ES2323647T3 - Sillin con memoria de forma para vehiculos accionados con pedales y procedimiento para fabricar dicho sillin. - Google Patents
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Abstract
Sillín con memoria de forma para vehículos accionados con pedales, que comprende un bastidor de soporte sustancialmente rígido o semirrígido (2), una almohadilla elástica (3) fijada a la cara superior (S) de dicho bastidor (2), una capa de cubierta (5) depositada sobre dicha almohadilla elástica (3), estando provisto dicho bastidor (2) de una o más partes (6, 6'', 6'''') con una deformabilidad diferente de la del resto del bastidor (2), caracterizado porque dichas partes que se pueden deformar de modo diferente (6, 6'', 6'''') incluyen ambas por lo menos una membrana (7) de material fibroso impregnado con una resina epoxy termoendurecible y por lo menos una capa de material termoplástico elastomérico (8), estando unida y depositada dicha membrana (7) de manera fija sobre dicha por lo menos una capa de material termoplástico elastomérico (8) para formar con la misma un conjunto de material compuesto (7, 8), estando provista dicha capa (8) de unas propiedades elásticas previamente determinadas para impartir una adaptabilidad a dicho conjunto (7, 8) y sostener elásticamente dicha membrana (7) en una configuración deformada permanentemente y que cambia localmente la rigidez del mismo, estando adaptado el material fibroso de dicha por lo menos una membrana (7) para tener unas microfracturas entre la resina epoxy termoendurecible y las fibras y en la interfaz con dicha capa (8) en respuesta a una fuerza ejercida por un usuario de tal modo que adopte una configuración deformada final que corresponda a la anatomía del cuerpo del usuario.
Description
Sillín con memoria de forma para vehículos
accionados con pedales y procedimiento para fabricar dicho
sillín.
La presente invención se aplica generalmente a
la técnica de los vehículos accionados con pedales y particularmente
se refiere a una estructura de sillín con memoria de forma.
La invención se refiere asimismo a un
procedimiento para fabricar una estructura de este tipo.
Son conocidos los sillines para vehículos
accionados por pedal, tales como bicicletas, triciclos o similares,
que incluyen un bastidor de soporte rígido adaptado para soportar el
peso del cuerpo de un usuario y permitir que el sillín sea fijado
al bastidor del vehículo.
La compresión en los puntos de contacto entre la
superficie del asiento y el usuario típicamente se reduce
utilizando elementos elásticos o absorbentes del choque,
generalmente fabricados a partir de una espuma de polímero o de un
material provisto de un comportamiento viscoso, interpuesto entre la
superficie del asiento y la estructura rígida.
Durante el pedaleo, las zonas del interior del
muslo del usuario están en contacto repetidamente con la periferia
lateral del sillín y rozan continuamente contra ellas lo cual causa
erupciones en la piel y rozaduras.
El documento
US-A-5.286.082 da a conocer un
sillín el cuál es capaz de articular, por medios apropiados,
alrededor del montante del asiento de la bicicleta, para acomodarlo
a los movimientos del cuerpo del corredor. Mientras esta
disposición incrementa el confort para el usuario, todavía tiene
ciertas desventajas muy conocidas.
El movimiento de articulación del sillín puede
causar un desgaste prematuro de las piezas mecánicas en la unión al
montante del asiento y pueden conducir a que fallen con el tiempo.
Además, incluso aunque la parte exterior del sillín se articule
todavía está en contacto con las zonas interiores del muslo del
corredor y todavía causa un roce continuo de las superficies
relevantes y por consiguiente irritaciones localizadas. También,
estos tipos de sillines tienen una construcción compleja y requieren
elevados costes de fabricación.
Un sillín es conocido adicionalmente a partir
del documento US-A-5.340.192 el cual
tiene una estructura de soporte con una cavidad para recibir en su
interior un elemento elástico altamente flexible. Esta estructura
tiene también ciertas desventajas conocidas.
Primero, el elemento elástico está colocado
fuera de la estructura del sillín, lo cual incrementa la complejidad
tanto durante la fijación como durante el funcionamiento del mismo.
Si el elemento no está fijado adecuadamente al bastidor de la base,
se puede desplazar por el movimiento de las piernas cuando pedalean,
forzando de ese modo al usuario a parar repetidamente y ajustar su
posición de funcionamiento.
Además, la provisión de un elemento secundario
interpuesto afecta negativamente al aspecto del sillín y lo hace
antiestético y poco atractivo. Finalmente, la utilización de un
elemento exterior requiere la provisión de un bastidor de soporte,
el cual tiene que ser más rígido e incómodo, especialmente en las
zonas del interior del muslo.
En un intento de superar estos inconvenientes,
han sido desarrolladas una serie de soluciones, proporcionando la
utilización de soportes provistos de diferentes rigideces en las
zonas de asiento.
Una estructura de sillín como se describe antes
en este documento es conocida a partir de la solicitud WO 04/031025
por el solicitante de ésta, la cual representa la base del preámbulo
de la reivindicación 1. La rigidez diferencial del bastidor de
soporte se obtiene utilizando una pluralidad de extensiones
alargadas, que se prolongan hacia fuera desde unos rebajes
periféricos respectivos. Estas extensiones están también unidas
entre sí por un elemento fabricado a partir de un material plástico
o elastomérico.
Mientras esta solución permite cambiar
localmente la rigidez del bastidor, todavía tiene ciertas
desventajas conocidas.
El material que forman las extensiones es
relativamente rígido y pobremente adaptable bajo las tensiones de
compresión. Además, el material base del bastidor es elásticamente
adaptable por su naturaleza y no se puede ajustar permanentemente a
la anatomía del usuario. En otras palabras, el bastidor no se puede
personalizar al usuario para optimizar el confort durante la
utilización.
A partir del documento US 2004/090096 se conoce
un sillín de bicicleta provisto de todas las características del
preámbulo de la reivindicación 1. En particular, este documento da a
conocer un sillín de bicicleta que comprende un bastidor de soporte
sustancialmente rígido o semirrígido, una almohadilla elástica
fijada a la cara superior del bastidor y una capa de cubierta
colocada sobre la almohadilla elástica.
El bastidor está formado por una o más capas
continuas fabricadas de un primer material fibroso emparedado entre
una pluralidad de capas perforadas con huecos de un segundo material
fibroso, el segundo material siendo más rígido que el primer
material. Las capas más rígidas están perforadas con huecos para
definir partes provistas de mayor deformabilidad o menos rigidez
con respecto al resto del bastidor.
Sin embargo, las partes menos rígidas tienen una
configuración sustancialmente estable y no cambiante cuando se
cargan con el peso del cuerpo del usuario y por lo tanto no se
pueden personalizar a los usuarios que tengan una anatomía
diferente.
El objetivo de esta invención es superar las
desventajas anteriores, proporcionando una estructura de sillín que
consiga un alto rendimiento y tenga una construcción relativamente
simple.
Un objetivo particular es proporcionar una
estructura de sillín que se pueda ajustar a la conformación pélvica
de cualquier usuario.
Un objetivo adicional de la invención es
proporcionar una estructura de sillín con memoria de forma que pueda
mantener la conformación estructural adoptada bajo la tensión de
compresión inducida por el usuario.
En otro objetivo de la invención es proporcionar
una estructura de sillín que pueda incrementar el confort del
usuario, especialmente en las zonas del interior del muslo.
Todavía otro objetivo es proporcionar un
procedimiento rentable y fácilmente reproducible para fabricar una
estructura de sillín.
Estos y otros objetivos que se pondrán de
manifiesto a continuación en la presente memoria, se alcanzan
proporcionando una estructura de sillín según la reivindicación
1.
Gracias a esta particular disposición, la
estructura de sillín de la invención es capaz de ajustarse a
cualquier cuerpo de los usuarios. La capacidad de mantener
permanentemente una conformación estructural que esté optimizada
para el confort del usuario, permite que la estructura se adapte a
las necesidades específicas de cada usuario.
En un aspecto adicional de la invención, se
proporciona un procedimiento para fabricar una estructura de sillín
con memoria de forma según la reivindicación 16.
Las características y ventajas adicionales de la
invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente
descripción detallada de una forma de realización preferida, no
exclusiva, de una estructura de un sillín según la invención, la
cual se describe como un ejemplo no limitativo a partir de los
dibujos adjuntos en los cuales:
la figura 1 es una vista en perspectiva
parcialmente cortada de una estructura de sillín según la
invención;
la figura 2 es una vista axonométrica de un
detalle de la figura 1;
la figura 3 es una vista desde abajo de un
detalle de la figura 1;
la figura 4 muestra un detalle de la figura 3,
tomado en una vista parcialmente cortada a lo largo de un plano
IV-IV;
la figura 5 muestra un cuadro de flujo del
procedimiento para fabricar la estructura de sillín de la
invención.
Haciendo referencia a las figuras anteriores, la
estructura de sillín de la invención, globalmente indicada mediante
el número 1, comprende básicamente un bastidor de soporte
sustancialmente rígido o semirrígido 2 y una almohadilla elástica
3, por ejemplo fabricada de espuma, fijada a la cara superior S del
bastidor 2.
De una manera conocida, la estructura presenta
unos medios 4 para unir el bastidor 2 a un vehículo accionado con
pedales, tal como por ejemplo una bicicleta, un triciclo o un
tándem. Por ejemplo, estos medios 4 pueden consistir en un
alojamiento provisto de una cavidad para una horquilla la cual une
el sillín al montante del asiento de un bastidor de bicicleta.
Una capa de cubierta 5, la cual puede estar
fabricadas de un material sintético blando, tal como por ejemplo
lycra®, imitación de piel o similar, es depositada sobre la
almohadilla 3.
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Según la invención, el bastidor 2 puede tener
una o más partes de deformabilidad diferencial 6, 6', 6'', las
cuales tienen una respuesta peculiar a una tensión de
compresión.
Con este propósito, las partes 6, 6', 6'' pueden
consistir en una membrana fibrosa 7 la cual se selecciona a partir
de un tipo susceptible de deformación en respuesta a una tensión de
compresión por parte de un usuario, de tal manera que cambia desde
una configuración en reposo de inicio hasta una configuración
deformada final.
El material base de la membrana 7
preferentemente será sintético y más preferentemente se selecciona
de entre carbono, Kevlar®, fibra de vidrio o similar.
De forma conveniente, la membrana 7 puede estar
incorporada y unida sólidamente a por lo menos una capa 8 de un
material elastomérico, el cual está adaptado para cambiar
permanentemente y localmente la rigidez del conjunto de la membrana
7 y la capa 8 mediante un cambio estructural de la unión entre los
dos materiales, con el objeto de formar una membrana integral de
memoria de forma.
De ese modo, la configuración del bastidor 2 se
puede personalizar al usuario, es decir adaptar al cuerpo de
cualquier usuario.
En la práctica, las partes 6, 6', 6'' estarán
fabricadas de un material polimérico compuesto el cual proporciona
una estructura de memoria de forma en condiciones controladas.
Con más detalle, las capas de polímero 8 se
pueden unir a un número previamente determinado de membranas
fibrosas 7, de modo que la rigidez del bastidor 2 pueda ser
cambiada progresivamente y no bruscamente en las partes de
elasticidad diferencial 6, 6', 6''. Una estructura sustancialmente
uniforme y continúa se obtiene de ese modo, la cual pueden soportar
eficazmente al usuario, mientras reduce eficazmente la tensión en
las zonas sensibles del cuerpo del usuario y mejora el confort de
utilización.
De forma ventajosa, cada membrana fibrosa 7 se
puede unir a por lo menos una capa de material elastomérico 8
mediante una resina, preferentemente una resina epoxy
termoendurecible.
Con este propósito, la capa 8 puede ser una capa
de termoplástico, preferentemente provista de una temperatura de
reblandecimiento próxima o por encima del la temperatura de
transición vítrea de la resina termoendurecible.
El funcionamiento de las membranas íntegras en
las partes con memoria de forma de elasticidad diferencial 6, 6',
6'' se puede resumir como sigue: bajo las cargas exteriores, las
fibras que forman la membrana 7 generan "microfracturas" las
cuales cambian permanentemente la estructura elástica y adoptan una
configuración correspondiente a la anatomía del usuario, mientras
mantienen las características elásticas típicas del polímero sin
cambiar.
Las capas de polímero 8 tienen dos funciones.
Además de impartir adaptabilidad al conjunto, ayudan a cambiar
localmente la rigidez del conjunto de membrana 7 y capa 8, en virtud
de las microfracturas, en la interfaz entre estos dos componentes y
dentro del conjunto entre la resina epoxy y las fibras de la
membrana 7. Esto añade propiedades de memoria de forma a la
estructura, de modo que la última se puede ajustar a la conformación
de los músculos de cualquier usuario.
La construcción del bastidor 2 puede incluir una
parte posterior lateralmente ensanchada P para sostener las nalgas
de un usuario y una parte frontal alargada A que define un eje
longitudinal L.
Las partes 6, 6', 6'' estarán colocadas en
posiciones apropiadas, coincidiendo con las partes del cuerpo del
usuario más expuestas a rozaduras y frotamiento durante el
movimiento de pedaleo.
De forma ventajosa, por lo menos un par 6' y 6''
de estas partes está colocado en la parte posterior ensanchada O o
en la unión C entre la parte frontal alargada A y la parte posterior
ensanchada P.
De forma conveniente, el par de partes 6' y 6''
puede estar colocado en un borde periférico exterior 9 del bastidor
2, simétricamente al eje X, de modo que forma "alas" del
bastidor.
Estas alas protegerán los músculos de las zonas
interiores del muslo del usuario, las cuales estarán en contacto
con partes específicamente formadas para acomodarse a los
movimientos y se deformarán rápidamente durante la utilización.
Para que se mantenga la deformación, los
materiales y la conformación de la estructura de soporte son ambos
importantes. Con este propósito, el bastidor 2 puede tener por lo
menos un rebaje 10', 10'' a lo largo del borde 9. También, el
bastidor 2 puede tener por lo menos un perfil escalonado 11 formado
a todo lo largo del mismo borde 9.
Gracias a esta disposición particular, la
tensión de compresión no estará concentrada en un punto sino que
puede ser transferida a lo largo del perfil escalonado 11 y será
transformada en una tensión de empuje ejercida sobre todo la
estructura y progresivamente sobre las partes 6', 6''.
De forma ventajosa, por lo menos una de las
partes que se pueden deformar de modo diferente 6 puede estar
colocada en la parte frontal alargada A o en la unión C entre la
parte frontal alargada A y la parte posterior ensanchada P.
La parte 6 convenientemente puede tener una
forma alargada, con un eje de simetría que coincide con el eje
longitudinal X.
Mediante esta disposición, las áreas sensibles
de la pelvis del usuario pueden estar protegidas y de ese modo se
evita cualquier dolor local.
Un procedimiento para fabricar la estructura del
sillín como ha sido descrita antes en este documento incluye las
etapas siguientes.
En una primera etapa a) se ajusta un molde, el
cual tiene una cavidad interior de una forma previamente
determinada. En la etapa b) el molde se abre y se deposita en su
interior una o más capas 8 de un material termoplástico.
Sigue una etapa c) en la cual se ajustan una o
más de membranas 7, las cuales son susceptibles de deformación en
respuesta a una tensión de compresión exterior para adoptar una
configuración deformada. Cada membrana es sometida después a la
etapa d) de impregnación con una resina termoendurecible.
A continuación, se lleva a cabo una etapa e) en
la cual una o más de las membranas anteriormente procesadas 7 se
deposita sobre cada capa de material termoplástico 8 para definir
una o más partes 6, 6', 6'' provistas de una deformabilidad
diferente de aquélla del resto del bastidor 2.
En la siguiente etapa f) se cierra el molde y se
calienta hasta una temperatura previamente determinada,
preferentemente cerca de la temperatura de transición vítrea de la
resina termoendurecible. Esta temperatura puede estar comprendida
entre 60ºC y 180ºC y preferentemente de aproximadamente 130ºC.
A continuación, la etapa g) en la cual el molde
se enfría hasta una temperatura final previamente determinada, en
la etapa h) el molde se abre y se extrae del mismo el bastidor
acabado 2.
Las etapas siguientes son la etapa i) en la cual
una almohadilla elástica 3 se fija a la superficie superior S del
bastidor y la etapa j) en la cual se dispone sobre la misma una capa
de cubierta 5 para obtener un sillín acabado.
De forma ventajosa la etapa e) puede estar
seguida por una etapa e') en la cual las fibras de la capa (8) o la
membrana (7) son cortadas para romper su continuidad y facilitar la
deformación de la membrana bajo tensión.
A partir de la exposición anterior, la
estructura de la invención prueba alcanzar los objetivos propuestos
y particularmente cumple los requisitos de ajustarse siempre a la
conformación pélvica del usuario durante el funcionamiento.
La utilización de un material compuesto obtenido
por la unión de un número adecuado de capas 7 y 8 permite formar
partes que se deformen de forma diferente del bastidor 2, las cuales
son capaces de "memorizar" una deformación de este tipo en el
tiempo.
La estructura de la invención es susceptible de
una serie de cambios y variantes, dentro del concepto inventivo
expuesto en las reivindicaciones adjuntas. Todos los detalles de la
misma se pueden sustituir por otras piezas técnicamente
equivalentes y los materiales se pueden variar dependiendo de las
diferentes necesidades, sin apartarse, por ello, del alcance de la
invención tal como se describe en las reivindicaciones.
Aunque la estructura ha sido descrita haciendo
particular referencia a las figuras adjuntas, los números referidos
en la exposición y en las reivindicaciones únicamente se utilizan
para conseguir una mejor inteligibilidad de la invención y no se
deben considerar en modo alguno a título limitativo del alcance
reivindicado.
Claims (19)
1. Sillín con memoria de forma para vehículos
accionados con pedales, que comprende un bastidor de soporte
sustancialmente rígido o semirrígido (2), una almohadilla elástica
(3) fijada a la cara superior (S) de dicho bastidor (2), una capa
de cubierta (5) depositada sobre dicha almohadilla elástica (3),
estando provisto dicho bastidor (2) de una o más partes (6, 6',
6'') con una deformabilidad diferente de la del resto del bastidor
(2), caracterizado porque dichas partes que se pueden
deformar de modo diferente (6, 6', 6'') incluyen ambas por lo menos
una membrana (7) de material fibroso impregnado con una resina epoxy
termoendurecible y por lo menos una capa de material termoplástico
elastomérico (8), estando unida y depositada dicha membrana (7) de
manera fija sobre dicha por lo menos una capa de material
termoplástico elastomérico (8) para formar con la misma un conjunto
de material compuesto (7, 8), estando provista dicha capa (8) de
unas propiedades elásticas previamente determinadas para impartir
una adaptabilidad a dicho conjunto (7, 8) y sostener elásticamente
dicha membrana (7) en una configuración deformada permanentemente y
que cambia localmente la rigidez del mismo, estando adaptado el
material fibroso de dicha por lo menos una membrana (7) para tener
unas microfracturas entre la resina epoxy termoendurecible y las
fibras y en la interfaz con dicha capa (8) en respuesta a una
fuerza ejercida por un usuario de tal modo que adopte una
configuración deformada final que corresponda a la anatomía del
cuerpo del usuario.
2. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque las fibras de dicha por lo menos una
membrana de material fibroso (7) y/o dicha por lo menos una capa
(8) de material termoplástico están cortados para romper su
continuidad y facilitar la deformación de dicha por lo menos una
membrana (7) bajo tensión.
3. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha por lo menos una membrana (7) de
material fibroso está unida a dicha por lo menos una capa de
material termoplástico elastomérico (8) mediante una capa de
resina.
4. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha resina termoendurecible es una
resina epoxy.
5. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque la temperatura de reblandecimiento de
dicho material termoplástico está próxima o por encima de la
temperatura de curado de dicha resina epoxy termoendurecible.
6. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho material termoplástico de dicha
capa (8) es PVC.
7. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque el material fibroso de dicha por lo
menos una membrana (7) es un material sintético o natural.
8. Sillín según la reivindicación 7,
caracterizado porque dicho material sintético o natural se
selecciona de entre carbono, fibra de vidrio o similar.
9. Sillín según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho bastidor (2) tiene una parte
posterior lateralmente agrandada (P) para soportar las nalgas de un
usuario y una parte frontal alargada (A) que define un eje
longitudinal (X).
10. Sillín según la reivindicación 9,
caracterizado porque por lo menos un par de partes que se
pueden deformar de modo diferente (6', 6'') está colocado en la
proximidad de dicha parte posterior agrandada (P) y/o en la unión
(C) entre dicha parte frontal alargada (A) y dicha parte posterior
agrandada (P).
11. Sillín según la reivindicación 10,
caracterizado porque dicho por lo menos un par de partes que
se pueden deformar de modo diferente (6', 6'') está previsto en un
borde periférico exterior (9) de dicho bastidor (2), simétricamente
con respecto a dicho eje longitudinal (X).
12. Sillín según la reivindicación 11,
caracterizado porque dicho bastidor (2) presenta por lo menos
un rebaje (10', 10'') a lo largo de dicho borde periférico exterior
(9).
13. Sillín según la reivindicación 11,
caracterizado porque dicho bastidor (2) presenta por lo menos
un perfil escalonado (11) a lo largo de dicho borde periférico
exterior (9).
14. Sillín según la reivindicación 9,
caracterizado porque por lo menos una de dichas partes (6)
está colocada en dicha parte frontal alargada (A) y/o en la unión
(C) entre dicha parte frontal alargada (A) y dicha parte posterior
agrandada (P).
15. Sillín según la reivindicación 14,
caracterizado porque por lo menos una de dichas partes que se
pueden deformar de modo diferente (6) está prevista en dicha parte
frontal alargada (A) y tiene una forma alargada sustancialmente
simétrica, con un eje de simetría sustancialmente coincidente con
dicho eje longitudinal (X).
16. Procedimiento para fabricar un sillín con
memoria de forma para vehículos accionados con pedales tal como se
reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque comprende las etapas siguientes:
- a)
- ajustar un molde provisto de una cavidad interior de una forma previamente determinada;
- b)
- abrir dicho molde y depositar por lo menos una capa de material termoplástico (8) en su interior;
- c)
- ajustar por lo menos una membrana (7) de material fibroso;
- d)
- impregnar dicha membrana (7) con una resina epoxy termoendurecible para definir una configuración de inicio previamente determinada;
- e)
- disponer dicha por lo menos una membrana (7) en dicha por lo menos una capa de material termoplástico (8), para definir una o más partes (6, 6', 6'') provistas de una deformabilidad diferente de la del resto del bastidor;
- f)
- cerrar dicho molde y calentarlo hasta una temperatura previamente determinada;
- g)
- enfriar dicho molde hasta una temperatura final previamente determinada;
- h)
- abrir dicho molde y extraer el bastidor acabado (2) del mismo;
- i)
- fijar una almohadilla adaptada (3) a la superficie superior (S) de dicho bastidor;
- j)
- disponer una capa de cubierta (5) sobre dicha almohadilla (3);
en el que dicha por lo menos una membrana (7)
está unida de manera fija a dicha por lo menos una capa
termoplástica (8) para formar un conjunto de material compuesto,
estando adaptada dicha por lo menos una capa termoplástica (8) para
sujetar elásticamente dicha membrana (7) en una configuración
deformada permanentemente y que cambia localmente su rigidez,
estando provista dicha capa (8) de unas propiedades elásticas
previamente determinadas para impartir una adaptabilidad elástica a
dicho conjunto (7, 8), estando provisto el material fibroso de
dicha por lo menos una membrana (7) de unas microfracturas entre la
resina epoxy termoendurecible y las fibras y en la interfaz con
dicha capa (8) en respuesta a una fuerza ejercida por un usuario de
tal modo que adopte una configuración deformada final que
corresponda a la anatomía del cuerpo del usuario.
17. Procedimiento según la reivindicación 16,
caracterizado porque proporciona una etapa adicional e') de
corte de las fibras de la capa (8) y/o de la membrana (7) para
romper su continuidad y facilitar la deformación de dicha por lo
menos una membrana (7) bajo tensión.
18. Procedimiento según la reivindicación 16,
caracterizado porque dicha temperatura previamente
determinada está próxima a la temperatura de transición vítrea de
dicha resina epoxy termoendurecible.
19. Procedimiento según la reivindicación 16,
caracterizado porque dicha temperatura previamente
determinada está comprendida entre 60ºC y 180ºC.
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