ES2266835T3 - Procedimiento e instalacion para la descontaminacion de cuellos de preformas. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para la descontaminación del cuello de preformas de material termoplástico, destinadas a la fabricación de recipientes por un proceso de soplado o de estirado-soplado, caracterizado porque, en la alimentación de las preformas, unas a continuación de otras, en una unidad de fabricación de los recipientes, las preformas atraviesan inicialmente una cámara situada más arriba, en la que se pulveriza un líquido de descontaminación de manera permanente, de forma que mantiene una atmósfera de niebla de dicho producto de descontaminación con la que se ponen en contacto los cuellos de las preformas, y después pasan en oposición a lámparas de radiación ultravioleta dispuestas de forma que irradien en su totalidad los cuellos de las preformas humedecidos por el producto de descontaminación, durante, como mínimo, un tiempo mínimo predeterminado, antes de llegar a un dispositivo de carga en una unidad de fabricación.

Description

Procedimiento e instalación para la descontaminación de cuellos de preformas.
La presente invención se encuentra, de manera general en el campo de la descontaminación (o reducción de la tasa de contaminación) de preformas de material termoplástico (especialmente PET) destinadas a la fabricación de recipientes, en especial botellas, frascos, etc.; por un proceso de soplado o de estirado-soplado y se refiere más específicamente a perfeccionamientos soportados en la etapa de descontaminación de los cuellos de estas preformas.
Para la fabricación de recipientes descontaminados de material termoplástico, es conocido descontaminar las preformas al inicio del proceso de fabricación de los recipientes, más que los recipientes terminados, al final de su proceso de fabricación, con la finalidad de reducir en especial la cantidad de producto de descontaminación utilizado (cuya cantidad es función de la superficie tratada).
A título de ejemplo, se conoce por el documento FR-A-2 766 121, un procedimiento y una instalación de descontaminación de preformas que consisten en humedecer los cuerpos de las preformas mojándolas en un baño de un producto de descontaminación tal como peróxido de hidrógeno, y después activar térmicamente este producto de descontaminación por calentamiento de la preforma (la activación del producto de descontaminación puede tener lugar, en especial, en el horno de calentamiento de las preformas en previsión de la etapa de soplado).
No obstante, una descontaminación eficaz de las preformas requiere que la totalidad de cada preforma sea descontaminada, es decir, no solamente su cuerpo sino también el cuello. No obstante, es sabido que las preformas son fabricadas por moldeo con el cuello conformado y dimensionado de manera definitiva, y es indispensable que los cuellos no estén sometidos a continuación a ninguna tensión térmica, puesto que, de lo contrario, se engendrarían deformaciones de los cuellos y se tendría riesgo de hacer imposible el taponado posterior de los recipientes llenos.
Esta es la razón por la que el procedimiento de descontaminación con activación térmica, expuesto en el documento antes citado, no se puede aplicar más que a los cuerpos de las preformas, y es igualmente la razón por la que, para descontaminar los cuellos, se utiliza otro proceso no término que, de forma clásica, es una descontaminación por rayos ultravioletas, que consiste en situar cada uno de los cuellos de preforma bajo una radiación de rayos ultravioleta que requiere un periodo de tiempo predeterminado. A estos efectos en una utilización concreta se reparten lámparas de radiación ultravioleta a un lado y otro de una guía inclinada sobre la que deslizan las preformas por gravedad desde una torre de alimentación hasta un dispositivo de sujeción y de carga en la instalación, estando determinada la duración de la exposición de los cuellos a la radiación ultravioleta por la velocidad de descenso de las preformas sobre la guía y la longitud de esta última.
No obstante, el nivel de descontaminación conseguido de este modo es relativamente reducido (por ejemplo, del orden de 1 a 1,5 log, es decir, una reducción por 10 a 30), por ejemplo, si bien puede ser suficiente para ciertas aplicaciones.
Por el contrario, para otras aplicaciones que requieren un nivel de descontaminación más elevado (por ejemplo, un mínimo de 3 log, es decir, una reducción por 1000), el proceso de descontaminación por radiación por rayos ultravioletas es insuficiente.
El documento EP 0 342 690 se refiere a una instalación que permite, especialmente, la esterilización en el paso de los recipientes en forma de envases, instalación en la que el líquido de esterilización atomizado es proyectado sobre los recipientes. No obstante, en esta instalación conocida, el líquido atomizado proyectado no es canalizado, de manera que se dispersa en el seno de la instalación, y cada recipiente es mojado solamente por la fracción de chorro que intercepta. En el caso en el que no se trataría de recipientes en forma de cubeta ampliamente abierta sino de recipientes con cuello estrecho tales como botellas, no se podría asegurar una humectación homogénea y suficiente simultáneamente de la cara externa y de la cara interna de los cuellos. Además, una instalación de este tipo exige una cantidad importante de líquido de esterilización, lo que se revela costoso.
El documento US 5 129 212 se refiere a una instalación de esterilización de recipientes, dotada de una cámara que sirve simultáneamente como lugar de inyección de un producto de esterilización y como lugar de aplicación de radiaciones ultravioletas. Esta instalación conocida presenta el inconveniente principal que, desde el momento de su proyección, el líquido de esterilización es sometido a la acción de los radios ultravioletas, y es por lo tanto un producto ya inicialmente desnaturalizado el que llega a los recipientes. Por lo tanto, es necesario, para obtener una esterilización eficaz, facilitar una cantidad aumentada de líquido, lo que se revela oneroso.
La invención tiene por finalidad por lo tanto perfeccionar el proceso de descontaminación de los cuellos de preformas, de manera que sea posible alcanzar un nivel de descontaminación superior al concedido por el único tratamiento por rayos ultravioleta, con la exigencia suplementaria adicional de no aumentar notablemente la complejidad y sobretodo las dimensiones del conjunto de la instalación de fabricación de los recipientes.
A estos efectos, según uno de sus primeros aspectos, la invención propone un procedimiento para la descontaminación del cuello de preformas de material termoplástico, destinadas a la fabricación de recipientes por un proceso de soplado o de estirado y soplado, caracterizado porque, en la alimentación de las preformas una después de otras en una unidad de fabricación de los recipientes, las preformas atraviesan inicialmente una cámara situada más arriba en la que un líquido de descontaminación es pulverizado de manera permanente, de forma que se crea una atmósfera de niebla de dicho producto de descontaminación, en contacto de la cual se ponen los cuellos de las preformas, y a continuación pasan por delante de lámparas de radiación ultravioleta dispuestas de manera que se irradia la totalidad de los cuellos de las preformas, humedecidos por el producto de descontaminación durante como mínimo un tiempo mínimo predeterminado antes de llegar a un dispositivo de carga en la unidad de fabricación.
De forma preferente, para asegurar la eficacia óptima del procedimiento, se mantiene una circulación de la niebla para facilitar la renovación de ésta.
En una forma de puesta en práctica, el producto de descontaminación es peróxido de hidrógeno H^{2}O^{2}, cuyo producto es conocido por su eficacia y por su coste relativamente moderado.
Gracias a las disposiciones de la invención, el hecho de que los cuellos de las preformas atraviesa una niebla de producto de descontaminación conduce a una humectación de los cuellos exteriormente, sobre la parte del reborde, y en parte interiormente, sin que sea necesario realizar una inyección de líquido en forma de chorros, o sin que sea necesario sumergir los cuellos en un baño de líquido de descontaminación, tal como ello se practica para el tratamiento de los cuerpos. Resulta de ello una humectación muy eficaz de los cuellos con utilización de una cantidad menor de líquido y con una menor complicación en cuanto a materiales.
Además, esta formación de niebla se sitúa más arriba de los conjuntos de lámparas de radiación ultravioleta, que permanecen en su lugar a lo largo de la trayectoria seguida por los cuellos de las preformas, de manera que las modificaciones estructurales a aportar a la instalación son mínimas y sobretodo preferentemente localizadas en los medios de desplazamiento de las preformas.
Finalmente, bajo la acción de radiaciones ultravioletas, el líquido de descontaminación depositado sobre los cuellos de las preformas es activado, y el proceso de descontaminación se consigue sin que resulte de ello prejuicio alguno para la conformación de los cuellos.
A título de ejemplo, utilizando una solución de peróxido de hidrógeno a 1%, la duración de exposición de los cuellos a la radiación ultravioleta debe ser típicamente de un mínimo de 8 segundos, lo que implica que la longitud y velocidad de desplazamiento de las preformas (siendo esta última función de la velocidad de funcionamiento del conjunto de la instalación) sean determinadas como consecuencia.
Según un segundo de estos aspectos, para la puesta en práctica del procedimiento mencionado, la invención propone una instalación para descontaminar de forma pasante los cuellos de las preformas suministradas, unas después de otras, a un dispositivo de carga, estando constituidas dichas preformas por un material termoplástico y estando destinadas a la fabricación de recipientes por soplado o estirado-soplado, siendo asociada estructuralmente dicha instalación de descontaminación, y asimismo funcionalmente, con una instalación de alimentación de las preformas que comprende medios de desplazamientos de las preformas a continuación unas de otras, comprendiendo dicha instalación de descontaminación lámparas de radiación ultravioleta, dispuestas de manera que la radiación ultravioleta irradia todos los cuellos de las preformas que se encuentran en desplazamiento, caracterizándose porque la instalación de descontaminación comprende además, dispuesta más arriba de las lámparas de radiación ultravioleta, una cámara atravesada por dichos medios de desplazamiento de las preformas de la instalación de alimentación, y en la que están previstos medios de pulverización de un producto de descontaminación apropiados para mantener una niebla de productos de descontaminación en dicha cámara.
De modo ventajoso, los medios de pulverización comprenden como mínimo dos toberas de pulverización dispuestas a un lado y otro de los desplazamientos de las preformas, con sus ejes respectivos dirigidos sensiblemente en dirección de los cuellos de las preformas en desplazamiento.
Para obtener un funcionamiento eficaz, se prevé además que se unan medios de aspiración a la cámara de manera que se cree dentro de ésta una corriente de circulación apropiada para impedir acumulaciones locales del producto en suspensión.
Según los medios de desplazamiento utilizados en el interior de la cámara puede ser necesaria completarlos con un órgano anti-levantamiento de la preformas, que permite, por otra parte, permitir el acceso a la niebla de producto descontaminante a la pared interior de los cuellos de las preformas. En una forma de realización preferente, este órgano puede ser una varilla que sobrepasa los cuellos de las preformas, en una dimensión transversal relativamente reducida con respecto al diámetro de los cuellos.
De este modo, la instalación según la invención se distingue por la presencia de la cámara de niebla en la cabeza de los medios de desplazamiento de las preformas, mientras que, más abajo, la disposición de medios de desplazamiento de las preformas con conjuntos de lámparas de radiación ultravioleta permanece sin cambio. Resulta de ello una disposición muy localizada de la instalación de alimentación de preformas que no comporta modificaciones ni en la parte de arriba (tolva y presentación de las preformas, una a una) ni en la parte de abajo (tratamiento por radiación ultravioleta y descarga en la instalación).
En una forma de realización preferente que corresponde a una disposición de este tipo de instalación, los medios de desplazamiento de las preformas comprenden una guía inclinada sobre la que deslizan las preformas por gravedad, unas después de otra, y en la que la cámara es atravesada por esta guía de deslizamiento.
La invención se comprenderá mejor por la lectura de la siguiente descripción detalla de una forma de realización preferente, que tiene únicamente carácter de ejemplo no limitativo. En esta descripción, se hace referencia a los dibujos, adjuntos en los cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática lateral del conjunto de una instalación de descontaminación de cuellos de preformas, combinada con una instalación de alimentación de las preformas, de acuerdo con la invención;
- la figura 2 es una vista lateral de una parte de la instalación de la figura 1; y
- la figura 3 es una vista en sección transversal, de la cámara de niebla incluida dentro de la parte de la instalación visible en la figura 2.
En la figura 1 se ha mostrado esquemáticamente una instalación (A) para la alimentación de preformas, que constituye la unidad de entrada de una instalación (B) de fabricación de recipientes de material termoplástico por soplado o estirado-soplado.
Una disposición clásica de la instalación de alimentación comprende principalmente una tolva (1), en la que se vierten a granel las preformas de material termoplástico tal como PET, de manera que en la base de la tolva, las preformas son retiradas una a una por un dispositivo ascensor (2), que las hace subir a un dispositivo (3) de presentación en posición correcta, unas después de otras, en posición vertical con el cuello en la parte de arriba.
A la salida del dispositivo de presentación (3), las preformas (4) pasan a una guía de deslizamiento inclinada (5) sobre la cual se desplazan por gravedad, unas después de otras. De manera clásica, la guía de deslizamiento (5) está constituida por dos carriles paralelos, separados entre sí. Las preformas reposan mediante un collarín externo situado en la base de su cuello, sobre la parte alta de dos carriles, mientras que el cuerpo es acoplado y guiado en un intervalo entre los carriles (ver la vista a mayor escala de la figura 3).
En el extremo inferior de la guía de deslizamiento (5), las preformas (4), que son presentadas, una a una, son recogidas individualmente por un dispositivo de retención que está constituido, en general, en forma de una rueda de carga (6). La rueda de carga (6) constituye, en la práctica, un órgano de entrada de la instalación (B) de fabricación de recipientes y, de manera típica, suministra las preformas a la entrada de un horno de calentamiento de las mismas (no mostrada).
Al tratarse, dentro del marco de la instalación a la que hace referencia específicamente la invención, de una instalación de descontaminación, la rueda de carga (6) suministra las preformas a una unidad de descontaminación de los cuellos de las preformas (no mostrada) que puede estar combinada, en especial, con el horno de carga de las preformas, tal como se ha indicado anteriormente.
Para la descontaminación de los cuellos únicamente de las preformas (los cuales no deben ser sometidos a ningún tratamiento térmico) se disponen conjuntos de lámparas (7) de radiación ultravioleta asociadas a la guía de deslizamiento (5). Estos conjuntos de lámparas (7) están dispuestos sobre los lados, a una parte y otra, de la guía de deslizamiento y por encima de la misma, de manera que los cuellos de las preformas son irradiados en su totalidad (exteriormente, interiormente y en el borde superior) por la radiación ultravioleta. Para proteger las preformas tratadas de este modo, las guías de deslizamiento (5) y los conjuntos de lámparas (7) de radiación ultravioleta son encerradas dentro de una envolvente (8) en forma de túnel que se une a la envolvente (9) de la instalación (B), pudiendo ser puesta la instalación de manera ventajosa a una determinada sobrepresión.
Dado que la descontaminación de los cuellos de las preformas, por la única acción de la radiación ultravioleta, conduce solamente a un nivel limitado de descontaminación (de manera típica de 1 a 1,5 log, una descontaminación de mayor nivel (por ejemplo, de manera típica, 3 logl) no puede ser sometida más que sometiendo los cuellos de las preformas a la acción de un producto descontaminante tal como peróxido de hidrógeno. Para evitar tener que humedecer los cuellos de las preformas en un baño de producto o proyectar chorros de líquidos sobre los cuellos de las preformas, (procesos que conducirían a instalaciones complejas, voluminosas y costosas), la invención prevé la utilización de una niebla de producto descontaminante a través de la cual pasan los cuellos de las preformas. Una vez humedecido, los cuellos pasan a recibir la acción de rayos ultravioletas que activan el producto descontaminante y conducen al nivel requerido de descontaminación de los cuellos.
Para proceder de este modo, se completa la instalación descrita anteriormente con ayuda de los siguientes medios.
Entre el dispositivo (3) de presentación correcta de las preformas, en la entrada superior de la guía de deslizamiento (5) y los conjuntos de lámparas (7), de radiación de rayos ultravioletas y, por lo tanto, más arriba de dichos conjuntos de lámparas (7), se dispone una cámara cerrada (10) de todas maneras, de forma que puede ser atravesada por la guía de deslizamiento (5) y dejando un paso libre para las preformas (4). En la cámara (10) se mantiene una niebla de producto de descontaminación, tal como peróxido de hidrógeno, de manera que humidifique los cuellos de las preformas (4) en su cara exterior, en el borde y en parte de su cara interior.
Gracias a esta disposición, las preformas (4), a medida que descienden sobre la guía de deslizamiento (5), atraviesan la cámara (10) de niebla en las que su cuello es humedecido por el producto descontaminante y, a continuación, más abajo de esta cámara (10), pasan entre los conjuntos de lámparas (7) de radiación ultravioleta, en las que la radiación ultravioleta activa el producto descontaminante. La duración del recorrido de los cuellos de las preformas, bajo la radiación ultravioleta, es determinada para que sea suficientemente larga para conducir a una descontaminación eficaz de los cuellos de las preformas (por ejemplo, duración del orden de 8 segundos con peróxido de hidrógeno a 1% a temperatura ambiente).
La disposición específica de la cámara (10) se ha mostrado de manera detallada y a mayor escala en la figura 2, que es una vista lateral análoga a la de la figura 1, y en la figura 3, que es una vista en sección transversal según la línea (III-III) de la figura 2. En estas figuras 2 y 3 se han indicado las mismas referencias numéricas que en la figura 1 para designar los mismos órganos o partes funcionales. En la figura 2, la envolvente de protección (8) ha sido levantada para hacer la figura mejor visible. En la parte superior de la guía de deslizamiento (5), que se encuentra en disposición de curva en la forma de realización representada, se observan las dos carreras (5a) sobre los que reposan las preformas (4), visibles en la figura 3, por su collarín, con su cuello (4a) sobrepasando la guía de deslizamiento (5) y su cuerpo (4b), acoplado en el intervalo (5b) definido entre los dos carriles
(5a).
La cámara (10) está constituida, por ejemplo, en chapa y rodea en su parte inferior la guía de deslizamiento (5). Sus dos caras extremas están cortadas para presentar dos aberturas (11) correspondientes, conformadas de manera precisa para dar paso libre a las preformas. Eventualmente, unas trampillas móviles pueden ser previstas para obturar partes de estas aberturas (11), cuando las preformas son de dimensiones reducidas, (por ejemplo, la laca -12- prevista, en este caso, que se ha mostrado en la figura 3, de preformas de cuerpo corto).
La cámara (10) puede ser constituida por montaje de diferentes elementos móviles (tapa -13a-, fondo -13b-), solidarizados en estructura principal (13c), con la finalidad de facilitar el mantenimiento.
Medios de pulverización fina (14) del producto descontaminante están asociados a la cámara (10), de manera que se mantiene en ésta una niebla de producto descontaminante. Estos medios (14) pueden ser, preferentemente, dobles y pueden estar dispuestos a un lado y otro de la guía de deslizamiento (5), tal como se ha mostrado en la figura 3. Cada uno de estos pulverizadores comprende una tobera (15) de pulverización fina, montada en la pared de fondo de un cuerpo cilíndrico (16), acoplado a través de una abertura practicada en la pared de la estructura principal (13c) de la cámara (10), y fijado a ésta por medios de fijación (17). La tobera (15) está unida a una fuente de producto descontaminante a presión, mediante uno o varios conductos (18).
Los dos pulverizadores (14) están dispuestos a un lado y otro, y por encima de la guía de deslizamiento (5), de manera sensiblemente simétrica, con los ejes (19) respectivos de las toberas (15) que son sensiblemente coplanarios y dirigidos sensiblemente sobre los cuellos (4a) de las preformas (4).
Gracias a estas disposiciones, se constituye una estructura simple, cuyas piezas o partes componentes son fáciles de desmontar y/o acceso fácil. Interiormente, la cámara (10) sólo presenta pocos relieves y pocos rincones (en particular, el fondo -13b- puede adoptar la forma de un semicilindro), de manera que se reducen las posibilidades de depósito de producto o de acumulación de niebla de producto.
Para mejorar todavía adicionalmente la eficacia de la renovación de la niebla y de una humectación rápida y homogénea de los cuellos (4a) de las preformas, se prevé dotar a la cámara (10) de un dispositivo de aspiración (20) (figura 2) constituido, por ejemplo, por una abertura practicada en la pared de la estructura principal (13c) de la cámara, a la que está unido un conducto (21) conectado, por ejemplo, a un aspirador (no visible). Simultáneamente, una de las paredes de la cámara puede ser perforada (tal como se ha mostrado en -22-, en la figura 3) para favorecer la circulación en el interior de la cámara.
Se observará igualmente que, para no dificultar el paso de la niebla de producto descontaminante hacia la pared interior de los cuellos de las preformas, se prevé, por encima de la guía de deslizamiento y por encima de los cuellos (4a) de las preformas, un órgano anti-levantamiento (que se opone al levantamiento accidental de una preforma, hacia fuera de la guía de deslizamiento -5-), adoptando forma de un ladrillo (23) de sección trasversal relativamente reducida con respecto diámetro de los cuellos (4a), y que no adopta la forma de una banda plana relativamente ancha, tal como es el caso de la guía de deslizamiento (ver, por ejemplo, la banda -24- más arriba de la cámara -10- de la figura 2).
Se debe comprender que la longitud de la cámara (10), así como el número y disposición de los medios pulverizadores (14), se pueden adaptar en función de las condiciones generales de funcionamiento del conjunto de la instalación de fabricación de los recipientes y, en especial, en función de la velocidad de desplazamiento de las preformas sobre la guía de deslizamiento (5).

Claims (8)

1. Procedimiento para la descontaminación del cuello de preformas de material termoplástico, destinadas a la fabricación de recipientes por un proceso de soplado o de estirado-soplado,
caracterizado porque, en la alimentación de las preformas, unas a continuación de otras, en una unidad de fabricación de los recipientes, las preformas atraviesan inicialmente una cámara situada más arriba, en la que se pulveriza un líquido de descontaminación de manera permanente, de forma que mantiene una atmósfera de niebla de dicho producto de descontaminación con la que se ponen en contacto los cuellos de las preformas, y después pasan en oposición a lámparas de radiación ultravioleta dispuestas de forma que irradien en su totalidad los cuellos de las preformas humedecidos por el producto de descontaminación, durante, como mínimo, un tiempo mínimo predeterminado, antes de llegar a un dispositivo de carga en una unidad de fabricación.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque se mantiene una circulación de niebla para facilitar la renovación de ésta.
3. Procedimiento, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el producto de descontaminación es peróxido de hidrógeno H_{2}O_{2}.
4. Instalación para descontaminar los cuellos (4a) de preformas (4) en su desplazamiento, dispuestos unos a continuación de otros, en un dispositivo de carga (6), estando constituidas dichas preformas (4) por un material termoplástico y estando destinadas a la fabricación de recipientes por soplado o estirado-soplado, estando asociada dicha instalación de descontaminación estructuralmente y funcionalmente con una instalación (A) de alimentación de las preformas, que comprende medios de desplazamiento de las preformas (4), unas a continuación de otras,
comprendiendo dicha instalación de descontaminación lámparas de radiación ultravioleta (7) dispuestas de manera que la radiación ultravioleta irradie totalmente los cuellos (4a) de las preformas (4) en
desplazamiento,
caracterizada porque la instalación de descontaminación comprende además, dispuesta más arriba de las lámparas (7) de radiación ultravioleta, una cámara (10) atravesada por dichos medios de desplazamiento de las preformas de la instalación de alimentación (A) y, en la que se han previsto medios (14) de pulverización de un producto de descontaminación apropiadas para mantener una niebla de producto de descontaminación en dicha cámara.
5. Instalación, según la reivindicación 4, caracterizada porque los medios (14) de pulverización comprenden, como mínimo, dos toberas (15) de pulverización dispuestas a un lado y otro de los medios de desplazamiento de las preformas y por encima de éstas, con sus ejes respectivos (19) dirigidos sensiblemente en la dirección de los cuellos (4a) de las preformas (4) en desplazamiento.
6. Instalación, según la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque, los medios de aspiración (20) están unidos a la cámara (10), de manera que se crea en ésta una corriente de circulación apropiada para impedir acumulaciones locales de producto en suspen-
sión.
7. Instalación, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada porque, en el interior de la cámara (10), los medios de desplazamiento de las preformas están sobrepasados, por encima de los cuellos (4a) de las preformas, por una varilla (23) de dimensión relativamente reducida trasversal, con respecto al diámetro de los cuellos, constituyendo en dicha varilla un órgano que impide el levantamiento de las preformas, permitiendo el acceso a la niebla de producto descontaminante a la pared interior de los cuellos de las preformas.
8. Instalación, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizada porque los medios de desplazamiento de las preformas comprenden una guía de deslizamiento (5) inclinada, sobre la que deslizan las preformas (4) por gravedad, una después de otras, y porque la cámara (10) es atravesada por dicha guía de deslizamiento (5).
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