ES2291052B1 - INSTALLATION FOR HYDROPONIC CULTURE. - Google Patents
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Abstract
Instalación para cultivo hidropónico. Partiendo de la utilización de canalizaciones múltiples (1) que actúan como soporte físico para las plantas y como medio de suministro a las mismas de una solución nutriente, que se aporta mediante tuberías de polietileno que acceden a cada canalización (1) desaguando la misma en puntos uniformemente distribuidos a lo largo de ella, cada canalización (1) cuenta con soportes (9) de fijación a una barra longitudinal (10), de manera que las barras (10) pertenecientes a un grupo de canalizaciones múltiples (1) se asocian, debidamente distanciadas, a los eslabones de al menos una pareja de cadenas (13) montadas sobre un juego de piñones o coronas dentadas (14) que, debidamente motorizado, permite que las canalizaciones (1) adopten diferentes posiciones en altura en el seno de la instalación, para distanciar canalizaciones superpuestas en una magnitud acorde con el tamaño de diferentes plantas a cultivar, para que secuencialmente todas las canalizaciones (1)puedan adoptar una posición superior de mayor iluminación, y para que todas las canalizaciones (1) puedan adoptar la altura adecuada para facilitar la recolección de los frutos, en el momento oportuno.Installation for hydroponic cultivation. Starting from the use of multiple pipes (1) that act as physical support for the plants and as a means of supplying them with a nutrient solution, which is provided through polyethylene pipes that access each pipeline (1) by draining it into uniformly distributed points along it, each pipe (1) has supports (9) for fixing to a longitudinal bar (10), so that the bars (10) belonging to a group of multiple pipes (1) are associated , properly spaced, to the links of at least one pair of chains (13) mounted on a set of cogwheels or toothed crowns (14) that, duly motorized, allows the pipes (1) to adopt different positions in height within the installation, to distance overlapping pipes in a magnitude according to the size of different plants to be cultivated, so that sequentially all the pipes (1) can adopt a po superior position of greater illumination, and so that all the pipes (1) can adopt the suitable height to facilitate the collection of the fruits, in the opportune moment.
Description
Instalación para cultivo hidropónico.Installation for hydroponic cultivation.
La presente invención se refiere a una instalación para cultivo hidropónico; es decir, para cultivo sin tierra ni sustrato, en el que las plantas se sitúan sobre un soporte físico apropiado para su enraizamiento, exclusivamente con funciones de medio de soporte, mientras que la alimentación de dichas plantas se lleva a cabo mediante una disolución acuosa portadora de los nutrientes adecuados, en un circuito cerrado.The present invention relates to a installation for hydroponic cultivation; that is, for cultivation without soil or substrate, in which the plants are placed on a appropriate physical support for rooting, exclusively with support media functions while feeding said plants is carried out by an aqueous solution carrier of adequate nutrients, in a closed circuit.
El objeto de la invención es conseguir una instalación con unas prestaciones óptimas tanto desde el punto de vista de aportación de nutrientes y de aportación lumínica, como desde el punto de vista de aprovechamiento del espacio disponible y facilidad de acceso a las plantas, cualquiera que sea el momento de su desarrollo, especialmente en la fase de producción de sus frutos.The object of the invention is to achieve a installation with optimal performance both from the point of view of nutrient contribution and light contribution, such as from the point of view of using the available space and ease of access to plants, whatever the time of its development, especially in the production phase of its fruits.
Tal como acaba de decirse, la esencialidad del sistema hidropónico de cultivo consiste en establecer un soporte físico, preferentemente inerte, para sustentación física de las plantas a cultivar, haciendo circular por la zona en la que se ubican las raíces de las mismas una disolución nutritiva acuosa que incorpora aquellos componentes necesarios para el desarrollo adecuado de las plantas especificas de que se trate.As just said, the essentiality of hydroponic culture system consists of establishing a support physical, preferably inert, for physical support of plants to be cultivated, circulating in the area where they locate their roots an aqueous nutritive solution that incorporates those components necessary for development adequate of the specific plants in question.
Este líquido nutriente se hace circular en circuito cerrado, aportando al mismo los nutrientes necesarios, a medida que estos van siendo consumidos por las plantas.This nutrient liquid is circulated in closed circuit, providing the necessary nutrients, to As these are consumed by plants.
En este sentido cabe citar la patente de invención española con número de publicación ES 2 034 837, en la que el soporte físico para las plantas consiste en un elemento tubular de plástico, que actúa además como medio de canalización para la solución nutriente, que incorpora sobre su generatriz superior imaginaria una alineación de orificios para implantación de las respectivas plantas, y que queda suspendido por esta misma zona mediante un cable o similar, establecido entre soportes extremos, aportándose la solución nutriente por los propios orificios en los que se alojan las plantas y actuando el elemento tubular como canalización hacia un depósito situado en uno de los extremos de la misma y desde el que se realiza el reciclado de la solución con la colaboración de una bomba de circulación o similar.In this regard, the patent of Spanish invention with publication number ES 2 034 837, in the that the physical support for plants consists of an element plastic tubular, which also acts as a conduit for the nutrient solution, which incorporates on its generatrix imaginary superior an alignment of holes for implantation of the respective plants, and that is suspended by this same area by a cable or similar, established between end brackets, providing the nutrient solution through the holes in the that plants are housed and the tubular element acting as channeling to a reservoir located at one end of the same and from which the solution is recycled with the collaboration of a circulation pump or similar.
En el modelo de utilidad español con número de solicitud U 9301466 se describe un equipo portátil para el cultivo de plantas, que basado en la misma filosofía funcional de la patente de invención anterior incorpora además goteros para alimentación dosificada de la solución nutriente, así como un elemento calefactor y un sistema de iluminación, para mejorar las condiciones de cultivo.In the Spanish utility model with number of Application U 9301466 describes a portable equipment for cultivation of plants, which based on the same functional philosophy of the prior invention patent also incorporates drippers for dosed feed of the nutrient solution, as well as a heating element and a lighting system, to improve the growing conditions
En la patente de invención española con número de solicitud ES 2 125 803 se describe a su vez un sistema de cultivo hidropónico en el que, en lugar de un elemento tubular se utilizan varias láminas de configuración en "V", que determinan respectivas canalizaciones incluidas unas en el seno de las otras, de manera que todas las canalizaciones intermedias cuentan con orificios en su fondo a través de los que la solución nutriente va pasando de una a otra, con una trayectoria en cascada, actuando la canalización inferior como medio de recogida hacia el correspondiente depósito colector, de manera que todas las láminas intermedias actúan como medios de enraizamiento para las plantas, que mejoran la estabilidad física de las mismas, a la vez que la lámina superior, con tendencia a la horizontal, es atravesada por sus tallos, quedando este conjunto suspendido de un soporte apropiado.In the Spanish invention patent with number of application ES 2 125 803 in turn describes a system of hydroponic culture in which, instead of a tubular element it they use several "V" configuration sheets, which determine respective pipes including ones within the others, so that all intermediate pipes they have holes in their bottom through which the solution nutrient goes from one to another, with a cascading trajectory, acting the lower channel as a means of collection to the corresponding collector tank, so that all sheets intermediates act as rooting means for plants, that improve their physical stability, as well as the upper sheet, with a tendency to horizontal, is crossed by its stems, leaving this set suspended from a support appropriate.
En el certificado de adición a la patente anteriormente citada, con número de publicación 2 142 254 se prevé además que los citados orificios de enraizamiento y caída del agua en cascada estén sobreelevados con respecto al fondo de las correspondiente láminas, para elevar los puntos o zonas de rebose y mantener una mayor cantidad de solución nutriente en el seno de cada canalización.In the certificate of addition to the patent previously cited, with publication number 2 142 254 is expected in addition to the aforementioned rooting and water drop holes cascade are raised with respect to the bottom of the corresponding sheets, to raise the overflow points or areas and maintain a greater amount of nutrient solution within each canalization.
Todas estas soluciones presentan sin embargo una problemática que se centra en los siguientes aspectos:All these solutions however have a problematic that focuses on the following aspects:
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- Los goteros para suministro de la solución nutriente sufren permanentes atascos, lo que obliga a un mantenimiento constante y costoso.The drippers for supply of the nutrient solution suffer permanent traffic jams, which requires constant maintenance and expensive.
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- Al ser fijos los soportes para las canalizaciones múltiples, y consecuentemente fijas también estas últimas, su montaje resulta específico para cada tipo concreto de planta, en función del porte o altura máxima a alcanzar por la misma, de manera que si se desea un aprovechamiento óptimo del espacio disponible, es necesario efectuar cambios en el montaje de dichas canalizaciones cada vez que se cambia de tipo de planta, lo que supone una considerable y costosa participación de mano de obra.To be fixed supports for multiple pipes, and consequently fixed also the latter, its assembly is specific for each specific type of plant, depending on the size or maximum height to be reached by it, so that if desired Optimum use of available space, it is necessary make changes to the assembly of said pipes each time which changes the type of plant, which is a considerable and expensive labor participation.
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- Además, las canalizaciones que se sitúan a nivel inferior están siempre sometidas a una menor intensidad lumínica que las del nivel superior por la propia "sombra" que generan estas últimas.In addition, the pipes that are located at a lower level they are always subject to a lower intensity light than the upper level by the "shadow" itself that They generate the latter.
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- Por otro lado el nivel en altura de dichas canalizaciones múltiples hace que resulte dificultosa la recolección en algunas de ellas, específicamente en las que ocupan los niveles más altos.By on the other hand the height level of said multiple pipes makes it difficult to collect in some of them, specifically where they occupy the highest levels.
La instalación para cultivo hidropónico que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en los diferentes aspectos comentados.The hydroponic installation that the proposed invention resolves in a fully satisfactory way the problematic previously exposed, in the different aspects commented.
Para ello, de forma más concreta, a partir de la utilización de canalizaciones múltiples como las anteriormente citadas y de acuerdo con una de las características de la invención, se ha previsto utilizar como medio de aportación de la solución nutriente tuberías de polietileno flexible, de pequeño diámetro, comprendido entre 2 y 12 mm, que descargan directamente sobre dichas canalizaciones múltiples, en ausencia de goteros, utilizando una pluralidad de tubos para cada canalización, en número variable en función de la longitud total de esta última, y en orden a poder alcanzar extensiones del orden de 100 m lineales o más.To do this, more specifically, from the use of multiple pipes as before cited and in accordance with one of the characteristics of the invention, it is planned to use as a means of providing the nutrient solution flexible polyethylene pipes, small diameter, between 2 and 12 mm, which discharge directly on said multiple pipes, in the absence of drippers, using a plurality of tubes for each pipe, in variable number depending on the total length of the latter, and in order to reach extensions of the order of 100 linear meters or plus.
La descarga directa de estas tuberías de polietileno, en ausencia de goteros, permite aportar, conjuntamente con los nutrientes, gases tales como CO_{2} con los que se consigue una solución ácida que contribuye a mejorar la absorción de nutrientes por la planta. En este sentido también pueden utilizarse para la aportación de otros gases que pueden actuar como desinfectantes.Direct discharge of these pipes from polyethylene, in the absence of drippers, allows to contribute, together with nutrients, gases such as CO2 with which get an acid solution that helps improve absorption of nutrients by the plant. In this sense they can also be used for the contribution of other gases that can act as disinfectants
Por otro lado, la incorporación de CO_{2} a los fertilizantes hace que la solución sea mucho más soluble, con lo que se evitan las incrustaciones por efecto de la cal.On the other hand, the incorporation of CO2 to Fertilizers make the solution much more soluble, with which prevents scale due to lime.
De acuerdo con otra de las características de la invención se ha previsto que cada una de las canalizaciones múltiples esté soportada por una barra dotada en sus extremos de medios de fijación articulada a sendas cadenas, de manera que estableciendo para tales cadenas una trayectoria adecuada, con la colaboración de piñones o coronas dentadas en correspondencia, se consigue una movilización tanto en sentido vertical como en sentido transversal para las diferentes canalizaciones múltiples asociadas a una pareja de cadenas, que permiten variar su posicionamiento en altura, en orden a distanciar entre sí en mayor o menor medida dichas canalizaciones, y a que estas puedan adoptar cualquier posicionamiento en altura en el seno del invernadero, de forma que el distanciamiento mutuo y variable permite su adecuación a plantas de diferente porte, mientras que su desplazamiento vertical permite que secuencialmente las plantas se sitúen en las zonas de máxima y mínima iluminación, pasando por las correspondientes posiciones intermedias.According to another of the characteristics of the invention is provided that each of the pipes multiple be supported by a bar equipped at its ends fixing means articulated to each chain, so that establishing an adequate trajectory for such chains, with the collaboration of cogwheels or toothed crowns in correspondence, it get a mobilization both vertically and in the direction cross section for the different multiple channeling associated to a pair of chains, which allow you to vary your positioning in height, in order to distance each other to a greater or lesser extent these channels, and to which these can adopt any height positioning within the greenhouse, so that the mutual and variable distancing allows its adaptation to plants of different sizes, while its vertical displacement allows that sequentially the plants are located in the zones of maximum and minimum lighting, passing through the corresponding positions intermediate.
Esta movilidad también facilita la recolección de los frutos, ya que todas y cada una de las canalizaciones múltiples pueden situarse en un determinado momento a la altura más idónea para su recogida manual.This mobility also facilitates the collection of the fruits, since each and every one of the pipes multiple can be placed at a certain time at the height more Ideal for manual collection.
Finalmente y de acuerdo con otra de las características de la invención, se ha previsto que las canalizaciones múltiples presenten en su superficie externa franjas adhesivas de colores predeterminados como por ejemplo franjas amarillas para la mosca blanca, franjas azules para los trips, etc, de manera que cada una de ellas atrae selectivamente a los insectos que quedan adheridos a la misma, sin efectos nocivos para el cultivo.Finally and according to another of the characteristics of the invention, it is provided that the multiple pipes have strips on their outer surface default color stickers such as stripes yellow for whitefly, blue stripes for thrips, etc, so that each one selectively attracts insects that remain attached to it, without harmful effects to the culture.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical realization of it, is accompanied as part member of that description, a set of drawings where with illustrative and non-limiting nature, what has been represented next:
La figura 1 muestra una representación esquemática en alzado lateral y en sección longitudinal de una canalización múltiple participante en una instalación para cultivo hidropónico realizada de acuerdo con el objeto de la presente invención.Figure 1 shows a representation schematic side elevation and longitudinal section of a multiple pipeline participant in a crop facility hydroponic performed in accordance with the purpose of this invention.
La figura 2 muestra, según una representación esquemática en sección transversal, un conjunto de cuatro canalizaciones múltiples y móviles debidamente acopladas en un sistema motriz.Figure 2 shows, according to a representation schematic in cross section, a set of four multiple and mobile pipelines properly coupled in a drive system.
La figura 3 muestra, finalmente, un detalle parcial en alzado lateral de una canalización múltiple similar a la figura 1, en la que se observa la disposición de las bandas adhesivas para los insectos.Figure 3 shows, finally, a detail partial elevation in side elevation of a multiple pipe similar to the Figure 1, which shows the arrangement of the bands Adhesives for insects.
A la vista de las figuras reseñadas y en especial de la figura 1, puede observarse como en la instalación que la invención propone participa una canalización múltiple (1), a base de láminas de plástico que forman varios diedros superpuestos, concretamente una lámina superior (2) provista de tantos orificios (3) como plantas han de ubicarse en alineación longitudinal sobre dicha canalización (1), bajo ella otra lámina (4), de máxima angulación, suficientemente distanciada de la primera y a su vez provista de orificios (5) de comunicación con la canalización inmediatamente inferior, definida por otra lámina (6), provista igualmente en su fondo de orificios (7) y finalmente una lámina envolvente (8) herméticamente cerrada, uniéndose estas láminas (2-4-6-8) a nivel de sus embocaduras, de donde quedan suspendidas, con la colaboración de tirantes (9) o por cualquier otro medio apropiado, de una barra de sustentación (10), de adecuada rigidez, generando en su conjunto un perfil como el mostrado en a la figura 2.In view of the figures outlined and in special figure 1, can be seen as in the installation that the invention proposes participates a multiple channeling (1), to base of plastic sheets that form several superimposed dihedrals, specifically a top sheet (2) provided with so many holes (3) how plants should be placed in longitudinal alignment on said channeling (1), under it another sheet (4), of maximum angulation, sufficiently distanced from the first and in turn provided with holes (5) for communication with the pipeline immediately lower, defined by another sheet (6), provided also in its bottom of holes (7) and finally a sheet tightly enclosed envelope (8), joining these sheets (2-4-6-8) at the level of its mouths, where they are suspended, with the collaboration of braces (9) or by any other appropriate means, of a bar of support (10), of adequate rigidity, generating as a whole a profile like the one shown in figure 2.
La alimentación de nutrientes se lleva a cabo a través de una pluralidad de tuberías de polietileno (11) establecidas entre la lámina superior (2) y la lámina (4) inmediatamente inferior a aquella, presentando dichas tuberías (11) diferentes longitudes, al objeto de distribuir convenientemente la solución nutriente a todo lo largo de la canalización múltiple (1) que, como anteriormente se ha dicho, puede alcanzar los 100 m lineales.Nutrient feeding is carried out at through a plurality of polyethylene pipes (11) established between the top sheet (2) and the sheet (4) immediately inferior to that, presenting said pipes (11) different lengths, in order to conveniently distribute the nutrient solution throughout multiple channeling (1) which, as previously stated, can reach 100 m linear
Los orificios (5) y (7) determinan una caída en cascada de la solución nutriente, que baña así todas las raíces de las plantas alojadas en los orificios (3) de la lámina superior (2), raíces que llegan a alcanzar la lámina envolvente (8) pasando a través de los orificios (5), para un adecuado enraizamiento o fijación mecánica de tales plantas.The holes (5) and (7) determine a drop in cascade of the nutrient solution, which bathes all the roots of the plants housed in the holes (3) of the top sheet (2), roots that reach the envelope sheet (8) passing through the holes (5), for proper rooting or mechanical fixation of such plants.
Inmediatamente antes de cada orificio (5-7) puede establecerse una pequeña protuberancia (12) que actúe como medio de retención para la solución nutriente, aumentando el nivel de dicha solución en el seno de cada canalización y permitiendo, especialmente, que se mantenga una solución residual sobre tales canalizaciones ante el supuesto de un corte en el suministro de energía eléctrica que haga inoperante el sistema de bombeo de la instalación y, en consecuencia, que interrumpa el circuito cerrado de alimentación de tales nutrientes.Immediately before each hole (5-7) a small bump can be established (12) that acts as a means of retention for the nutrient solution, increasing the level of said solution within each channeling and especially allowing a residual solution on such pipes in the event of a cut in the power supply that makes the pumping system of the installation and, consequently, that interrupt the closed power circuit of such nutrients.
Las barras (10) correspondientes a varias canalizaciones múltiples (1) se insertan en al menos una pareja de cadenas (13), por las que dichas barras (10) son arrastradas, estando tales cadenas (13) montadas sobre coronas dentadas o piñones (14), de los que al menos uno de ellos será motriz, determinando todos estos piñones o coronas (14) una trayectoria preestablecida para las cadenas (13) y, en consecuencia, para las canalizaciones múltiples (1), como por ejemplo la trayectoria rectangular mostrada en la figura 2, una trayectoria rómbica, etc, de manera que en cualquier caso estas cadenas permiten un cambio de posición relativa para las canalizaciones múltiples (1), en orden a variar su distanciamiento en consonancia con diferentes tipos de plantas, en orden a variar su posicionamiento en altura para que secuencialmente todas ellas ocupen la zona superior de máxima iluminación, y para que todas ellas se sitúen a la altura adecuada en el momento de la recolección, para facilitar esta última.The bars (10) corresponding to several Multiple pipes (1) are inserted into at least one pair of chains (13), by which said bars (10) are dragged, such chains (13) being mounted on toothed crowns or pine nuts (14), of which at least one of them will be motive, determining all these pinions or crowns (14) a trajectory preset for chains (13) and, consequently, for multiple pipes (1), such as the trajectory rectangular shown in figure 2, a rhombic path, etc, so that in any case these chains allow a change of relative position for multiple pipes (1), in order to vary your distance in line with different types of plants, in order to vary their height positioning so that sequentially all of them occupy the upper zone of maximum lighting, and so that all of them are at the right height at the time of collection, to facilitate the latter.
Dado que las tuberías de polietileno (11) para alimentación de la solución nutriente son fijas en una parte de su trayectoria y móviles en otra, concretamente la alojada en el interior de las canalizaciones múltiples (1), se ha previsto que el movimiento de las cadenas (13), y consecuentemente dichas canalizaciones múltiples (1) esté limitado a un giro completo de 360°, a partir del cual el movimiento invierte su sentido, de manera que estableciendo un tramo de longitud adecuada entre canalizaciones múltiples y parte fija de las tuberías de polietileno, éstas pueden retorcerse sin problema alguno en la misma magnitud de 360°, en uno u otro sentido, sin daño para las mismas y con una óptima funcionalidad para la instalación.Since the polyethylene pipes (11) for nourishment of the nutrient solution are fixed in a part of your trajectory and mobiles in another, specifically the one housed in the inside the multiple pipes (1), it is planned that the movement of the chains (13), and consequently said Multiple channeling (1) is limited to a full turn of 360 °, from which the movement reverses its meaning, of so that establishing a stretch of adequate length between multiple pipes and fixed part of the pipes polyethylene, these can be twisted without any problem in it magnitude of 360 °, in one way or another, without damage to them and with optimal functionality for installation.
Volviendo nuevamente a las canalizaciones múltiples (1) y tal como muestra la figura 3, estas están dotadas de tiras o franjas adhesivas (15-15') que recorren longitudinalmente la cara externa de la lámina exterior (8), con un cromatismo apropiado para atraer a diferentes tipos de insectos, de manera que, por ejemplo, las franjas (15), de color amarillo, atraen a la mosca blanca, mientras que las franjas (15'), de color azul, atraen a los trips, quedando tales insectos adheridos a tales franjas (15-15'), evitando así que accedan al cultivo y puedan dañarlo. Se ha previsto también que en puntos estratégicamente ubicados sobre estas franjas (15-15'), se establezcan plantillas (16) para el conteo de insectos atrapados.Going back to the pipes multiple (1) and as shown in figure 3, these are equipped of strips or adhesive strips (15-15 ') that run longitudinally the outer face of the outer sheet (8), with a appropriate chromatism to attract different types of insects, from so that, for example, the stripes (15), of yellow color, attract whitefly, while stripes (15 '), colored blue, attract thrips, leaving such insects attached to such strips (15-15 '), thus preventing them from accessing the cultivation and can damage it. It is also planned that in points strategically located on these strips (15-15 '), templates (16) are established for the Trapped insect count.
Por lo demás las canalizaciones múltiples (1) desaguarán sobre el correspondiente colector, con un sistema de torsión similar al anteriormente citado, en éste se establecerá una bomba de recirculación para reenvío de la solución nutriente a dichas canalizaciones múltiples, y en el citado depósito se establecerán sensores o analizadores de las diferentes sustancias nutritivas que participan en la solución, de manera que envíen información a un microprocesador o similar, el cual actuará a su vez sobre medios dosificadores que repongan en la solución aquellos nutrientes que sean necesarios. De análoga manera y como también es convencional, la instalación podrá estar dotada de medios de iluminación artificial que mejoren las condiciones de desarrollo de las plantas, especialmente aquellas que ocupan niveles inferiores y de mayor "sombra".Otherwise multiple pipelines (1) drain over the corresponding collector, with a system of torsion similar to the aforementioned, in this one a recirculation pump for resending the nutrient solution to said multiple pipes, and in the aforementioned deposit establish sensors or analyzers of the different substances nutrients that participate in the solution, so that they send information to a microprocessor or similar, which will act at your time on dosing media that replenish those nutrients that are necessary. In an analogous way and as it is also conventional, the installation may be equipped with artificial lighting that improve the development conditions of plants, especially those that occupy lower levels and of greater "shadow".
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