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Teoría
El Alfa y la Beta del transistor BJT

¿Que aficionado a la electrónica no ha oido hablar alguna vez de la "Beta" (β) de un transistor?. Para algunos quizás el término "hFE" les será más conocido que el anteriormente mencionado, aunque básicamente son la misma cosa.

Otro parámetro del transistor posiblemente menos conocido y del que suele hablarse más escasamente, aunque ambos están intimamente relacionados como vamos a ver en la última sección de este artículo, es el llamado "Alfa" (α), también denominado "factor de mérito".

Sin embargo, oir hablar a menudo de algo y saber exactamente de que se trata son dos asuntos muy diferentes ¿no te parece?.

Sabemos que en la red pueden encontrarse miles de páginas que hablan sobre este tema. No obstante, en muchas de ellas solo pueden leerse textos "copy & paste" procedentes de libros técnicos, la mayoría de veces áridos, pesados de leer y difíciles de asimilar. En otras, la información no está completa o contiene errores que desorientan y confunden al lector.

Con el presente artículo queremos hacer llegar esta información a nuestros visitantes por una parte de forma amena y sin complicaciones, y por otra sumergiéndonos matematicamente en la relación que une a los dos parámetros mencionados para aquellos que les guste profundizar en estos temas ¿Te subes a este carro?.

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Noticias
AFHA - Curso Electrónica, Radio y TV - Tomo 11

Tomo 11 del curso de Electrónica, Radio y Televisión de AFHA.

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Radioaficionados
Construir un watímetro de radiofrecuencia (RF)

Es normal que al radioaficionado, como ya hemos apuntado en otro lugar de este blog, le guste construirse sus propios aparatos. A aquellos que disponen de los suficientes conocimientos teórico-prácticos, el instrumento que traemos a la palestra en este artículo les resultará quizás excesivamente simple y fácil de construir.

Sin embargo, nuestra idea no es hacer llegar esta información únicamente a personas versadas en electrónica, sino también a aquellas que no lo están tanto, y por supuesto a todas aquellas que están ávidas por realizar experimentos de este tipo, tengan o no tengan conocimientos técnicos.

La herramienta que vamos a describir a continuación, además, les resultará de muchísima ayuda a todos ellos. Les servirá no solo para símplemente saber con que potencia sale un determinado transceptor de radio, sino también para ajustar sus propios emisores, exprimiendo al máximo las capacidades de cada uno de sus equipos.

Una vez construido, el watímetro de RF que tenemos entre manos se convertirá en un instrumento imprescindible e insustituible en nuestro rincón de radio. Pongamos pues manos a la obra.

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Miscelanea
Sencillo VU-Meter a diodos LED

Lejos quedan aquellos tiempos en los que todos los medidores, y al decir todos me refiero a TODOS, estaban construidos mediante un galvanómetro y la lectura se realizaba con una aguja que parecía deslizarse al recorrer una escala graduada.

A decir verdad, para aquellos que en cierta manera somos de "la vieja escuela", los referidos medidores, midieran lo que midieran, tenían un encanto muy especial y podría decirse que sentimos "morriña" cuando los recordamos, como diría un gallego al estar lejos de su tierra y escuchar el sonido de una gaita.

Pero llegaron los diodos LED y se hizo la luz. Desde entonces, son muchos y muy variados los VU-Meters, vúmetros o medidores de unidades "VU" (del inglés Volume Unit) que se han desarrollado incorporando este componente electrónico, sobre todo usando la tecnología de la integración.

Pero en este artículo no vamos a publicar la información técnica para construir uno de estos instrumentos con los clásicos circuitos integrados UAA170 o UAA180 ni con cualquier otro. Tampoco vamos a enseñarte a conectar esas "barritas" LED con diferentes diseños. ¡Con ellas practicamente lo tienes todo hecho!.

En este artículo vamos a enseñarte como construir un VU-Meter LED con componentes discretos. ¡Dale ya al "Leer completo..." para saber más!.

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Práctica
Monitor para fusible mejorado

En un artículo anterior de nuestro blog ya abordamos un montaje titulado "Indicador de fusible fundido" mediante el cual tuvimos la oportunidad de estudiar el multivibrador astable.

Posteriormente publicamos otro artículo titulado "Monitor para fusible", en el que presentábamos un circuito mucho más simple que el primero, que iluminaba un led cuando el fusible fundía.

Sin ánimo de ser insistente, os queremos presentar ahora este otro monitor algo más sofisticado que el segundo y menos complicado que el primero, mediante el cual podemos saber de un vistazo si nuestro aparato electrónico está recibiendo la alimentación adecuada, o por contra, está interrumpida por culpa de un fusible defectuoso.

En esta ocasión usaremos un doble diodo LED con cátodos comunes. El encendido del LED de color verde (¡PERFECTO!) nos indicará el funcionamiento correcto del dispositivo, mientras que si el LED que luce es el de color rojo (¡ALARMA!) querrá decir que el fusible está interrumpido.

Debido a la extremada sencillez del circuito creemos que merece la pena integrarlo en alguno de nuestros montajes, según consideremos o no la necesidad o conveniencia de que incorpore la mencionada indicación.

Clica en "Leer completo..." para ver más detalles.

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Teoría
El receptor elemental (VII)

En el artículo anterior hemos visto en profundidad como funciona "internamente" un circuito resonante paralelo. Sin embargo, la realidad es que el conocer su funcionamiento no nos ha aclarado mucho con respecto a la faceta de selector de frecuencias que debe realizar en nuestro receptor elemental. En el artículo que empezamos ahora vamos a conocer, por medio de un sencillo experimento, que es lo que este circuito hace exactamente con las señales de radio para conseguir seleccionar una sola de ellas y desechar el resto.

Quizás te parezca que la lectura del artículo anterior no ha servido de gran cosa. Sin embargo te alegrará saber que no es así. Lo estudiado entonces va a servirte de mucho, y cuando llegue el momento en que toquemos los osciladores es muy probable que vuelvas a él para repasar los conocimientos que se exponen allí. Por ahora, solo puedo decirte que, si no lo has leído, harías bién en volver atrás y leerlo cuidadosamente, procurando entender lo que se dice y retener las ideas principales. Te puedo asegurar que te serán de mucha utilidad en el futuro, si sigues con nosotros.

Ahora, vamos a comenzar nuestro experimento. ¿Quieres pasar a verlo?... pues adelante.

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Noticias
Curso de ELECTRÓNICA BÁSICA 04

PUBLICADO EL CAPÍTULO 4

Todos nuestros visitantes ya podeis visualizar el capítulo 4 de nuestro Curso de Electrónica Básica. En este video, de unos 18 minutos de duración, hablamos de temas muy interesantes para los que empiezan. A continuación resumimos su contenido.

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Las ondas (V)

Llegamos al último artículo relativo a las ondas. A través de los cuatro artículos anteriores hemos visto más o menos profundamente su naturaleza. Con lo estudiado hasta el momento ya tenemos suficiente conocimiento para continuar adelante, sin embargo vamos a seguir hablando un poco a lo largo de este artículo sobre algunas de las peculiaridades especiales de las ondas y también de algunas de sus aplicaciones prácticas, lo que ampliará nuestro entendimiento sobre este tema tan interesante.

Además vamos a explicar el significado de algunas expresiones comunes en radio, que quizás antes de leer este artículo no tenías claras en tu mente y que sin embargo las oímos todos los dias. Es posible que te sorprenda lo que vas a leer a continuación, o quizás no, pero en cualquier caso vamos a intentar que la lectura sea amena, agradable y entretenida.

Cuando acabes de leer estas páginas puedes dejar tu comentario, si lo deseas, y decirnos que te ha parecido ¿te agrada la idea?. Pues adelante.

En principio nos gustaría que tuvieras perfectamente claro el significado de las unidades utilizadas para expresar las frecuencias de radio. Aunque ya hemos tocado el tema en otros artículos nos gustaría usar unos párrafos para que se quede debidamente asentado el concepto. Por ejemplo... cuando te dicen que una emisora de radio comercial emite en los 1.134 Kilociclos AM y otra en los 103,5 Megaciclos FM... ¿sabes a que se refieren exactamente esas expresiones?.

Ya hemos dicho que las frecuencias se miden en "ciclos por segundo" o "hercios" que, como sabes por artículos anteriores, son dos expresiones que significan lo mismo. Sin embargo, como ocurre con casi todas las magnitudes, electrónicas o no, para simplificar se utilizan múltiplos o submúltiplos de la unidad de medida concreta. En el caso que nos ocupa, para expresar una frecuencia de 1.500.000 ciclos por segundo (se tendría que pronunciar "un millón y medio de ciclos por segundo") se utiliza el "kilociclo por segundo" (Kc/s) o "kilohercio" (KHz) que equivale a 1.000 hercios. Se dice entonces de esta frecuencia que es de 1.500 kilohercios (o kilociclos por segundo), mucho más fácil y corto de pronunciar.

Para frecuencias mayores existen múltiplos como el "megahercio" (MHz) o "megaciclo por segundo" (Mc/s) que equivale a 1.000.000 (un millón) de hercios, el "gigahercio" (GHz) equivalente a 1.000.000.000 (mil millones) de hercios, el "terahercio" (THz) equivalente a 1.000.000.000.000 (un billón con "b") de hercios, y algunas más por arriba de estas que son poco utilizadas en radio.

Por lo tanto, si nos dicen que una emisora trabaja en 1.134 Kilociclos AM entendemos que su frecuencia es de 1.134.000 ciclos por segundo y emite en (A)mplitud (M)odulada. Y si nos dicen que otra emisora trabaja en 103,5 Megaciclos FM entendemos que su frecuencia es de 103.500.000 ciclos por segundo y emite en (F)recuencia (M)odulada (ya veremos lo que es).

En muchas ocasiones, y de forma completamente incorrecta, se suelen abreviar las expresiones "kilociclos por segundo" y "megaciclos por segundo" como "kilociclos" y "megaciclos" a secas. Eso no está bién expresado como ya sabrás si has leído nuestros artículos anteriores. Si deseamos abreviar la expresión es mucho mejor usar la forma correcta "kilohercio" (KHz) y "megahercio" (MHz) ¿OK?.

EL EFECTO DOPPLER
Es probable que hayas oído hablar del llamado "efecto doppler" pero... ¿sabes de que se trata? ¿conoces alguna de sus aplicaciones prácticas?. Por supuesto que este fenómeno tiene mucho que ver con el sonido, pero también con el resto de ondas. Sin embargo para entender que es y que efecto produce vamos a basarnos en las ondas sonoras.

De todos es sabido que los sonidos se dividen en diferentes tonos, los cuales podemos resumir en tonos graves, tonos medios y tonos agudos. Los tonos graves son los de frecuencia menor y los agudos son los de frecuencia mayor. Así un instrumento musical como el contrabajo produce un sonido muy grave de una frecuencia sonora baja, mientras que por ejemplo el violín produce un sonido agudo de una frecuencia más alta. Por lo tanto vemos como a medida que la frecuencia sonora aumenta, aumenta también la agudeza del sonido. A esta mayor o menor agudeza se le llama "tono" del sonido.

Por lo general, un objeto diseñado para emitir un solo sonido característico podrá hacerlo con mayor o menor intensidad, pero su tono, es decir la frecuencia del sonido que genera, no variará en ningún caso. Así, si tomamos un silbato y soplamos suavemente por su boquilla sonará con un nivel determinado y si lo hacemos con todas nuestras fuerzas la intensidad del sonido producido aumentará considerablemente, pero su tono no cambiará aunque cambie la intensidad. Lo mismo ocurrirá al golpear un timbal, o un tambor, o una tecla determinada de un piano (una única tecla y sin tocar los pedales, no seas tramposo).

Pero ocurre algo muy curioso si resulta que la fuente de sonido está en movimiento. Por ejemplo, imagina que estás haciendo autostop en la carretera. Se trata de una moderna autovía en la que algunos vehículos van muy deprisa. De pronto ves acercarse a lo lejos un vehículo muy rápido, un deportivo moderno que circula a 150 kilómetros por hora hacia nosotros (¡¡si lo pilla el radar le caerá una buena!!). Parece que no tiene intención de parar.

Varias decenas de metros antes de llegar a nuestra altura su conductor comienza a tocar el claxon y comenzamos a oirlo como si su tono aumentara (haciendose más agudo) conforme se acerca a nosotros. Sin embargo, cuando el vehículo nos ha pasado seguimos oyendo el claxon pero en un tono descendente (haciéndose mas grave). ¿A que te ha pasado alguna vez?.

Es posible que te haya ocurrido con el silbato de un tren en lugar de un automóvil, o quizás has tenido la oportunidad de presenciar "in situ" una carrera de fórmula 1 y has notado esa variación tonal en el sonido de los motores cuando los bólidos llegan a tu altura. Pero sea una cosa u otra hablamos de un objeto sonoro en movimiento. Es como si al acercarse hacia nosotros el sonido emitido aumentara su frecuencia, y al alejarse como si su frecuencia disminuyera. ¿En realidad las cosas son así y la frecuencia del sonido aumenta y disminuye en función de la dirección del movimiento del objeto emisor?.

Johann Christian Andreas Doppler, físico austríaco, fué el primero que le supo dar explicación a este fenómeno, por lo que se le bautizó con su nombre. Podemos definir el efecto Doppler de la siguiente manera:

EL EFECTO DOPPLER RELATIVO AL SONIDO ES UNA SENSACIÓN AUDITIVA, ES LA PERCEPCIÓN APARENTE DE QUE EL TONO O FRECUENCIA DE UN SONIDO CAMBIA EN EL MOMENTO EN QUE VARÍA LA DISTANCIA RELATIVA ENTRE EL EMISOR Y EL RECEPTOR, SEA QUE SE MUEVA UNO U OTRO O LOS DOS AL MISMO TIEMPO

Observa una animación del efecto doppler aquí. Se trata de un objeto en movimiento que se acerca hacia un observador y se aleja de otro. Al señor de la izquierda le parecerá que el sonido es más grave de lo normal, mientras que al de la derecha le parecerá más agudo. Sin embargo, la frecuencia natural del sonido producido no ha variado en absoluto.

Para el señor de la derecha la longitud de la onda recibida (λ) se ha "comprimido" con respecto a la onda natural y para el señor de la izquierda dicha longitud de onda se ha "estirado" (valgan las expresiones). Podríamos decir que el tímpano del señor de la derecha recibe o es excitado con más ondas por unidad de tiempo que las que le corresponderían para la frecuencia original cuando emisor y receptor están inmóviles, por lo que el sonido que le transmite a su cerebro es mas agudo ya que su tímpano vibra más rápido de lo que lo haría con la onda natural.

Al señor de la izquierda le ocurre justamente lo contrario. Sin embargo, si existiera otro señor (no representado en la animación) que se desplazara en el mismo sentido y con la misma velocidad que el objeto sonoro, este último señor oiría el sonido con su tono original y sin ninguna variación de su frecuencia natural.

Tenemos que decir que el efecto Doppler se produce con cualquier tipo de ondas sean mecánicas o electromagnéticas aunque en estas últimas, y debido a su altísima velocidad, el efecto se aprecia con bastante menos intensidad que con las ondas sonoras.

Las aplicaciones del efecto Doppler son innumerables. Por citar algunas de ellas indicaremos la ecografía-Doppler en medicina; el radar-Doppler que permite detectar el sentido del desplazamiento de un objeto, la distancia a que se encuentra, su altitud con respecto al suelo y su velocidad (las autoridades usan un tipo de radar basado en el efecto doppler para ponernos multas de tráfico); en astrofísica se usa para medir los desplazamientos de las estrellas y de las galaxias (la teoría del Big Bang se basa en el efecto Doppler); apertura de puertas automáticas; alarmas de ultrasonidos para proteger el habitáculo de los vehículos internamente; calcular la velocidad de desplazamiento de la pelota en algunos deportes (tenis, por ejemplo).

REFLEXIÓN DE LAS ONDAS
Estamos seguros que todo el mundo sabe lo que es la reflexión de las ondas... ¿que tu no? ¿estás seguro?.

Dime una cosa... ¿nunca has cogido un espejo, cuando eras un niño, y te has divertido deslumbrando con el reflejo del sol a las personas que pasaban a decenas de metros de donde estabas?. Pués entonces usabas el principio de la reflexión de las ondas lumínicas.

En uno de nuestros anteriores artículos te dábamos el enlace de un video en el que podíamos apreciar la reflexión de las ondas mecánicas producidas en un muelle... ¿lo recuerdas?. Te dejamos un video más abajo.

Otro conocido ejemplo de reflexión, en el caso de ondas sonoras, es el eco que se produce si gritamos en algún paraje montañoso; al poco tiempo recibimos las mismas palabras que hemos pronunciado una vez reflejadas por las montañas.

Más ejemplos serían el sonar marino, la ecografía por reflexión de ultrasonidos ampliamente utilizada en medicina, etc... Por supuesto que no nos queremos olvidar de una de las aplicaciones más importantes de la reflexión de las ondas. Se trata del radar aéreo utilizado para localizar objetos lejanos, conocer la velocidad a la que se desplazan e incluso la distancia que los separa de nosotros.

Y para finalizar con las aplicaciones de este fenómeno queremos citar el que más nos interesa dada la orientación de nuestra web: la reflexión de las ondas electromagnéticas de radio en una de las capas de nuestra atmósfera llamada ionosfera. Dicha capa está "ionizada" o, lo que es lo mismo, cargada eléctricamente, y eso hace que se comporte como si fuera un medio distinto a las capas más bajas de la atmósfera no ionizadas, por lo que una gran parte del espectro de ondas electromagnéticas reflexionan en ella. Si deseas más información sobre esto te recomendamos que leas el artículo "Propagación de las ondas electromagnéticas" disponible en la zona de descargas de nuestra web.

Podríamos definir el concepto de la siguiente manera:

LA REFLEXIÓN ES EL CAMBIO DE DIRECCIÓN QUE EXPERIMENTA UNA ONDA CUANDO ALCANZA LA SUPERFICIE DE SEPARACIÓN DE UN MEDIO DISTINTO DEL QUE SE PROPAGA, DE MANERA QUE PARTE DE LA ENERGIA DE LA ONDA ES DEVUELTA AL MEDIO DE DONDE PROCEDE Y PARTE ES ABSORBIDA POR EL MEDIO CON EL QUE HA COLISIONADO

En lenguaje coloquial podríamos decir que la onda "rebota" en el medio con el que colisiona, de manera que la energía que contiene se reparte entre dicho medio, el cual absorbe parte de esa energía, y la propia onda una vez rebotada la cual continúa su camino con una intensidad menor. El ángulo que forma el sentido de desplazamiento de la onda con el objeto sobre el que incide (ángulo de incidencia) es idéntico al que forma la onda reflejada con dicho objeto (ángulo de reflexión) por lo que se entiende fácilmente que cuanto mayor sea el primero mayor será el segundo.

OTROS FENÓMENOS ONDULATORIOS
Existen otros interesantes fenómenos generados por las ondas. Hacemos mención ahora del llamado "INTERFERENCIA":

LLAMAMOS INTERFERENCIA A LA SUMA ALGEBRAICA DE DOS O MAS MOVIMIENTOS ONDULATORIOS QUE SE SUPERPONEN EN UN PUNTO DETERMINADO, OBTENIENDOSE COMO RESULTADO OTRO MOVIMIENTO ONDULATORIO DISTINTO A LOS ANTERIORES

La onda resultante dependerá de la coincidencia o no en el tiempo de los "senos" y "crestas" (técnicamente de sus "fases") de las ondas que intervienen en la interferencia, de sus amplitudes y de sus respectivas frecuencias. De todos nos es conocido el hecho de que si tenemos lo suficientemente cerca dos emisoras de radio que trabajan en la misma frecuencia (o dos radioaficionados modulando al mismo tiempo en un mismo canal o frecuencia), lo que normalmente alcanzamos a oir en caso de que las dos señales sean de una potencia parecida es un fuerte pitido, una interferencia.

¿Recuerdas cuando tocamos el tema de las "ondas estacionarias" en las lineas de transmisión? Esa onda estacionaria es la interferencia producida por la superposición de la señal que emite el transmisor hacia la antena y la señal que refleja dicha antena en sentido contrario por causa de una desadaptación de impedancias. Al ser las dos ondas de idéntica frecuencia, dicha superposición produce una tercera onda llamada "onda estacionaria" la cual no progresa (o no se desplaza) por la linea de transmisión como las otras dos ya que sus nodos (o sea, los puntos que tienen valor CERO) permanecen estáticos e inmóviles.

A diferencia de la onda estacionaria, a la onda directa y a la reflejada se les conoce como "ondas progresivas" ya que estas si que viajan o se desplazan (o progresan valga la redundancia) por la linea de transmisión hacia su destino. Haciendo clic aquí puedes ver una animación de lo que estamos diciendo.

Para finalizar este largo artículo, hablaremos un poco de la "RESONANCIA":

La "resonancia" es un fenómeno que podrás encontrar no solo en la rama eléctrica y electrónica (circuitos resonantes), sino también en acústica y en mecánica. Para entender que es la resonancia acudamos a un ejemplo mecánico-acústico. ¿Sabes tocar la guitarra?... en caso afirmativo es muy posible que sepas como afinarla. Pues bien, cuando afinas tu guitarra no estás haciendo otra cosa que ajustar la frecuencia de resonancia de cada cuerda.

Toma tu guitarra y toca cada una de sus cuerdas sin poner ningún dedo en el mástil. Las cuerdas vibran produciendo un sonido de tono característico que depende del nivel de tensión que tenga cada una de ellas y por supuesto de su constitución física y estructural. Independientemente de que toques las cuerdas con mucha o poca fuerza, el tono emitido será el mismo, más o menos intenso pero siempre obtendrás un tono idéntico (suponiendo que no influyas en ellas con los dedos a lo largo del mástil de la guitarra). Las cuerdas suenan con su frecuencia de resonancia característica al aplicarles cualquier impulso.

Todos los cuerpos que son suceptibles de entrar en vibración u oscilación, sea esta de la velocidad que sea, tienen lo que llamamos una (o varias) frecuencia(s) de resonancia característica. Seguro que de niño has montado en un columpio. ¿Recuerdas que hacías para coger más y más altura? Después del primer impulso, el cual te permitía unos vaivenes moderados, acompañabas el impulso que el columpio ya habia tomado con otros producidos por tí de forma acompasada. De esa manera podías mecerte cada vez a más altura.

El secreto estaba en aplicarle al columpio los impulsos en el momento justo, de manera que coincidieran con su frecuencia de oscilación o resonancia. Sin embargo si el impulso que aplicabas no coincidía con esa frecuencia de oscilación el columpio tendía a oscilar menos. Una vez que habías cogido una altura considerable era fácil mantenerla aplicando solo pequeños impulsos en el momento adecuado. El columpio había entrado en resonancia. ¡¡Pero cuidado!!... si seguimos proporcionando impulsos acompasados muy fuertes la diversión se convertía en un verdadero peligro.

Otro ejemplo lo tenemos en la copa de cristal que se rompe cuando le aplicamos lo suficientemente cerca (aunque sin llegar a tocarla) un sonido de igual o parecida frecuencia a la de resonancia del objeto. La copa comienza a vibrar y dicha vibración aumenta considerablemente hasta que el cristal de la copa se rompe porque no soporta la intensidad de sus propias vibraciones. Puedes ver un video con este ejemplo arriba.

Hay muchos más ejemplos de resonancia: puentes que se caen por los impulsos del viento (ver video abajo), otros puentes que entran en resonancia al pasar a su través un desfile del ejercito marcando el paso, el característico sonido de la campana de una iglesia (siempre suena con la misma tonalidad), el péndulo, la resonancia eléctrica (de la que pronto hablaremos), etc...

Aquí le ponemos fin al estudio de las ondas. Es posible que te haya parecido un poco árido y algo pesado, pero podemos asegurarte que el comprender todo lo que hemos desarrollado referente a las ondas tiene una importancia extrema en el estudio de la radio. Si te quedan lagunas al respecto no dudes en exponerlas en el foro o al departamento técnico si estás registrado. Nos vemos de nuevo en www.radielectronica.es, tu punto de encuentro.


 
C O M E N T A R I O S   
RE: Las ondas (V)

#1 LIZ » 05-06-2015 00:08

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