ES2221571A1 - Boya solar de medida de la calidad del agua. - Google Patents
Boya solar de medida de la calidad del agua.Info
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Abstract
Boya solar de medida de la calidad del agua. Comprende un módulo de control, un GPS, medios de comunicación y medios para medir los parámetros que determinan la calidad del agua, para enviar éstos junto con los datos de su ubicación a un centro de control remoto. Se caracteriza porque comprende una carcasa (1) en la que se alojan todos los elementos electrónicos, un mástil (4) dotado de una antena dual (10) un indicador óptico (11), un interruptor, un conector, y contando además con un radomo (5) de protección de placas solares (6) ubicadas en una base superior (3) de la carcasa (1) e incluye conductos de agua (17, 18) que permiten circulación del agua, en uno de los cuales incluyen un sensor de medidas de concentración de hidrocarburos.
Description
Boya solar de medida de la calidad del agua.
La invención que nos ocupa consiste en una boya
que efectúa la medida de los parámetros que determinan la calidad
del agua, establece su posición geográfica, señaliza ópticamente su
ubicación, y envía los parámetros medidos junto con los datos de su
ubicación a una estación remota, y todo ello de manera que la
alimentación de los elementos electrónicos se realiza a partir de
células solares, y con una estructura de boya específica que
facilita su visualización óptica a distancia, mantenimiento y
manipulación.
En estado de la técnica puede citarse la
existencia de la patente de invención internacional W09317334 en la
que se describe un sistema que permite realizar la medida de la
calidad del agua, y que además incorpora medios de localización
para determinar la posición geográfica del aparato, así como un
sistema de energía recargable para proporcionar la potencia y
funcionamiento del conjunto de instrumentos, de manera que se
permite enviar los datos relativos a los parámetros medidos y
posición en la que se han efectuado dichas medidas, a un centro de
control remoto. En este documento también se describe un sistema de
control de inmersión para facultar la inmersión del aparato y
controlar su ubicación a una determinada profundidad. En este
documento no se describe la estructura interna del aparato y además
no incorpora una baliza de señalización óptica de su ubicación.
Respecto a balizas de señalización óptica, cabe
citar la solicitud de patente de invención española n° 200202672,
perteneciente al mismo titular que la presente invención, en la que
se incorpora una baliza de señalización óptica, pero ésta presenta
la particularidad de que dicho indicador óptico no permite realizar
su visualización óptima tal como sería deseable, y según recomienda
la normativa marina. Además la alimentación de los diferentes
equipos electrónicos incluidos en la boya, incorpora una pluralidad
de baterías que obligan a realizar un mantenimiento de la boya más
continuado.
Para resolver los inconvenientes anteriormente
indicados, la invención ha desarrollado una boya solar de medida de
la calidad del agua que al igual que los documentos citados en el
estado de la técnica comprende un módulo de control, un GPS
(Sistema de Posicionamiento Global), medios de comunicación y
medios para medir los parámetros que determinan la calidad del
agua, de manera que una vez realizada la medida de los parámetros
de la calidad del agua sus valores se envían junto con los datos
de ubicación a un centro de control, comprendiendo además un
indicador óptico de señalización de su posición; y se caracteriza
porque comprende una carcasa de flotación en cuyo interior se aloja
la electrónica de los medios de medida de la calidad del agua, del
módulo de control, de los medios de comunicación, así como unos
acumuladores que se recargan a través de un regulador de potencia
que está conectado a unas placas solares ubicadas en la parte
exterior y superior de la carcasa para proporcionar la potencia de
alimentación a todos los elementos electrónicos de la boya. Además,
la parte superior de la carcasa flotante incluye un mástil en el
que se ha previsto al menos un
conector de acceso a los medios ubicados en el interior de la carcasa para permitir su configuración y comprobación de su funcionamiento. El extremo superior del mástil comprende un soporte en el que se incluyen las antenas del GPS y de los medios de comunicación, así como el indicador óptico.
conector de acceso a los medios ubicados en el interior de la carcasa para permitir su configuración y comprobación de su funcionamiento. El extremo superior del mástil comprende un soporte en el que se incluyen las antenas del GPS y de los medios de comunicación, así como el indicador óptico.
La carcasa comprende una base superior y otra
inferior, para lo que por ejemplo presenta una configuración
troncocónica invertida, y en su interior incluye unos conductos de
agua que se comunican con el exterior a través de sus paredes
laterales y de su base inferior para permitir la circulación del
agua. En una de las conducciones se ha previsto un sensor de
concentración de hidrocarburos para realizar la detección de
distintos espesores de hidrocarburo en superficie. Además, cada una
de las entradas de los conductos está cubierta por una rejilla
extraíble para impedir el paso de elementos indeseados, como pueden
ser impurezas, peces, etc.
Los conductos están constituidos por tres
conductos horizontales situados en la parte superior de la carcasa,
que quedan a nivel del agua, y que se unen a un tubo central que
incluye el sensor de hidrocarburos y que desemboca en la base
inferior de la carcasa.
Además, en la base inferior de la carcasa se han
previsto tres tapas estancas de acceso a los sensores de detección
de los parámetros determinantes de la calidad del agua.
La base superior de la carcasa está cubierta de
forma estanca por un radomo transparente de protección de las
placas solares; en cuyo interior además se incluye un primer tramo
que comprende el mástil, que además comprende un segundo tramo
ubicado superiormente al primero en la parte exterior y superior
del radomo de manera que dicho mástil queda sobresaliendo respecto
a dicho radomo.
En el segundo tramo del mástil se incluye el al
menos conector, e incluye un interruptor de
encendido-apagado de la boya de forma que se
facilita considerablemente su mantenimiento al ser al acceso al
conector muy fácil y rápido.
Los extremos respectivos de los tramos superior e
inferior del mástil están fijados al radomo de forma estanca y los
cables de conexión a las antenas, conector, indicador óptico e
interruptor de encendido-apagado, discurren por el
interior del primer y segundo tramo del mástil, pasando de dicho
primer tramo al segundo a través de un orificio practicado en el
radomo, y estando dicho orificio obturado de forma estanca por la
fijación de los extremos del primer y segundo tramo sobre el
radomo.
El indicador óptico comprende un tubo en cuya
parte superior incluye cuatro indicadores ópticos situados a 90°
para facilitar su visualización en cualquier dirección.
Los indicadores ópticos están constituidos por
diodos LED.
Las antenas del sistema GPS y de comunicación
están constituidas por una antena dual fijada de forma estanca en
el soporte superior del mástil correspondiente al extremo superior
del segundo tramo del mástil.
La invención prevé que la antena dual y de
indicador óptico estén cubiertos por una cúpula estanca
transparente de protección de estos elementos.
Además, el segundo tramo del mástil incluye una
cruz de San Andrés de señalización según la recomendación de la
normativa marina, de manera que
mediante ésta y el señalizador óptico se facilita la visualización de la boya.
mediante ésta y el señalizador óptico se facilita la visualización de la boya.
La base superior de la carcasa cuenta con un
saliente perimetral forrado de un elemento elástico de protección
de la boya frente a golpes.
Además, la carcasa prevé la incorporación de
medios de enganche para manipular la boya de entre una grúa o
similar. En la parte inferior de la boya se ha previsto una
estructura a modo de jaula constituida por tres barras metálicas
verticales de sección circular formando un triángulo equilátero y
dos aros de protección horizontales fijados sobre las barras
verticales a dos niveles diferentes de manera que dicha estructura
permite el apoyo de la boya en el suelo, el colgado y fijación de
equipos de medición y al mismo tiempo constituye un elemento de
protección de los sensores.
La invención prevé que dicha estructura de jaula
pueda estar unida a cadenas de amarre a una línea de fondeo, para
permitir la ubicación de la boya en una ubicación fija, si así
fuera requerido.
La pared externa de la boya está dotada de ánodos
de zinc para evitar la formación de óxido.
Además el interior de la carcasa de la boya está
dotada de compartimentos en los que se ubican los diferentes
elementos. El espacio comprendido entre los compartimentos está
relleno de espuma aislante que aísla y fija los elementos ubicados
en su interior.
El al menos conector y el interruptor de
encendido-apagado están ubicados en sendas
extensiones tubulares que comprenden una guía en la que se retiene
con posibilidad de desplazamiento una tapa que selectivamente se
fija en la guía obturando el extremo superior de las
extensiones.
A continuación para facilitar una mejor
comprensión de esta memora descriptiva y formando parte integrante
de la misma, se acompañan una serie de figuras en las que con
carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto
de la invención.
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de un
posible ejemplo de realización de la boya objeto de la
invención.
Figura 2.- Muestra una vista inferior de la boya
representada en la figura anterior en la que se visualiza la base
inferior de la carcasa.
Figura 3.- Muestra una vista superior de la
figura 1 en la que se visualiza la base superior abierta de la
carcasa, para mostrar la disposición de los conductos de agua de
los acumuladores y el relleno aislante.
Figura 4.- Muestra una vista en alzado del mástil
de la boya.
A continuación se realiza una descripción de la
invención basada en las figuras anteriormente comentadas.
La boya de la invención está constituida por una
carcasa flotante 1 en cuyo interior se alojan diferentes circuitos
electrónicos (no representados en las figuras, por no ser objeto de
la invención), que cuentan con un módulo de control que gobierna el
funcionamiento de todos los equipos, como son medios de medida de
la calidad del agua que están dotados de los correspondientes
sensores de medida de los parámetros requeridos para determinar la
calidad del agua, unos medios de comunicación así como de un
regulador de potencia que provoca la recarga de unos acumuladores
que están conectados a unas placas solares 2 ubicadas en una base
superior 3 de la carcasa 1.
El ejemplo de realización de la invención prevé
que en la base superior 3 de la carcasa 1 se incluyan cuatro
placas solares 2, las cuales se unen a dicha base 3 mediante unos
soportes 4 que determinan la inclinación adecuada de las placas
solares 2 para recibir la radiación solar.
Además, la base superior 3 sirve de soporte de un
mástil 4 que esta constituido por un primer tramo 4a y un segundo
tramo 4b.
Las placas solares 2 quedan cubiertas por un
radomo transparente 5 que se fija a la base de forma estanca, para
proteger dichas placas solares 2, quedando el primer tramo 4a del
mástil 4 ubicado en el interior del radomo 5, de forma que su unión
a la segunda parte 4b del mástil 4 se efectúa a través del radomo 5
y mediante la interposición de juntas de estanqueidad para
salvaguardar el interior del radomo 5.
El mástil 4 incorpora sendas extensiones
tubulares 6 en una de las cuales se incluye un conector que permite
acceder a los medios electrónicos descritos con anterioridad
ubicados en el interior de la carcasa para permitir su
configuración y comprobación de su funcionamiento, obtención de los
parámetros medidos, etc. La otra extensión tubular 6 está dotada de
un interruptor de encendido-apagado de los
circuitos electrónicos.
Para proteger el conector y el interruptor, se
prevé que las extensiones 6 sean obturadas por una tapa 8, que se
mantiene retenida sobre dichas extensiones 6 para impedir que las
tapas 8 caigan al agua. Para conseguir esta funcionalidad las
extensiones 6 están dotadas de una guía 7 en las que se retienen
las tapas 8 mediante un tornillo y una tuerca, de manera que
aflojando la tuerca se permite el desplazamiento de la tapa 8 sobre
la guía 7, de manera que una vez realizada la obturación del
extremo superior de las extensiones tubulares 6 mediante su
correspondiente tapa 8, apretando la tuerca y el tornillo se
produce la fijación de la tapa 8 en esta posición.
Las tapas 8 protegen al conector e interruptor
frente a posibles sabotajes, así como frente a agentes
externos.
Además, en el extremo superior del segundo tramo
4b del mástil, se prevé un soporte 9 en el que se fija de forma
estanca una antena dual 10 y un indicador óptico 11.
La antena dual 10 forma parte de los medios de
comunicación para enviar los diferentes parámetros medidos a una
estación remota, y además constituye la antena del sistema GPS,
para lo que dicha antena debe de conectarse a la electrónica
incluida en el interior de la carcasa 1.
El indicador óptico 11 está constituido por un
tubo 12 en cuya parte superior incluye cuatro indicadores ópticos
13 situados a 90°, que en el ejemplo de realización están
constituidos por diodos LED, los cuales producen destellos que son
visualizados en todas las direcciones.
La antena dual 10 y el indicador óptico 11 quedan
cubiertos por una cúpula transparente 14 fijada de forma estanca
que protege dichos elementos. Cabe señalar que al estar tanto la
antena dual 10 como el tubo 12 fijados de forma estanca, en caso de
que se produzca la rotura de la cúpula transparente 14, la boya
seguiría funcionando correctamente.
La disposición y montaje de la estructura de la
cúpula 14 facilita posibles operaciones de cambio de antenas,
balizas, etc. sin tener que desmontar el conjunto de la boya.
El momento de encendido, el indicador óptico
emite un ciclo de prueba inicial independientemente del nivel de
luz detectado. Diez segundos después del encendido el indicador
óptico emite un grupo de destellos y se realiza una detección de
luz, de forma que si el nivel de luz es elevado el indicador óptico
deja de emitir, y si el nivel de luz es bajo continúa emitiendo las
intermitencias establecidas.
Igualmente los diodos 13 deben estar conectados a
la electrónica incluida en el interior de la carcasa para producir
los destellos indicados, para lo que estos cables de conexión, así
como los cables de conexión a los medios de comunicación GPS y al
conector e interruptor descritos con anterioridad, discurren por el
interior del mástil 4 y atraviesan el radomo 5 a través de un
orificio practicado en el mismo, el cual queda protegido por la
disposición estanca del primer tramo 4a y del segundo tramo 4b del
mástil 4, tal y como ya fue descrito con anterioridad.
Además los cables de conexión de las placas
solares 2 también discurren a través del primer tramo 4a para lo
que se ha previsto un pequeño tubo transversal ubicado en dicho
primer tramo 4b para el paso de estos cables, y todo ello de forma
estanca, de manera que aunque se produzca la rotura del radomo 5,
la boya pueda seguir funcionando al encontrarse la electrónica
ubicada en el interior de la carcasa 1 perfectamente protegida.
Para asegurar la estanqueidad entre el primer
tramo 4b y el segundo tramo 4a del mástil 4, esta unión, aparte de
realizarse de forma estanca, es sellada para asegurar dicha
estanqueidad.
El segundo tramo 4b del mástil 4 está dotado de
unas aletas 14 en las que se fija una cruz de San Andrés 15, que
tal y como es conocido está prevista en la normativa marina de
acuerdo a la recomendación del Organismo IALA ANSI.
En el interior de la boya se prevé unos conductos
de agua para la circulación de la misma, que están constituidos
por tres tubos horizontales 17 que se comunican con el exterior a
través de las paredes laterales de la carcasa 1, y que quedan
ubicados a nivel del agua para permitir su circulación. Los tres
tubos horizontales 17 están unidos a un tubo central vertical 18
que desemboca en la base inferior 19 de la carcasa 1.
En el conducto vertical 18 se incluye un sensor
de hidrocarburos, de manera que al producirse la entrada del agua
a través de los conductos horizontales 17, se posibilita la
detección de distintos espesores de hidrocarburo en superficie.
Para evitar que se puedan introducir elementos extraños, como
pueden ser materiales, impurezas, vegetación, peces, etc., a través
de las aberturas 17 y 18, y que se puedan almacenar en el interior
de dichas conducciones, lo cual dificultaría el correcto
mantenimiento del sensor, se incluye en cada una de dichas
aberturas una rejilla extraíble 20.
La base superior 3 de la carcasa 1 está
constituida por una tapa soporte en la que se fija el mástil 4 y
los paneles solares 2, y que a su vez se fija sobre una corona
metálica 3a a través; de la cual se permite el acceso al interior
de la boya, en la que se incluyen unos alojamientos de
incorporación de los diferentes elementos descritos con
anterioridad ubicados en el interior de la carcasa. Así, se prevén
unos alojamientos 21 de los acumuladores 22 entre los diferentes
compartimentos se dispone un relleno de espuma aislante 23 que
aísla y fija los elementos ubicados en su interior.
La corona 3a presenta un saliente perimetral
formado por un elemento elástico 34 para proteger a la estructura
frente a posibles golpes que se puedan producir con otras pequeñas
embarcaciones o en operaciones de extracción de la boya.
Para extraer/posicionar la boya en el agua desde
un barco o desde una grúa, se han posibilitado tres cáncamos
metálicos 25 para realizar el amarre de los elementos de la
grúa.
En la pared lateral externa de la carcasa 1 se
sitúa de forma equidistante 4 ánodos de zinc 26 que tienen corno
finalidad el evitar que se forme óxido en el resto de la
estructura.
Además en la base inferior 19 de la carcasa 1 se
prevén unas tapas estancas 27 que permiten el acceso a tres
conducciones (no representadas en las figuras), en las que se
instalan los sensores de detección de los parámetros determinantes
de la calidad del agua con las respectivas conexiones de cableado
de alimentación y datos.
En la base inferior 19 de la carcasa 1 se ha
previsto una estructura en forma de jaula compuesta por tres barras
metálicas verticales 28 de sección circular formando un triángulo
equilátero, y dos aros 29 unidos a dichas barras 28. Esta
estructura permite proteger los sensores ubicados en las
conducciones obturadas mediante las tapas estancas 27, fijar
equipos de medición que deban permanecer bajo el agua colgando de
la boya, y servir de base de apoyo para la boya cuando ésta sea
extraída a tierra a un barco para tareas de mantenimiento, cambio,
etc.
Además, en la estructura de la jaula se disponen
tres líneas de cadena 30 de amarre a una línea de fondeo de la
boya para posicionarla en una ubicación fija.
Claims (16)
1. Boya solar de medida de la calidad del agua,
que comprende un módulo de control, un GPS (Sistema de
Posicionamiento Global), medios de comunicación y medios para medir
los parámetros que determinan la calidad del agua, todo ello para
enviar los valores de los parámetros medidos junto con los datos de
la ubicación de la boya a un centro de control; comprendiendo
además un indicador óptico de señalización de su posición; se
caracteriza porque comprende una carcasa de flotación (1) en
cuyo interior se aloja la electrónica de los medios de medida de la
calidad del agua, del módulo de control, de los medios de
comunicación, así como unos acumuladores que se recargan a través
de un regulador de potencia que está conectado a unas placas
solares (2) ubicadas en la parte exterior y superior de la carcasa
(1) para proporcionar la alimentación a todos los elementos
electrónicos de la boya; habiéndose previsto además que la carcasa
comprenda una base superior (3) y otra inferior (19), y que en cuyo
interior incluye unos conductos de agua (17, 18) que se comunican
con el exterior a través de sus paredes laterales y de su base
inferior (19), para permitir la circulación de agua; y en una de
cuyas conducciones se incluye un sensor de concentración de
hidrocarburos para la detección de distintos espesores de
hidrocarburo en superficie, estando la entrada de los conductos
cubierta por una rejilla extraíble (20) para impedir el paso de
elementos indeseados.
2. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicación 1, caracterizado porque en la base
superior (3) se incluye un mástil (4) que comprende al menos un
conector de acceso a los medios ubicados en el interior de la
carcasa para permitir su configuración y comprobación de su
funcionamiento; incluyéndose en el extremo superior del mástil un
soporte (9) en el que se incluyen las antenas del GPS y de los
medios de comunicación, así como el indicador óptico (11).
3. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicación 1, caracterizado porque dicha base
superior (3) de la carcasa (1) está cubierta de forma estanca por
un radomo transparente (5) de protección de las placas solares; en
cuyo interior además se incluye un primer tramo (4a) que constituye
el mástil (4), que además comprende un segundo tramo (4b), ubicado
superiormente al primero en la parte exterior y superior del radomo
(5); incluyendo el segundo tramo (4b) el al menos conector.
4. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicación 1, caracterizada porque el mástil (4)
está dotado de un interruptor de encendido-apagado
a la boya.
5. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicaciones 3 y 4, caracterizada porque los
extremos respectivos de los tramos superior (4b) e inferior (4a)
del mástil (4) están fijados al radomo (5) de forma estanca a
través del cual, y por el interior del primer (4a) y segundo (4b)
tramo del mástil (4), discurren los cables de conexión de las
antenas, conector indicador óptico e interruptor de
encendido-apagado.
6. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicación 1, caracterizada porque el indicador
óptico (11) comprende un tubo (12) en cuya parte superior incluye
cuatro indicadores ópticos (13) situados a 90°.
7. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicación 1, caracterizada porque las antenas
están constituidas por una antena dual (10) fijada de forma
estanca.
8. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicaciones 6 y 7, caracterizada porque la antena
dual (10) y el indicador óptico (11) están cubiertos por una
cúpula (14) estanca y transparente de protección.
9. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicación 3, caracterizada porque el segundo
tramo (4b) del mástil incluye una cruz de San Andrés (15).
10. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicación 1, caracterizada porque los conductos
están constituidos por tres conductos horizontales (17) situados en
la parte superior de la carcasa (1), que quedan a nivel del agua, y
que se unen a un tubo central (18) que desemboca en la base
inferior (19) de la carcasa (1) y que incluye el sensor de
hidrocarburos; comprendiendo además dicha base inferior tres
conducciones con tapas estancas (27) para instalación de los
sensores de detección de los parámetros determinantes de la calidad
del agua con respectivas conexiones de cableado de alimentación y
datos, para permitir el acceso a dichos sensores.
11. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicación 1, caracterizada porque la parte
superior de la carcasa (1) cuenta con un saliente perimetral
forrado por un elemento elástico (24) de protección de la boya
frente a golpes.
12. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicación 1, caracterizada porque comprenden
medios de enganche para manipular la boya.
13. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicación 1, caracterizada porque la parte
inferior de la boya está dotada de una estructura a modo de jaula
(28, 29) de apoyo de la boya, de colgado y fijación de equipos de
medición, y de protección de los sensores; estando dicha estructura
unida a cadenas (3) de amarre de una línea de fondeo.
14. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicación 1, caracterizada porque en la pared
externa de la boya incluye ánodos de zinc (26) para evitar la
formación de óxido en la boya.
15. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicación 1, caracterizada porque el interior de
la carcasa de la boya comprende diferentes compartimentos de los
distintos elementos incluidos en su interior, y entre dichos
compartimentos se ha previsto un relleno de espuma aislante (23)
que fija y aísla dichos elementos.
16. Boya solar de medida de la calidad del agua,
según reivindicaciones 3 ó 4, caracterizada porque el al
menos conector y el interruptor de encendido-apagado
están ubicados en sendas extensiones tubulares (6) que comprenden
una guía (7) en la que se retiene con posibilidad de desplazamiento
una tapa (8) para selectivamente fijarse la tapa (8) obturando el
extremo superior de las extensiones (6).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200301306A ES2221571B1 (es) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Boya solar de medida de la calidad del agua. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| ES200301306A ES2221571B1 (es) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Boya solar de medida de la calidad del agua. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2221571A1 true ES2221571A1 (es) | 2004-12-16 |
| ES2221571B1 ES2221571B1 (es) | 2006-02-16 |
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ID=34043260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200301306A Expired - Fee Related ES2221571B1 (es) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Boya solar de medida de la calidad del agua. |
Country Status (1)
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|---|---|
| ES (1) | ES2221571B1 (es) |
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