis se sustenta técnicamente, ya que para la Licitación del Proyecto se tomara como parámetro de comparación solo los tres componentes importantes que son los rendimientos de los materiales, mano de obra y maquinaria y equipo los cuales darán el norte para la adjudicación de uno de los proponentes y no así los gastos generales, utilidades e impuestos.

Este análisis de precios unitarios se la realizo de acuerdo a la normativa vigente inserto en el DS 181 de Contrataciones de Bienes y Servicios, donde se tiene el modelo de las planillas de precios unitarios con los parámetros ya establecidos, todos de acuerdo a precios vigentes del mercado. Los que se muestra en el Anexo 6.

6.5.11 PRESUPUESTO DE MAQUINARIA Y EQUIPO Es el resultado de la maquinaria utilizada en los diferentes ítems del proyecto, y se tiene mayor incidencia en los ítems de hormigón armado, hormigón ciclópeo y excavación, ya que estos utilizaran mezcladora, vibradora y retroexcavadora respectivamente los cuales son los más representativos. El costo de estos se muestran en el Anexo 5.

6.5.12 PRESUPUESTO DE MANO DE OBRA En el análisis de la mano de obra se tomó como referencia los precios en la población de Achacachi tanto en los albañiles, ayudantes y peones. El presupuesto de estos se muestran en el Anexo 4.

6.5.13 PRESUPUESTO DE MATERIALES En el análisis de los precios de materiales se tomó como referencia los precios en la población de Achacachi y los de la Ciudad de El Alto. El presupuesto de estos se muestran en el Anexo 3.

6.5.14 PRESUPUESTO DE INFRAESTRUCTURA El presupuesto final de la infraestructura corresponde a la ejecución de la obra en sus 13 módulos y 87 ítems. Cada uno de ellos basados en los cómputos métricos y el análisis de precios unitarios, el cual nos dio como resultado el presupuesto final mostrado en el Anexo 2.

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