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LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA:

 

En una reacción química ordinaria la masa permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos

La materia ni se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Proceso

Desventajas:

 

  • Los grandes proyectos de generación de energía solar a escala comercial pueden requerir grandes cantidades de tierra. Sin embargo, un sistema para una casa habitación no tiene este problema.

  • Los costos iniciales de instalación de un sistema de energía solar pueden ser altos comparados con otras alternativas. Sin embargo, como se señaló en el apartado de ventajas, no existen costos posteriores, por lo que la inversión inicial se recupera rápidamente. Para algunas familias los costos iniciales pueden ser un obstáculo importante, por lo que en muchos países existen apoyos gubernamentales y esquemas de financiamiento.

  • En algunos lugares la luz solar no tiene la intensidad o no es suficientemente constante para proporcionar un flujo de energía permanente. Este prácticamente no es un problema en México, ya que nuestro país cuenta con una excelente captación de luz solar en prácticamente todo su territorio.

Ventajas:

 

  • La energía solar es un recurso renovable prácticamente ilimitado. Hay virtualmente una provisión ilimitada de energía solar que podemos usar y es una energía renovable. Esto significa que nuestra dependencia de combustibles fósiles se puede reducir en proporción directa a la cantidad de energía solar que producimos. Con el constante incremento en la demanda de fuentes de energía tradicionales y el consiguiente aumento en los costos, la energía solar es cada vez más una necesidad.

  • No contamina. La energía solar es una excelente fuente de energía alternativa porque no hay contaminación al usarse.

  • Tiene un bajo costo de aprovechamiento. El único costo asociado al uso de la energía solar es el costo de fabricación de los componentes e instalación. Tras la inversión inicial no hay costos adicionales asociados a su uso.

  • Es adaptable a las necesidades. Los sistemas de energía solar pueden ser diseñados para ser flexibles y expandibles. Esto significa que tu primer proyecto solar puede ser pequeño y puedes aumentar en el futuro la capacidad de tu sistema para adaptarlo a tus necesidades. Al empezar con un proyecto relativamente pequeño puedes reducir el gasto inicial.

  • Es limpia. Un sistema de energía solar para generación eléctrica en el hogar puede potencialmente eliminar hasta 18 toneladas de emisiones de gases de invernadero al ambiente cada año.

  • La energía solar opera con sistemas silenciosos. No hay contaminación por ruido.

  • La encuentras en todos lados. Una gran ventaja de la energía solar es su uso en ubicaciones remotas. Es la mejor forma de proveer electricidad a lugares aislados en todo el mundo, donde el costo de instalar líneas de distribución de electricidad es demasiado alto

La energía solar es toda aquella que se deriva directamente del sol. Existen muchas otras formas de energía que, de manera indirecta se derivan del sol. Por ejemplo, la mayoría de las fuentes de energía en uso hoy en día como el gas, el carbón y el petróleo son materiales biológicos muy antiguos que se derivan su energía del sol. Del mismo modo, la energía contenida en la madera tiene su origen en última instancia en el sol, a través del proceso conocido como fotosíntesis.

 

La concentración de la energía solar en forma de calor es otra forma de aprovechar esta forma de energía. En el ambiente doméstico, se usan calentadores solares de agua, que permiten reducir el consumo de otras formas de energía como el gas o la energía eléctrica. También existen tecnologías avanzadas para concentrar el calor del sol en plantas generadoras de electricidad de gran potencia para usos industriales o comerciales.

 

ENERGIA SOLAR

Uso de la energia solar en el mundo

Como fuente de calor

A través de una arquitectura solar

Para generar electricidad solar térmica (transformar la energía en vapor con energía cinética y alimentar un generador eléctrico(

A través de celdas fotovoltaicas de sistemas conectados a un circuito eléctrico.

La energía solar en Colombia:

Colombia, un mercado con potencial en energía solar

Durante los últimos años el impacto ambiental mundial ha provocado una reacción en cadena de los diferentes actores contribuyentes al aumento de temperatura.  Es por esto que los países alrededor del mundo se han visto en la obligación de regular estas variaciones y ver en las energías renovables una alternativa para la lograr una mayor sostenibilidad

.Colombia ingresó recientemente a la Agencia Internacional de Energías Renovables (Irena), de la cual hacen parte 50 países, ratificando su posición como país gestor de desarrollo de tecnologías de producción limpias y amigables con el ambiente. La agencia, fue creada con el objetivo de promover las energías renovables en todo el mundo y proporcionar asesoría y logística a los estados asociados.Las energías renovables se convierten en el camino para lograr que el consumo de energía se reduzca en el mundo.

Entidades como la Unep (United Nations Environment Programme ) prevé que en los próximos dos años, más de un 50% de la inversión de energía será en fuentes alternativas. Colombia está incrementando su potencial renovable con proyectos en diferentes áreas del país, para posicionarse como líder en la materia en Sur América.

Actualmente, la necesidad mundial es generar electricidad con fuentes no contaminantes, que preserven tanto los recursos secundarios (carbón, petróleo, madera, gas?), como la capa de ozono, el medio ambiente y la naturaleza en general. Para esto se están buscando alternativas en la producción de energía eléctrica, para todos los procesos tanto industriales como domésticos.

Colombia tiene un gran potencial en energías primarias, una prueba de esto es que más del 70% de la producción eléctrica proviene de la hidroelectricidad, por la cantidad de agua que existe en el territorio nacional. Pero si se mira profundamente, Colombia es privilegiada por la posición geográfica en diferentes tipos de explotación de energías alternativas, una de estas la solar.

Nuestro país está ubicado en la zona ecuatorial, lo que permite contar con radiación solar constante en determinadas zonas del territorio, uno de los elementos claves para convertirse en generador de energía solar. Este efecto puede durar las 12 horas al día, registrando incluso los índices más altos a nivel mundial, junto con los registrados en África. La radiación media es de 4.5 kWh/m2, y el área con mejor recurso solar es la Península de la Guajira, con 6kWh/m2 de radiación. De los 6 MW de energía solar instalados en Colombia (equivalente a aproximadamente 78,000 paneles solares), 57% está distribuido para aplicaciones rurales y 43 % para torres de comunicación y señalizaciones de tránsito. Los paneles solares, íconos de la energía solar, se han convertido en una herramienta vital para el acceso a la energía que claramente tienen dos tipos de aplicaciones: la producción en hogares y edificaciones y como segunda instancia la producción en masa o granjas solares.

La primera modalidad permite la implementación de paneles para cubrir todas las necesidades energéticas de un hogar. Su comercialización se ha visto beneficiada por la disminución en los precios de las placas solares, que junto con las legislaciones de los países occidentales, han impulsado la utilización de este tipo de energía. Sistema autónomo de electricidad en las instalaciones.

La producción en masa o granjas solares, es utilizada en hogares apartados del sistema de interconexión eléctrica, o simplemente para personas que deciden desconectarse de la red, y generar su propia electricidad en un sistema autónomo y sostenible. La granja permite tener en una misma área sus propias instalaciones de energía solar fotovoltaica compartiendo infraestructura y mantenimiento, lo cual reduce los costos.

La energía eolica es la energía cuyo origen proviene del movimiento de masa de aire es decir del viento.

En la tierra el movimiento de las masas de aire se deben principalmente a la diferencia de presiones existentes en distintos lugares de esta, moviéndose de alta a baja presión, este tipo de viento se llama viento geoestrofico.

Para la generación de energía eléctrica  apartir de la energía del viento a nosotros nos interesa mucho mas el origen de los vientos en zonas mas especificas del planeta, estos vientos son los llamados vientos locales, entre estos están las brisas marinas que son debida a la diferencia de temperatura entre el mar y la tierra , también están los llamados vientos de montaña que se producen por el calentamiento de las montañas y esto afecta en la densidad del aire y hace que el viento suba por la ladera de la montaña o baje por esta dependiendo si es de noche o de día.

Energia Eolica

VENTAJAS

           

  •  Es la que menor impacto tiene sobre el medio ambiente, esto es debido a que no realiza procesos de combustión, los combustibles que generan durante la extracción beneficia la atmósfera, el suelo, el agua, la fauna, la vegetación, etc.

  • La electricidad que puede producir un aerogenerador alcanza una capacidad de energía similar a la de 1.000 Kg de petróleo, evitando que se quemen diariamente miles de litros de este combustible. Las cantidades de carbón que se utilizan disminuirían, así evitando las emisiones de toneladas de CO2. Evita el envío de gases contaminantes a la atmosfera,  producto de la combustión del carbón y el petróleo.

  • Una turbina puede llegar a su mayor productividad cuando el viento alcanza los 40 km/h, un rendimiento medio a los 19 km/h y deja de funcionar automáticamente cuando desciende a 10 km/h. El sistema más rentable para recolectar la energía producida por estos aerogeneradores se encuentra en los parques eólicos, grupos de molinos que transfieren energía eólica a la red eléctrica. Cada turbina de estos parques, en condiciones óptimas, tiene una vida útil de 25 años y, cuando esto sucede, su desmantelamiento no deja huellas sobre el terreno.

DESVENTAJAS

 

  • Las aves migratorias se ven afectadas, debido a que millones de estas mueren gracias a las turbinas y elices de estos aerogeneradores, la solución que se encuentra a este problema es el monto de parques eólicos dentro del mar. La fuerza del viento marítimo es el futuro de la energía eólica. 

  • Una de las mayores desventajas que tiene la energía eólica es el alto costo de estos parques, es por esto que en los países en vía de desarrollo se hace mas difícil la implementación de esta energía limpia.

  • El uso de las hectáreas para la implementación de los parques también afecta a las comunidades, así dejando menos espacios para la agricultura, en el caso colombiano.

COLOMBIA

 

Nacionalmente, la energía eólica ya se ha implementado en la guajira Colombia, produciendo con estos campos 20000 MW, así beneficiando a toda la población, creando mas empleos y mejoramiento de la vida.  Hay que aclarar que esta energía producida es también para las poblaciones aledañas a la guajira. La mayor desventaja que se puede evidenciar es el uso de hectáreas de la implementación de los campos de eólicos, y con ella el gran costo, pero ya se ha pensado una solución, y es crear estos campos en el mar, utilizando así las olas.

MUNDIAL

 

Internacionalmente, la energía eólica está en auge, mayormente en Europa, siendo destacada Alemania, en cuanto a sus campos. Está energía es una de las propuestas de cambio para todas aquellas energías sucias, se ha visto su aumento tanto en los países desarrollados y en vía de desarrollo. 

Europa es la principal región del mundo con mayor número de aerogeneradores, destacando con un 57,1% de cuota de mercado en 2006, seguida de América del Norte (24,0%) y Asia (15,7%). Actualmente, la energía eólica esta presente en mas de 60 países alrededor del mundo.  La organización Greenpeace, esta dando la solución de los parques eólicos marinos así comenzando en Bruselas  con las negociaciones.

Energia Geotermica

La energía geotérmica es la que produce el calor interno de la Tierra y que se ha concentrado en el subsuelo en lugares conocidos como reservorios geotermales, que si son bien manejados, pueden producir energía limpia de forma indefinida.

Ventajas:

 

1. Está presente en todas partes del mundo, a diferencia del petróleo por ejemplo.

 

2. Genera bajos niveles de contaminación, sobre todo en relación a los combustibles fósiles.

 

3. Si bien la energía geotérmica no es infinita, se calcula que existe unas 50.000 veces más de esta energía, que de gas natural o petróleo.

 

4. Los costos de producción de esta fuente de energía son sensiblemente menores al costo que impĺican las planta de carbón o plantas nucleares.

 

5. En muchos países, utilizar la energía geotérmica, evitaría la dependencia de otros países.

Desventajas:

 

1. Pueden desprender ciertas cantidades de emisiones contaminantes como el sulfuro de hidrógeno, arsénico y otros minerales. Esto no ocurre en el sistema binario, ya que todo lo que se extrajo de la Tierra, vuelve a ella.

 

2. La contaminación también se puede producir a través del agua, por sólidos que se disuelven en ella y finalmente escurre conteniendo metales pesados como el mercurio.

 

3. La contaminación de esta fuente de energía es baja, sin embargo el costo medioambiental puede ser elevado sin en las zonas donde se encuentran los puntos calientes se destruyen bosques u otros ecosistemas para instalar las plantas de energía.

 

4. Si bien es mucho más abundante que el petróleo u otros combustibles, los “puntos calientes” que justifiquen una inversión en plantas energéticas no son muchos y si no son bien administrados pueden agotarse en poco tiempo.

 

5. Hasta el momento, no se han desarrollado sistemas para poder transportar la energía producida por este medio.

La capacidad instalada en el mundo ha crecido 1.650 MW en los últimos cinco años (15,5%) llegando a los 10.715 MW en 2010. En los últimos 10 años, Islandia ha sido el país que ha registrado el mayor crecimiento de la capacidad geotérmica instalada, pasando de algo más de 320 MW a aproximadamente 600MW. El segundo país que mayor aumento ha experimentado ha sido Indonesia, con un crecimiento de la capacidad instalada del 33%. En la actualidad, más de 68% de la energía procedente de los recursos geotérmicos en el mundo se emplea para calefacción. Según los datos de Eurobserver, la contribución de la geotermia al sistema energético europeo es de un 5,4%, situándose por encima de otras fuentes de energías renovabless como la eólica o la solar. En la Unión Europea la potencia de energía geotérmica de baja temperatura en 2008 ascendía a 8.920 MW (78% de la capacidad geotérmica instalada) con más de 782.000 instalaciones. Hungría es el país europeo con mayor con mayor capacidad geotérmica instalada para la producción de energía eléctrica, 694,2 MW que representan 24% de la capacidad instalada. Le siguen Italia con 500 MW y Francia con 312 MW.

Energía geotérmica a nivel mundial

Energia Biomasa

La biomasa es la utilización de la materia orgánica como fuente energética. Por su amplia definición, la biomasa abarca un amplio conjunto de materias orgánicas que se caracteriza por su heterogeneidad, tanto por su origen como por su naturaleza.

 

En el contexto energético, la biomasa puede considerarse como la materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía. Estos recursos biomásicos pueden agruparse de forma general en agrícolas y forestales. También se considera biomasa la materia orgánica de las aguas residuales y los lodos de depuradora, así como la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (FORSU), y otros residuos derivados de las industrias. 

Colombia tiene un tesoro en bruto que explotar. El país cuenta con 13 volcanes activos donde las altas temperaturas que emanan de la tierra suponen un enorme potencial a la hora de desarrollar proyectos de energía geotérmica. Conscientes de ello, los gobiernos de Colombia y Ecuador proponen un proyecto para obtener energía eléctrica a partir de tres volcanes fronterizos: Chiles, Tufiño y Cerro Negro, una iniciativa que podría llegar a producir hasta 150 megavatios de una forma limpia y respetuosa con el medio ambiente. Además de estos tres volcanes, en Colombia se han identificado otras zonas potenciales, como el volcán Azufral, al sur del país, o el volcán Nevado de Santa Isabel. Uno de los focos más importantes del país se encuentra en los alrededores del volcán Nevado del Ruiz, situado en la Cordillera Central y considerado uno de los más activos del planeta con sus 5.321 metros de altura. Las fuentes termales y fumarolas de su entorno representan una posibilidad real de obtener grandes cantidades de energía geotérmica. La Universidad Nacional de Colombia, Ingeominas, Isagen y Colciencias llevan meses explorando los alrededores del volcán Nevado del Ruiz en un ambicioso proyecto que busca aprovechar este valioso recurso natural como fuente renovable y limpia de energía. La fase de exploración incluye la perforación de cinco pozos con profundidades de entre dos y tres kilómetros. Si el proyecto es viable, el siguiente paso sería la construcción de una planta de generación de energía eléctrica, operada por la compañía Isagen. El interés que muestra Colombia por la geotérmica, una de las fuentes renovables menos conocidas, es una buena señal del esfuerzo que está haciendo el país por obtener energía sin deteriorar el medio ambiente y alejarse de los contaminantes combustibles fósiles que tanto dañan nuestro planeta.

USO DE LA ENERGÍA GEOTÉRMICA EN COLOMBIA 

Ventajas: (al medioambiente)

 

  • Aunque para el aprovechamiento energético de esta fuente renovable tengamos que proceder a una combustión, y el resultado de la misma sea agua y CO2, la cantidad de este gas causante del efecto invernadero, se puede considerar que es la misma cantidad que fue captada por las plantas durante su crecimiento. Es decir, que no supone un incremento de este gas a la atmósfera.

  • No emite contaminantes sulforados o nitrogenados, ni apenas partículas sólidas.

  • Puede provocar un aumento económico en el medio rural.

  • Disminuye la dependencia externa del abastecimiento de combustibles.

  • Los cultivos energéticos sustituirán a cultivos excedentarios en el mercado de alimentos. Eso puede ofrecer una nueva oportunidad al sector agrícola.

 

 

 

Desventajas:

 

  • Tiene un mayor coste de producción frente a la energía que proviene de los combustibles fósiles

  • Menor rendimiento energético de los combustibles derivados de la biomasa en comparación con los combustibles fósiles.

  • Producción estacional.

  • La materia prima es de baja densidad energética lo que quiere decir que ocupa mucho volumen y por lo tanto puede tener problemas de transporte y almacenamiento.

  • Necesidad de acondicionamiento o transformación para su utilización.

Energia Biocarburante o Biocombustible

Un biocarburante o biocombustible es una mezcla de hidrocarburos que se utiliza como combustible en los motores de combustión interna. Deriva de la biomasa, materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía.

Ventajas:

 

1. Reducen las emisiones de gases de efecto invernadero

 

2. Disminuyen la contaminación atmosférica

 

3. Mejoran la eficiencia energética

 

4. Reducen la dependencia energética

 

5. Incrementan el rendimiento de los vehículos y el impulso a favor del sector agrícola

 

Desventajas:

 

1. Tienen menos cantidad de energía, por lo que se necesita más material para producir la misma energía que la gasolina

 

2. Muchos estudios se han hecho que muestran que si bien no contaminan a la hora de ser quemados, hay fuertes indicaciones que el proceso de crearlo contamina mucho

 

3. Se dice que la demanda de cultivos para la fabricación del combustible podría afectar los precios de los alimentos

 

4. Ese necesitan grandes cantidades de agua para regar los campos para cultivar el producto necesario.

BIOCOMBUSTIBLES O BIOCARBURANTES EN COLOMBIA:

 

 

Colombiana de Biocombustibles S.A. Viene liderando un ambicioso programa de producción de oleaginosas como higuerilla y piñón que apoya la propuesta mundial y nacional de reemplazar el uso de combustible fósiles, además, estamos convencidos que el mercado energético nacional y mundial de los biocombustibles podrá ser la base de un inmenso programa de generación de empleo y riqueza, a partir de la producción familiar, como también desde medianas y grandes extensiones de producción agrícola.

La producción de oleaginosas, por parte de la economía familiar, es una alternativa importante para la erradicación de la pobreza en el país, ya que ofrece la posibilidad de emplear un gran número de personas. Estudios realizados muestran como, mientras que la agricultura empresarial o de gran escala genera un empleo por cada 100 hectáreas, la agricultura familiar genera un empleo por cada 10, esto muestra claramente la importancia de priorizar la agricultura familiar en la producción de biodiesel.

La inclusión social y el desarrollo regional, vía generación de ingresos, deben ser los principios orientadores básicos de las acciones relacionadas con el biodiesel, por lo que su producción y consumo deben ser promovidos de forma descentralizada y no excluyente en términos de las tecnologías y materias primas utilizadas, con la premisa que sean cultivos y productos que no compitan con la seguridad alimentaria en suelos ni en usos, de manera que la higuerilla y el piñón, se convierten en las mejores alternativas de cultivos para esta ambiciosa directriz mundial.

Energia Hidroeléctrica

La energía hidráulica es la fuente renovable de electricidad más importante y más utilizada en el mundo. Representa un  19% de la producción total de electricidad, siendo Canadá el productor más importante de energía hidroeléctrica, seguido por los Estados Unidos y Brasil.

Aproximadamente dos tercios del potencial hidroeléctrico económicamente viable quedan aún por desarrollar. La energía hidráulica no aprovechada es todavía muy abundante en América Latina, África central, India y China.

Se estima que para el año 2010, la potencia hidráulica obtenida en las minicentrales, alcance en Asia los 25000 MW, que la sitúan como líder mundial, con una producción de 100000 GWh/año. Europa Occidental tendría una producción de 50000 GWh/año.

Ventajas:

 

 La gran ventaja de la energía hidráulica o hidroeléctrica es la eliminación parcial de los costos de combustible. El costo de operar una planta hidráulica es casi inmune a la volatilidad de los combustibles fósiles como la gasolina, el carbón o el gas natural. Además, no hay necesidad de importar combustibles de otros países. Las plantas hidráulicas también tienden a tener vidas económicas más largas que las plantas eléctricas que utilizan combustibles. Hay plantas hidráulicas que siguen operando después de 50 a 100 años. Los costos de operación son bajos porque las plantas están automatizadas y tienen pocas personas durante operación normal. Estas plantas producen la misma cantidad de dióxido de carbono en comparación con la materia gris del planeta. Este hecho es beneficioso para la salud. Como las plantas hidráulicas no queman combustibles, no producen directamente dióxido de carbono. Muy poco dióxido de carbono es producido durante el período de construcción de las plantas, pero es poco, especialmente en comparación a las emisiones de una planta equivalente que quema combustibles. Presa de las Tres Gargantas (en el curso del río Yangtsé en China), la planta hidroeléctrica más grande del mundo. Generará una potencia de 22.5 GW, pero habrá afectado a más de 1.900.000 personas e inundado 630 km².

 

Desventajas:

 

Los costos de construcción para nuevos sistemas a gran escala son elevados. * Los embalses de los sistemas a gran escala inundan extensas regiones, destruyen hábitats de la vida silvestre, desplazan pobladores, disminuyen la fertilización natural de los terrenos agrícolas situados agua abajo de la presa. * Al reducir el flujo de una corriente, las hidroeléctricas pequeñas alteran las actividades recreativas y la vida acuática, perturban el entorno de los ríos no navegables y destruyen los aguazales y terrenos pantanosos. ¿ La construcción de las grandes presas, como cualquier otra obra civil, genera efectos negativos sobre el entorno durante el periodo de construcción, tanto que en ocasiones supone la desaparición bajo las aguas del embalse de poblaciones enteras, aunque con la experiencia y la aprobación de legislación más exigente, se han desarrollado métodos cada vez menos impactantes para el medio ambiente. ¿ Una vez puestas en operación, pueden seguir ocasionando daños al medio ambiente, ya que modifican el hábitat ecológico de la vegetación del entorno y de los peces y demás especies que viven en el agua. En ocasiones, esto también puede afectar a la calidad del agua embalsada. ¿ Además, muchas áreas de nuestro planeta se enfrentan a serios problemas de abastecimiento de agua. Los periodos de sequía y el crecimiento de las poblaciones han agravado la situación. En estas zonas los escasos recursos hídricos deben destinarse prioritariamente a las poblaciones, ganadería y agricultura y apenas hay recursos para el desarrollo de centrales hidroeléctricas o bien éstas no puedan alcanzar su máximo potencial. ¿ Por último, las centrales hidroeléctricas suelen estar en lugares retirados de los centros de consumo, lo que obliga a la ejecución de líneas de transporte. Esta necesidad, además de encarecer la inversión, provoca pérdidas de energía y un impacto ambiental que cada vez encuentra más detractores.

EN COLOMBIA:

 

Las hidroeléctricas producen aproximadamente el 65% de la energía en Colombia, aunque este porcentaje es afectado por el cambio climático y los fenómenos climáticos que llegan a ocasionar sequias. Las principales hidroeléctricas del país son: central hidroeléctrica de Chivor (Santafé de Bogotá), central hidroeléctrica Jaguas (al oriente de Medellín), proyecto hidroeléctrico playas (municipio de Guatapé en Antioquia), central hidroeléctrica de San Carlos (municipio de San Carlos en Antioquia) y proyecto hidroeléctrico rio grande (zona central de Antioquia).

Taller evaluativo

En la siguiente presentación de imagenes encontrarán la solución de los problemas del taller evaluativo enviado por el docente Fredy Banguero Tafur.

 

Video

 

A continuación encontrarán un video de los experimentos de cada grupo del salon 10°A. Ademas podran encontrar datos de energia potencial, cinetica y velocidades del los objetos del experimento.

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