KSAT
Condutividade hidráulica saturada no laboratório
preço base local
O KSAT é a única configuração automatizada fácil de usar para fazer medições de condutividade hidráulica saturada no laboratório. E o melhor de tudo é que ele é totalmente integrado.
- Condutividade hidráulica saturada simplificada no laboratório
- Tudo completamente integrado. Elimina o erro humano.
- Fácil de usar e em conformidade com a norma ASTM D2434





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Visão geral / Recursos
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Evite configurações complicadas e trabalhosas
A condutividade hidráulica saturada não é uma medida fácil de fazer, principalmente devido à falta de uma ferramenta simples de usar. Muitas pessoas recorrem à montagem de suas próprias engenhocas, que são complicadas e complicadas, ou simples e grosseiras. Nenhum deles provou ser eficaz em termos de precisão ou conveniência, e é por isso que desenvolvemos o KSAT.
Condutividade hidráulica saturada - simplificada
O KSAT , em conformidade com a ASTM D2434, é a única configuração automatizada fácil de usar para fazer medições de condutividade hidráulica saturada no laboratório. Em sua forma mais simples, é um instrumento que usa os métodos de cabeça descendente (automatizado) e cabeça constante (não automatizado) em um núcleo de solo. O melhor de tudo é que ele é totalmente integrado, portanto, você também tem a garantia de uma engenharia controlada por software e totalmente testada.
Integração: a chave para a conveniência
Ao contrário das engenhocas típicas, o KSAT vem com tudo o que você precisa para fazer uma medição, o que significa que você pode configurá-lo assim que sair da caixa. Esse tipo de integração também permite que o KSAT ocupe um espaço mínimo na bancada. Mas talvez seu maior benefício seja a forma como, como parte do sistema LABROS , ele complementa o HYPROP. Tanto o HYPROP quanto o KSAT podem usar o mesmo núcleo de solo porque compartilham anéis de amostragem compatíveis. Isso permite que você faça medições de condutividade hidráulica saturada e não saturada e gere uma curva característica de umidade do solo para obter um quadro completo das propriedades de uma amostra, simplificando ambos os processos.
Medições superiores de condutividade hidráulica saturada
Integração total. Automação simples. Maior precisão. O KSAT finalmente preenche todos os requisitos necessários quando se trata de medir a condutividade hidráulica saturada em um instrumento compacto que economiza seu tempo, aborrecimento e preocupação.
Fácil e automático
Como o único instrumento automatizado simplificado do mercado, o KSAT torna as medições muito mais convenientes. O software fácil de usar realiza todos os cálculos, inclusive as correções de temperatura com base na viscosidade da água. Você também pode esperar eliminar a necessidade de cronometrar o fluxo de saída, pesar béqueres e fazer julgamentos, o que, em conjunto, resulta em uma economia significativa de tempo.
Um maior grau de precisão
O KSAT apresenta uma ampla faixa de condutividades de medição de 5.000 a 0,01 cm/d. Além disso, ele lê e armazena dados automaticamente em seu computador via USB, o que reduz o erro humano. E, como os dados são corrigidos pela temperatura, a qualidade dos dados também é muito melhorada, proporcionando resultados nos quais você pode realmente confiar.
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Resumo dos recursos
- Preciso
- Compatível com a norma ASTM D2434
- Elimina o erro humano
- Calcula diretamente o Ksat
- Correções de temperatura
- Pacote totalmente integrado
- Tamanho reduzido
- Automatizado
- Usa métodos de cabeça constante e de queda
- Software fácil de usar
- Compatível com HYPROP
- Ampla gama de condutividades
- Em conformidade com as normas DIN 19683-9 e DIN 18130-1
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Especificações
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ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
Especificações de medição
Mensurável Ksat Valores (min)0,01 cm/d (0,004 pol/d)Measurable Ksat Valores (máx.)5000 cm/d (196 pol/d)Condutividade hidráulica (Ks) da placa porosaKs = 14000 cm/d (5512 in/d)Precisão do sensor de pressão1 Pa (0,01 cm WC ou 0,0001 psi)Precisão do sensor de temperatura0,2 °C (0,4 °F)Imprecisão estatística típica com parâmetro ambiental constante e resistência de fluxo constante dos solosaprox. 2% (na prática, 10%)Anel de amostragem (também se encaixa em HYPROP)Volume: 250 ml (0,066 gal)
Altura: 50 mm (2 pol.)
Diâmetro interno: 80 mm (3,15 pol.)
Com adaptador separado: 100 ml
anéis de amostragem possíveisOutros
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Suporte / Perguntas frequentes
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KSAT Perguntas frequentes
- Se a placa porosa estiver contaminada com partículas de solo, sua condutividade será alterada. Como faço para corrigir isso?
- Normalmente, você pode lavá-la com água limpa de baixo para cima para se livrar das partículas de terra. Se a placa porosa estiver suja, tente limpá-la debaixo d'água com uma escova ou no dessecador sob vácuo. Se isso não ajudar, recomendamos a substituição da placa para eliminar alterações indesejadas de condutividade.
- É melhor medir a condutividade saturada no campo, pois isso abrange todo o sistema de poros do solo? Como uma pequena amostra pode representar as condições de campo?
- É verdade que os dados de campo são sempre melhores, mas muitos pesquisadores ainda medem a Condutividade Hidráulica Saturada (Ks) usando amostras de núcleo no laboratório. Para ajudar a garantir que as medições usando amostras pequenas sejam representativas das condições de campo, é necessário ter mais réplicas que eliminem caminhos abertos. Recomendamos o uso de cinco réplicas para comparar os resultados. Se uma ou duas tiverem resultados de Ks muito mais altos do que as outras, deixe essas amostras de fora da média final. Em vez disso, faça a média das leituras com níveis mais baixos. Os dados de alta condutividade podem resultar de caminhos abertos (poros), que são os resultados do corte de uma amostra de núcleo, mas que são mais ou menos passivos no campo.
- Por que a curva de queda da cabeça ajustada não corresponde aos meus dados?
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There can be a variety of reasons for this:
1. If your sample is not mounted properly, the base might not be tightly sealed. If this is the case, the water pressure will not approximate the value of zero hPa at the end, but tends to go to a negative value. To solve this problem, ensure that your sample is re-mounted properly. NOTE: In the early releases of KSAT, a bottom plate was used that sometimes failed to provide a tight-sealed connection to the sample, particularly if steel cylinders were scratched or dirty. The plates were replaced in the summer of 2015 by new plates with a soft, rubber sealing. Only these new ones should be used to ensure a tight connection between the sample and the dome.
2. In some soils, particularly soils with a loamy texture, almost all water passes through a very small part of the soil sample (for instance, through macropores). Water flow in these macropores becomes turbulent if the pressure gradient becomes too large. In that case, the water flow is no longer proportional to the pressure gradient, and consequently the change of the hydraulic head with time is not exponential, invalidating Darcy’s law. KSAT is a precision measurement device which shows you this by a misfit of the exponential function: the fitted function will be less curved than the data. Also, you will notice in such a case that the calculated conductivity becomes larger as the size of the pressure head decreases. Under very small gradients, flow might still be laminar. To remedy this, repeat your measurement with a small gradient (for instance, an initial pressure head < 5 cm).
3. Soils are fragile, porous systems, and their permeability might change during the measurement process. There are different directions and reasons for this: If flow takes place primarily through macropores, these might erode during the measurement process, increasing conductivity. This will lead to a result similar to the previous case, with the difference being that the effect (increasing conductivity) is lasting. Due to preferential flow through macropores, these can become sealed by sediment particles. In this case, conductivity will decrease during the measurement process. You will see this again by an apparent misfit of the exponential function, but in this case, the fitted exponential curve will be more curved than the data. 4. The offset of your pressure transducer might not be equal to zero. The reason for that can be that you have a temperature drift (if not all components of the measurement, i.e., KSAT, used liquid, and soil samples were equilibrated at the same temperature). To solve this problem, equilibrate all components to the same temperature, and perform the offset recalibration before the measurement.
- Por que o nível de água na bureta não cai para zero, mas permanece em um valor positivo?
- Pode haver ar na conexão do tubo entre a bureta e o tubo. Para removê-lo, encha a bureta com água até 20 cm de altura e abra rapidamente a válvula da cúpula aberta. A água passará pelo tubo e arrastará consigo o ar existente.
- A detecção automática do início da medição não funciona. Qual é o motivo e o que posso fazer?
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KSAT detecta automaticamente o início de uma medição por meio de um salto de pressão positiva no sinal. Existem alguns motivos possíveis e soluções de coordenação para explicar por que a detecção automática não funciona:
1. A abertura da válvula é muito lenta. Se isso ocorrer, o aumento da pressão será muito gradual e o aumento não será reconhecido. Para resolver esse problema, abra a válvula com um giro rápido da alavanca.
2. O transdutor de pressão pode não estar reagindo instantaneamente devido a camadas ou sedimentação. Se isso ocorrer, limpe o site KSAT.
3. O transdutor de pressão está com defeito. Nesse caso, envie o KSAT para a METER.
*EM QUALQUER CASO: Você SEMPRE pode iniciar manualmente a medição pressionando o botão "Restart manually" (Reiniciar manualmente). Essa solução também é adequada se você quiser iniciar uma medição KSAT "em andamento" - por exemplo, se a conexão da válvula à bureta já estiver aberta (intencional ou acidentalmente) quando você quiser iniciar a medição.
- Qual fluido devo usar em meus experimentos?
- Não use água destilada! Em solos arenosos, a composição iônica da água não é de grande importância, mas em solos de textura fina, a largura da camada dupla elétrica será muito afetada pela força iônica e pela composição iônica da água. Além disso, o uso de água com ânions monovalentes de água destilada pode dispersar a amostra, reduzindo assim sua condutividade saturada. Em geral, recomenda-se usar água com uma composição iônica semelhante à do solo sob investigação; no entanto, nem sempre é fácil saber a composição iônica da água. Na prática, a água de torneira padrão é usada na maioria dos casos, e é bom que você possa especificar a força iônica. Para algumas pesquisas, especialmente com solo que pode sofrer dispersão, é recomendável usar uma solução eletrolítica com cátions bivalentes, por exemplo, uma solução 0,01 molar com cálcio como cátion. SEMPRE use água com a mesma temperatura do ambiente do laboratório onde você realiza as medições.
- A água que sai do tubo de escapamento não está limpa. Isso é um problema?
- O cabeçote de pressão que você aplicou é muito alto para a sua amostra, o que resulta em erosão e destrói a amostra. O transdutor de pressão de seu instrumento é preciso o suficiente para trabalhar com cabeçotes de pressão mínimos. Ajuste sua cabeça de pressão para que fique entre 2 e 5 cm. Além disso, você normalmente obterá os melhores resultados com cabeçotes de pressão pequenos.
- Nada acontece quando abro a válvula de conexão. Minha amostra é impermeável?
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KSAT pode registrar até mesmo taxas de percolação extremamente pequenas. Se você tiver selecionado "Auto" para a taxa de amostragem, um ponto de dados só será mostrado se uma diferença mínima de pressão for registrada (o padrão é 0,1 cm). Você pode fazer o seguinte para ver mais pontos:
1. Selecione uma diferença mínima de pressão menor (até 0,01 cm).
2. Selecione um intervalo de tempo constante em vez do modo automático.
3. Aumente a cabeça de pressão inicial. Sempre recomendamos iniciar as medições com uma diferença de pressão não superior a 5 cm para minimizar o risco de erosão ou destruição da amostra durante a medição. No entanto, se a sua amostra for obviamente estável, você poderá aumentar essa diferença para 20 cm.
4. Se as condutividades forem tão baixas que mesmo as medições com 20 cm de diferença de pressão inicial pareçam extremamente lentas, use o modo de extensão da bureta para acelerar a medição novamente por um fator de 50. Para fazer isso, encha a bureta completamente até o topo do tubo com o tubo de cabeça constante na parte superior. O KSAT detectará automaticamente que a água está sendo fornecida pelo tubo estreito em vez da bureta larga e calculará o valor de condutividade adequado.
- Preciso esperar até que o tempo de medição definido seja atingido?
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Você pode interromper a medição antes que o tempo de medição definido seja atingido se os seguintes parâmetros forem atendidos:
- a curva de ajuste se ajusta aos valores de medição
- r2 é suficientemente alto (próximo de 1)
- já foram obtidos valores de medição suficientes (> 10)
- o valor de Ks é constante
- Não consigo medir as condutividades porque toda a água passa pela amostra antes mesmo de a medição automática começar.
- O limite superior do intervalo de condutividades mensuráveis com o site KSAT é de cerca de 5.000 cm/d. Nesse caso, o nível inicial da água passa pela amostra em cerca de 5 segundos, o que está próximo da resolução temporal da aquisição de dados do KSAT . Para resolver esse problema de medição, é possível usar o botão "restart measurement" (reiniciar medição) para iniciar manualmente o registro de dados imediatamente após a abertura da válvula. Isso pode acelerar um pouco o registro dos primeiros dados.
- Por que a curva de queda de cabeça ajustada não corresponde aos meus dados do site KSAT ?
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There can be a variety of reasons for this:
1. If your sample is not mounted properly, it might be not tightly sealed at its base. If this is the case, the water pressure will not approximate the value of zero hPa at the end but will tend to go to a negative value. Solution: Remount the sample properly.
NOTE: In KSAT early releases, a bottom plate was used that sometimes failed to provide a tightly sealed connection to the sample, particularly if steel cylinders were scratched or dirty. The plate was replaced in summer 2015 by a new plate with a soft rubber seal. Only this updated plate should be used to ensure a tight connection between sample and dome.
2. In some soils, particularly of loamy texture, almost all water passes through a very small part of the soil sample (i.e., through macropores). Water flow in these macropores becomes turbulent if the pressure gradient becomes too large. If this is the case, the water flow is no longer proportional to the pressure gradient. Consequently, the change of the hydraulic head with time is not exponential, and Darcy’s law is not valid. If this is the case, the exponential function will not fit the data: the fitted function will be less curved than the experimental results. Also, you will notice in such cases that the smaller pressure heads give a larger calculated conductivity. Solution: Under very small gradients, flow still might be laminar. So, repeat the measurement with a small gradient (i.e., an initial pressure head < 5 cm).
3. Soils are fragile porous systems, and their permeability might change during the measurement process. There are different reasons for this:
a. If flow takes place primarily through macropores, these might erode during the measurement process (i.e., conductivity increases). This will lead to a result similar to #2, however, the effect (increasing conductivity) will be lasting.
b. Due to preferential flow, macropores can become sealed by sediment particles. In this case, conductivity will decrease during the measurement process. This will be indicated by an apparent misfit of the exponential function, but in this case, the fitted exponential curve will be more curved than the data.
4. The offset of your pressure transducer might not be equal to zero. You may have a temperature drift if all components of the measurement (i.e., KSAT, used liquid, and soil samples) were not equilibrated at the same temperature. Solution: Equilibrate all components to the same temperature, and perform the offset recalibration before the measurement.
- É melhor medir a condutividade hidráulica saturada no campo, pois ela abrange todo o sistema de poros de um solo. Como você pode medir Ks (Kf) com apenas um núcleo de solo?
- Muitas instituições de pesquisa ainda medem o Ks (Kf) com amostras, mas os dados de campo são sempre melhores. Se estiver usando um núcleo de solo, é necessário ter cinco réplicas para garantir que os caminhos abertos não falsifiquem o resultado. Compare os resultados. Se um ou dois tiverem resultados de Ks muito mais altos, não faça a média desses resultados, mas faça a média apenas das leituras com valores mais baixos. Os dados de alta condutividade podem ser resultado de caminhos abertos (poros), que foram cortados na parte superior e inferior do núcleo do solo, mas que são mais ou menos passivos no campo.
- Como o site KSAT calcula a correção de temperatura para obter a condutividade saturada na temperatura de referência especificada?
- KSAT usa a dependência da temperatura da viscosidade da água para recalcular a condutividade de referência (na temperatura de referência especificada) a partir do valor medido (na temperatura de operação medida). Os detalhes estão especificados na página 11 do manual de operação do site KSAT (disponível em pdf no menu Ajuda do software KSAT ).
- Saturado significa que todos os poros do solo estão cheios de água?
- Não! Mas esse também não é o caso no campo.
- Não consigo medir as condutividades porque toda a água passa pela amostra antes mesmo de a medição automática começar.
- O limite superior da faixa de condutividades mensuráveis com o KSAT é de cerca de 10.000 cm/d. Nesse caso, o nível inicial da água passa pela amostra em cerca de 5 segundos, o que está próximo da resolução temporal da aquisição de dados KSAT . Você pode tentar usar o botão Restart Measurement (Reiniciar medição) para iniciar manualmente o registro de dados imediatamente após a abertura da válvula. Isso pode acelerar um pouco o registro do primeiro ponto de dados e ajudar a aumentar um pouco o limite superior de medição.
- Quando minha medição será concluída?
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Sua medição é concluída automaticamente se for atingida uma altura mínima de pressão total (parâmetro H_end_abs) ou uma altura mínima de pressão relativa (parâmetro H_end_rel), que está relacionada à altura de pressão inicial. A configuração padrão é que a água percola até que o nível caia para 25% do valor inicial. Você pode alterar essa configuração no menu de parâmetros. Os valores padrão são muito conservadores. Muitas vezes, as medições podem ser interrompidas muito antes. Você pode fazer isso a qualquer momento pressionando Stop Measurement (Parar medição). Como regra geral, a medição pode ser interrompida:
a) se a condutividade calculada se tornar um valor estável. Isso significa que um número suficiente de dados medidos foi registrado (> 10) e que o sinal mostra uma tendência clara, e
b) se o r2 for alto o suficiente (r2 > 0,999).
Para amostras com baixa permeabilidade, uma diminuição de 1 cm na cabeça de pressão normalmente é suficiente para interromper a medição. Por exemplo, uma amostra com uma condutividade de 2 cm/d levará cerca de 8 horas para atingir 0,25 de sua cabeça de pressão inicial. Na prática, você pode começar com 20 cm de cabeça inicial e parar quando atingir 19,5 cm (manualmente ou configurando H_end_rel = 0,975), o que ocorre após aproximadamente 15 minutos.
- Posso visualizar meus dados externamente?
- Sim. Todos os seus dados e todos os parâmetros são gravados em um arquivo ASCII no formato csv. Você pode usar esses dados para visualizar novamente a medição e a curva ajustada com seu próprio software de visualização.
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Recursos / Publicações
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Links de recursos
- Como medir a condutividade hidráulica: Qual é o método ideal para você?
- Manuais e software
- Instrumentos de laboratório vs. instrumentos de campo: Por que você deve usar ambos
- Webinar: Umidade do solo 301: Condutividade hidráulica - Por que você precisa dela. Como medi-la.
- Webinar: Umidade do solo 302: Condutividade hidráulica - Qual é o instrumento certo para você?
- Webinar: Propriedades hidráulicas do solo: 8 maneiras de comprometer seus dados
- Aula magistral sobre umidade do solo
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Publicações selecionadas
Abaixo estão listados alguns exemplos de publicações citadas para o site KSAT. Essa lista não é exaustiva.
2020
- Fontanet, Mireia, Elia Scudiero, Todd H. Skaggs, Daniel Fernàndez-Garcia, Francesc Ferrer, Gema Rodrigo e Joaquim Bellvert. "Zonas de gerenciamento dinâmico para programação de irrigação". Agricultural Water Management 238 (2020): 106207.(Link do artigo).
- Jackisch, Conrad, Kai Germer, Thomas Graeff, Ines Andrä, Katrin Schulz, Marcus Schiedung, Jaqueline Haller-Jans et al. "Soil moisture and matric potential-an open field comparison of sensor systems." Earth System Science Data 12, no. 1 (2020).(Link do artigo).
2016
- Imukova, K.; Ingwersen, J.; Hevart, M.; Streck, T. (2016): Energy balance closure on a winter wheat stand - Comparing the eddy covariance technique with the soil water balance method. Biogeosciences 13 (1): 63-75.
- Robinson, D. A.; Jones, S. B.; Lebron, I.; Reinsch, S.; Dominguez, M. T.; Smith, A. R.; Jones, D. L.; Marshall, M. R.; Emmett, B. A. (2016): Experimental evidence for drought induced alternative stable states of soil moisture (Evidência experimental de estados estáveis alternativos de umidade do solo induzidos por seca). Relatórios científicos 6: 20018.
- Sprenger, M.; Seeger, S.; Blume, T.; Weiler, M. (2016): Travel times in the vadose zone - Variability in space and time (Tempos de viagem na zona vadosa - Variabilidade no espaço e no tempo).
2015
- (2015): Encontro Internacional Anual da ASABE 2015.
- Pilon, J. (2015): Characterization of the Physical and Hydraulic Properties of Peat Impacted by a Temporary Access Road (Caracterização das propriedades físicas e hidráulicas da turfa impactada por uma estrada de acesso temporário).(Link do artigo)
- Biel-Maeso, M.; Valdes-Abellan, J.; Tamoh, K.; Corada-Fernández, C.; Candela, L. (2015): COMPARACIÓN Y VALIDACIÓN DE LAS PROPIEDADES HIDRÁULICAS DEL SUELO MEDIANTE DIFERENTES EQUIPOS DE LABORATORIO - In: Martínez Pérez, Sastre Merlín et al. (Hg.) 2015 - Estudios en la Zona no: 1-5.
- Eibisch, N.; Durner, W.; Bechtold, M.; Fuß, R.; Mikutta, R.; Woche, S. K.; Helfrich, M. (2015): Does water repellency of pyrochars and hydrochars counter their positive effects on soil hydraulic properties? Geoderma 245-246: 31-39.
- Martínez Pérez, S.; Sastre Merlín, A.; Bienes Allas, R. (2015): Estudios en la Zona no Saturada - Vol. XII : trabajos presentados en las XII Jornadas de Investigación en la Zona No Saturada del Suelo, Alcalá de Henares, 18-20 noviembre de 2015. Universidad de Alcalá, Servicio de Publicaciones. Alcalá de Henares.(Link do artigo)
- Thompson, A. R.; Stotler, R. L.; Macpherson, G. L.; Liu, G. (2015): Laboratory Study of Low-Flow Rates on Clogging Processes for Application to Small-Diameter Injection Wells (Estudo laboratorial de taxas de baixa vazão em processos de entupimento para aplicação em poços de injeção de pequeno diâmetro). Water Resour Manage (Gestão de Recursos Hídricos) 29 (14): 5171-5184.
- Wanger, M. M.; Fox, G. A.; Wilson, G. V. (2015): Pipeflow Experiments to Quantify Pore-Water Pressure Buildup due to Pipe Clogging - In: 2015 ASABE Annual International Meeting 2015: 1.(Link do artigo)
- Litaor, M. I.; Meir-Dinar, N.; Castro, B.; Azaizeh, H.; Rytwo, G.; Levi, N.; Levi, M.; MarChaim, U. (2015): Treatment of winery wastewater with aerated cells mobile system (Tratamento de águas residuais de vinícolas com sistema móvel de células aeradas). Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management 4: 17-26.
2014
- Thompson, A. R. (2014): Effect of flow rate on clogging processes in small diameter aquifer storage and recovery injection wells (Efeito da taxa de fluxo nos processos de entupimento em poços de injeção de recuperação e armazenamento de aquíferos de pequeno diâmetro).
2012
- Durner, W.; Iden, S. C. (2012): Skript Bodenphysikalische Versuche Im Rahmen der Veranstaltung "Bodenkundliches Laborpraktikum" für Studierende der Geoökologie.
2009
- Hartge, K. H.; Horn, R. (2009): Die physikalische Untersuchung von Böden. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nagele u. Obermiller). Stuttgart.
2002
- Coughlan, K.; Cresswell, H.; McKenzie, N. (2002): Soil Physical Measurement and Interpretation for Land Evaluation (Medição e interpretação física do solo para avaliação de terras). CSIRO PUBLISHING(Link do artigo)
1999
- Dirksen, C. (1999): Soil physics measurements (Medições da física do solo). Catena-Verl. Reiskirchen: 2015 8th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar (IWAGPR).
- Leger, E.; Saintenoy, A.; Tucholka, P.; Coquet, Y.: Invertendo dados de GPR de superfície para estimar curvas de retenção de água de drenagem e umedecimento em laboratório - In: 2015 8th International Workshop: 1-5.(Link do artigo)
- Darcy, H.: Les fontaines publiques de la ville de Dijon (As fontes públicas da cidade de Dijon). Dalmont. Paris.(Link do artigo)
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