ES2339120T3 - Modulo de montaje de bobinas de induccion de una zona de coccion para calentamiento por induccion y zona de coccion que comprende dichos modulos. - Google Patents
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Abstract
Zona de cocción que permite calentar por inducción al menos un recipiente de cocción dispuesto sobre una placa soporte no magnética, estando formada dicha zona de cocción por al menos dos bobinas de inducción (2) dispuestas bajo la placa soporte y unidas a generadores independientes, estando agrupadas dichas bobinas de inducción (2) por módulos (1) de al menos dos bobinas de inducción (2) y sujetas sobre un mismo soporte (3) caracterizada porque cada soporte (3) comprende una zona mediana cóncava (4) cuyo radio de curvatura máxima es igual al radio exterior R del extremo del módulo (1) y cada soporte (3) tiene unas dimensiones adecuadas para que la separación entre dos bobinas de inducción (2) adyacentes y soportadas por soportes (3) diferentes sea la misma que entre dos bobinas de inducción (2) adyacentes soportadas por un mismo soporte (3).
Description
Módulo de montaje de bobinas de inducción de una
zona de cocción para calentamiento por inducción y zona de cocción
que comprende dichos módulos.
La invención se refiere a una zona de cocción
por calentamiento por inducción que comprende unos módulos de
montaje de bobinas de inducción.
Más precisamente, la invención se refiere a una
zona de cocción que permite calentar por inducción al menos un
recipiente de cocción dispuesto sobre una placa soporte no magnética
que constituye la parte superior de la zona de cocción, incluyendo
dicha zona de cocción al menos dos bobinas de inducción dispuestas
bajo la placa soporte y conectadas a unos generadores
independientes.
La patente francesa publicada con el número 2
758 934 describe una zona de cocción formada por al menos dos
bobinas de inducción estándares, alimentadas cada una de ellas por
un generador estándar de manera que se pueda colocar sobre la zona
de cocción un recipiente que cubra al menos parcialmente las bobinas
de inducción. Una zona de cocción como la descrita en dicha patente
tiene una fabricación complicada, sobre todo si hay que colocar un
gran número de bobinas de inducción para cubrir la zona de cocción.
Efectivamente, cada bobina de inducción está dispuesta
independientemente lo que hace más complejo el montaje y puede dar
lugar a un mal reparto del campo magnético en la zona de
cocción.
La patente US4665893 describe una zona de
cocción realizada a partir de módulos rectangulares que soportan
dos bobinas de inducción, permitiendo la electrónica alimentar las
bobinas y una ventilación. Cada módulo tiene así un funcionamiento
autónomo. No obstante, el montaje de estos módulos es condicionante
en la medida en que no permite construir zonas de cocción con
formas variadas y en que el reparto del campo magnético resultante
no es regular.
El objetivo de la presente invención es proponer
una zona de cocción que mejore los dispositivos conocidos
proponiendo un medio de montaje de las bobinas de inducción bajo la
placa soporte no magnética formando una estructura modular que
permita construir formas y tamaños variados de zona de cocción,
facilitando al mismo tiempo el montaje de la placa y garantizando
un reparto del campo magnético regular y siendo todo ello compatible
con una fabricación en gran serie.
Con este fin, la presente invención se refiere,
en un primer aspecto, a una zona de cocción que permite calentar
por inducción al menos un recipiente de cocción dispuesto sobre una
placa soporte magnética, por ejemplo de vitrocerámica, que
constituye la parte superior de la zona de cocción, comprendiendo
dicha zona de cocción con al menos dos bobinas de inducción
conectadas a unos generadores, estando agrupadas estas bobinas de
inducción por módulos de al menos dos bobinas de inducción y
sujetadas sobre un mismo soporte. Cada soporte tiene las
dimensiones adecuadas para que la separación entre dos bobinas de
inducción adyacentes y soportadas por soportes diferentes, sea la
misma que entre dos bobinas de inducción adyacentes y soportadas por
el mismo soporte.
De este modo, se puede fabricar fácilmente una
zona de cocción que tenga dichos módulos y puede tener formas muy
variadas.
La zona de cocción se caracteriza en que cada
soporte incluye una zona mediana cóncava cuyo radio de curvatura
máximo es igual al radio exterior del extremo del módulo.
De este modo, se pueden imbricar los módulos
entre sí y la pavimentación de la zona de cocción utilizando estos
módulos es regular. El campo magnético generado posee una geometría
regular y homogénea en toda la superficie de cocción.
Según una característica preferente de la
invención debajo de cada bobina de inducción se disponen unos
elementos conductores magnéticos, preferentemente ferritas, y están
soportados por el mismo soporte que la bobina de
inducción.
inducción.
De este modo, los elementos magnéticos que
canalizan las líneas de campo magnéticos están dispuestos
simplemente debajo de cada bobina de inducción y se pueden premontar
completamente antes de realizar el montaje final de la zona de
cocción.
En un modo de realización preferente, la zona de
cocción se caracteriza porque cada módulo comprende un medio de
medición de la temperatura del recipiente que cubre al menos
parcialmente el módulo.
En un modo de realización preferente, la zona de
cocción se caracteriza porque el medio de medición de temperatura
comprende un sensor de temperatura que proporciona una medición de
la temperatura y un conductor del calor dispuesto en contacto
térmico con el sensor de temperatura y que se extiende por debajo de
cada bobina de inducción.
En un modo de realización preferente, la zona de
cocción se caracteriza porque cada bobina de inducción tiene un
diámetro exterior de entre 60 mm y 100 mm.
En un modo de realización preferente, la zona de
cocción se caracteriza porque el centro de cada bobina de inducción
está separado del centro de cada bobina de inducción adyacente una
distancia comprendida entre 65 mm y
105 mm.
105 mm.
En un modo de realización preferente, la zona de
cocción se caracteriza porque la distancia entre cada bobina de
inducción adyacente es constante en toda la zona de cocción.
En un modo de realización preferente, la zona de
cocción se caracteriza porque comprende al menos una placa de
montaje sobre la que se sujeta al menos un módulo, de modo que la
equidistancia entre cada bobina de inducción adyacente está
garantizada.
En un modo de realización preferente, la zona de
cocción se caracteriza porque cada placa de montaje está provista
de unos orificios de posicionamiento en los que se colocan los
salientes correspondientes sobre los soportes de los módulos.
En un modo de realización preferente, la zona de
cocción se caracteriza porque cada placa de montaje está unida al
menos una placa adyacente con un medio de unión garantizando la
equidistancia entre cada bobina de inducción adyacente.
En un modo de realización preferente, la zona de
cocción se caracteriza porque los módulos están formados por tres
bobinas de inducción dispuestas en triángulo equilátero.
Preferentemente, el sensor de temperatura del
módulo está dispuesto en el centro del triángulo equilátero formado
por los centros de las bobinas de inducción.
En un modo de realización preferente, la zona de
cocción se caracteriza porque dicha zona de cocción incluye sólo
unos módulos de tres bobinas de inducción.
Otras características y ventajas de la invención
se harán evidentes a partir de la descripción siguiente, dada a
título de ejemplo no limitativo, en referencia a los dibujos
adjuntos:
- La figura 1 es una vista en perspectiva
simplificada de un módulo formado por dos bobinas de inducción y un
soporte;
- La figura 2 es una vista en perspectiva
simplificada del montaje de dos módulos de dos bobinas de
inducción;
- La figura 3 es una vista en planta del montaje
de dos módulos;
- La figura 4 es una vista en perspectiva de un
módulo de dos bobinas de inducción asociadas a su dispositivo de
medición de temperatura;
- La figura 5 es una vista en perspectiva de un
módulo formado por tres bobinas de inducción y un soporte;
- La figura 6 es una vista en perspectiva de un
módulo de tres bobinas de inducción con su dispositivo de medición
de temperatura;
- La figura 7 es una vista en perspectiva de la
cara superior del soporte de un módulo con tres bobinas de
inducción;
- La figura 8 es una vista en perspectiva de la
cara inferior del soporte de un módulo con tres bobinas de
inducción;
- La figura 9 es una vista en perspectiva de un
módulo de tres bobinas de inducción de forma alternativa;
- La figura 10 es una vista en perspectiva de un
módulo de cuatro bobinas de inducción;
- La figura 11 es una vista en planta de un
soporte de montaje en el que están dispuestos dos soportes de
módulo;
- La figura 12 es una vista en corte del montaje
de dos módulos;
- La figura 13 es una vista en corte del montaje
de dos placas de montaje; y
- Las figuras 14 a 16 son unos ejemplos de
disposición de los módulos entre sí para realizar la zona de
cocción.
La figura 1 es una vista en perspectiva
simplificada de un módulo 1 que comprende dos bobinas de inducción
2 realizado clásicamente con un bobinado en espiral de hilo de cobre
y un soporte de módulo 3. La bobina de inducción 2 está sujeta en
el soporte 3 preferentemente con un procedimiento de encolado. Para
sujetar siempre la bobina de inducción 2 en un lugar bien preciso,
está previsto en el soporte 3 un emplazamiento hueco 9 para cada
bobina de inducción 2. De este modo, el montaje de las bobinas de
inducción 2 en el soporte 3 es más fácil y las distancias entre
cada bobina de inducción 2 de un mismo módulo 1 son constantes.
El perímetro en "8" obtenido contiene una
parte mediana 4 cóncava que permite posicionar otro módulo 1 cerca
del primero manteniendo siempre una distancia constante entre los
centros de las bobinas de inducción 2.
La figura 2 muestra el acondicionamiento de dos
módulos 1 de dos bobinas de inducción 2 de forma que la parte
convexa de uno de los dos módulos 1 corresponde con la parte cóncava
del otro. En esta configuración los dos módulos 1 pueden estar
dispuestos muy cerca uno del otro lo que permite garantizar una
distancia d constante entre cada bobina de inducción 2; se pueden
colocar los centros de las bobinas de inducción 2 sobre la parte
más alta de un rombo cuyos lados tengan una longitud igual a la
distancia entre los centros de las dos bobinas de inducción 2 sobre
un mismo soporte 3.
La figura 3 muestra la geometría de la parte
mediana 4 para que dicho posicionamiento sea posible. Siendo A y B
los centros de dos bobinas de inducción 2 adyacentes dispuestas
sobre un primer soporte 3. Siendo C el centro de una bobina de
inducción 2 adyacente, procedente de un segundo soporte 3. Si se
consideran los segmentos de la derecha [CA] y [CB], se pueden
definir sus mediatrices M1 y M2 que pasan por los puntos T1 y T2
que están respectivamente en la mitad de [CA] y [CB]. Se observará
que estando T1 en la mitad de [CA] y T2 en la mitad de [CB] y
siendo la distancia CA igual a la distancia CB, las cuatro
distancias CT1, AT1, CT2 y BT2 son iguales entre sí y mayores o
iguales que el valor R del radio de curvatura de la parte externa
del soporte3 de un módulo 1. La zona cóncava de la parte mediana 4
de un primer soporte 3 está definida entre los dos puntos T1 y T2.
El material que forma este primer soporte 3 puede rellenar una zona
que no supere un arco de círculo que tenga como extremos los puntos
T1 y T2, por centro el punto C y como radio la distancia R. Para
facilitar el montaje y tener en cuenta los juegos de montaje de los
distintos componentes, se define un espacio mínimo entre los dos
módulos 1 en la zona cóncava situada entre los dos puntos T1 y T2.
Preferentemente, dicho espacio será de 1 mm.
Voluntariamente, la forma del soporte 3 rebasa
el contorno de las bobinas de inducción 2 siguiendo a una distancia
e constante el borde de las bobinas de inducción 2 en las partes
extremas del soporte 3. Por tanto, el radio R que ha sido definido
anteriormente es superior al radio r de una bobina de inducción. De
este modo, se garantiza la sujeción y la protección mecánica de las
bobinas de inducción dejando al mismo tiempo gran libertad para el
posicionamiento de dichos módulos 1.
Preferentemente, el soporte 3 es de un material
compuesto resistente al calor, por ejemplo una resina de poliéster
cargada con fibra de vidrio, con un grosor e de entre 0,5 y 2 mm,
preferentemente igual a 1 mm.
La figura 4 muestra un módulo 1 con su
dispositivo de medición de temperatura 5. En efecto, es clásicamente
útil medir la temperatura encima de las bobinas de inducción 2 para
prevenir cualquier calentamiento excesivo de los recipientes.
Habitualmente, cada bobina de inducción 2 posee su dispositivo de
medición de temperatura 5, pero, en el caso de la invención, un
mismo sensor 7, en este caso un CTN, sirve para medir la temperatura
del fondo del recipiente calentado por una o por las dos bobinas de
inducción gracias a un conductor del calor 6 que se extiende por
encima de ambas bobinas de inducción 2. Preferentemente, este
conductor de calor 6 es una hoja plana de aluminio cuyas
ramificaciones se extienden por encima de las bobinas de inducción 2
en una dirección sensiblemente perpendicular a las espiras de la
bobina de inducción. El dispositivo de medición de temperatura 5
está en contacto térmico con la placa 20 de material no magnético
que soporta los recipientes y aislado térmicamente de la bobina de
inducción 2 para que no le influya la temperatura de la bobina de
inducción 2.
En un modo preferente de la invención mostrado
en la figura 5, el módulo 1 utilizado es un módulo 1 que comprende
tres bobinas de inducción 2 y un soporte 3 en forma de trébol. Los
centros de las bobinas de inducción 2 están dispuestos sobre las
cimas de un triángulo equilátero cuyos lados tienen una longitud d.
Al igual que en el módulo 1 con dos bobinas de inducción 2, cada
bobina de inducción 2 tiene un emplazamiento hueco 9 en el soporte
3 y está pegado a éste. Del mismo modo, la forma exterior del
soporte 3 rebasa las bobinas de inducción 2 por un grosor e en las
zonas extremas del soporte 3 y las zonas medianas 4 entre cada
bobina de inducción presentan una concavidad cuyo arco de círculo,
definido como en el módulo 1 con dos bobinas de inducción 2,
constituye el límite de presencia del material. Por supuesto, son
compatibles con la invención todas las formas de parte mediana 4
del soporte 3 que no rebasen este arco de círculo.
La figura 6 muestra un módulo 1 con tres bobinas
de inducción 2 provisto de su dispositivo de medición de la
temperatura 5 comprendiendo por ejemplo un CTN 7 en el centro y de
un conductor de calor 6 aplicado encima cuyas ramificaciones se
extienden por encima de las bobinas de inducción 2. Se ha
acondicionado un orificio central 8 en el soporte 3 para colocar el
CTN 7 y sus hilos de conexión. Alternativamente, el CTN 7 puede ir
dispuesto en el centro de una de las bobinas de inducción 2 del
módulo 1, teniendo el conductor de calor 6 una forma que le permite
extenderse por encima de cada bobina de inducción 2 (no
representado).
En las figuras 7 y 8 se da una vista precisa del
modo de realización del módulo 1 con 3 bobinas de inducción 2.
En la figura 7, se da una vista de la cara
superior de un soporte 3 de estos módulos 1. Se han dispuesto tres
emplazamientos 9 en el soporte 3. Éstos tienen una profundidad de
alrededor unos 2 mm y un diámetro de aproximadamente 85 mm. Las
bobinas de inducción 2 que se colocarán en estos emplazamientos 9
tienen un diámetro de 84 mm. El hilo central de conexión de la
bobina de inducción 2 pasa por el orificio 10 para ser conectado al
generador situado debajo, mientras que el hilo de conexión exterior
pasa por un orificio 11 dispuesto en el borde del soporte para ser
también conectado al generador. Para mantener una distancia d
constante igual a 89 mm, el grosor de material situado entre dos
bobinas de inducción 2 de un mismo soporte 3 es aproximadamente de
3 mm.
La figura 8 muestra una vista de la cara
inferior de un soporte 3 integrado en los módulos 1 según la
invención. En esta cara está dispuesto al menos un saliente 14 para
poder posicionar el módulo 1 sobre una placa soporte 12 como se
representa en la figura 11. En efecto, cada saliente 14 se dispone
en un orificio correspondiente de la placa soporte 12 garantizando
así la colocación del módulo 1 en la zona de cocción.
Preferentemente, la cantidad de salientes 14 bajo cada soporte 3 de
módulo 1 es de dos para facilitar la fabricación de dicho soporte
3, estando situado preferentemente uno de esos dos salientes 14 en
el centro del módulo 1 en correspondencia con el orificio 8 de paso
de los hilos de conexión del CTN 7. El segundo saliente 14 está
situado en cualquier lugar sobre la superficie inferior del soporte
3 pero, para facilitar la fabricación de dicho soporte 3 de
material plástico moldeado, se colocará preferentemente a nivel de
una parte mediana del soporte. El hecho de tener dos salientes 14
de posicionamiento permite posicionar y orientar fácilmente los
módulos 1 en la zona de cocción.
Se pueden acondicionar otros emplazamientos en
la cara inferior del soporte 3 para posicionar los elementos
conductores magnéticos (no representados) frente a las bobinas de
inducción 2. Estos elementos conductores magnéticos se utilizan
clásicamente para canalizar las líneas de campo emitidas por las
bobinas de inducción 2 en la parte inferior del módulo 1. Del mismo
modo que en las bobinas de inducción conocidas, los elementos
conductores magnéticos están pegados en la cara inferior del soporte
3 en los emplazamientos reservados para ello.
Las figuras 9 y 10 muestran unas formas
alternativas de los módulos 1. Efectivamente, se puede realizar un
módulo 1 de tres bobinas de inducción 2 formando un ángulo de 120º
como se muestra en la figura 9. Los centros de las bobinas de
inducción 2 se encuentran entonces en las cimas de un triángulo
isósceles cuyos lados de idéntica longitud tienen una longitud d y
forman un ángulo de 120º entre sí. También se puede realizar un
módulo de cuatro bobinas de inducción 2 dispuestas en rombo como se
muestra en la figura 10.
La figura 11 muestra un dispositivo de montaje
preferente. En este caso, los módulos 1 utilizados son módulos 1 de
tres bobinas de inducción 2. Los dos módulos 1 están dispuestos
invertidos de forma que las distancias entre cada centro de bobinas
de inducción 2 adyacentes sean iguales a d. Estos módulos 1 están
dispuestos sobre placas soporte 12 que tienen orificios en los que
se colocan los salientes 14 de los soportes 3 como se muestra en la
figura 12. Por supuesto, estos orificios están dispuestos
previamente para que correspondan a la disposición de módulos que
se desea.
Preferentemente, una placa soporte 12 comprende
tres módulos 1 de tres bobinas de inducción 2 en forma de
trébol.
De este modo, la zona de cocción puede estar
formada por el montaje de varias placas soporte 12. La figura 13
muestra dicho montaje que está realizado gracias a una pieza 16 en
forma de U con unas dimensiones adecuadas para mantener una
distancia d entre los centros de dos bobinas de inducción 2
adyacentes.
Las placas soporte 12, como la representada en
la figura 13, están provistas de orificios adicionales para dejar
pasar los hilos de conexión de las bobinas de inducción 2 y de los
sensores de temperatura 7 para que se puedan conectar todos ellos a
las tarjetas generadoras (no representadas), asociadas clásicamente
a cada bobina de inducción 2 y que alimentan las bobinas de
inducción 2 con corriente eléctrica.
Este modo de montaje permite además crear zonas
de cocción muy variadas. Las figuras 14 a 16 proporcionan ejemplos
no limitativos de formas de zona de cocción realizables.
La figura 14 muestra el modo de realización
preferente de la invención. En este caso, los módulos 1 utilizados
sólo son módulos 1 de tres bobinas de inducción 2 dispuestas en
triángulo 17. La disposición propuesta en estos doce módulos 1
permite crear una zona de cocción en la que el reparto de la
potencia será regular y dejará al mismo tiempo un espacio central
para colocar el teclado de control 18 de la zona de cocción.
La figura 15 da una disposición alternativa de
esos mismos doce módulos 1 dejando espacio para el teclado de
control en una esquina de la placa.
La figura 16 muestra otra disposición
alternativa de los módulos 1, pero en este caso de los módulos 1 de
tres bobinas de inducción 2 representados por unos triángulos 17 y
de los módulos 1 de dos bobinas de inducción 2 representados por
unos rectángulos 19. Este ejemplo muestra la gran adaptabilidad del
método de montaje objeto de la invención.
La presente invención permite crear zonas de
cocción de calentamiento por inducción que incluyan numerosas
bobinas de inducción 2 dispuestas regularmente para producir campos
magnéticos regulares en toda la superficie de cocción que son al
mismo tiempo sencillos de montar industrialmente.
Claims (18)
1. Zona de cocción que permite calentar por
inducción al menos un recipiente de cocción dispuesto sobre una
placa soporte no magnética, estando formada dicha zona de cocción
por al menos dos bobinas de inducción (2) dispuestas bajo la placa
soporte y unidas a generadores independientes, estando agrupadas
dichas bobinas de inducción (2) por módulos (1) de al menos dos
bobinas de inducción (2) y sujetas sobre un mismo soporte (3)
caracterizada porque cada soporte (3) comprende una zona
mediana cóncava (4) cuyo radio de curvatura máxima es igual al
radio exterior R del extremo del módulo (1) y cada soporte (3) tiene
unas dimensiones adecuadas para que la separación entre dos bobinas
de inducción (2) adyacentes y soportadas por soportes (3) diferentes
sea la misma que entre dos bobinas de inducción (2) adyacentes
soportadas por un mismo soporte (3).
2. Zona de cocción según la reivindicación 1,
caracterizada porque se disponen unos elementos conductores
magnéticos, preferentemente ferritas, bajo cada bobina de inducción
(2) y soportados por el mismo soporte (3).
3. Zona de cocción según la reivindicación 1,
caracterizada porque cada módulo (1) comprende un medio (5)
de medición de la temperatura del recipiente que cubre al menos
parcialmente dicho módulo (1).
4. Zona de cocción según la reivindicación 3,
caracterizada porque el medio (5) de medición de temperatura
comprende un sensor de temperatura (7) que aporta una medición de la
temperatura y con un conductor de calor (6) dispuesto en contacto
térmico con el sensor de temperatura (7) y que se extiende por
encima de cada bobina de inducción (2).
5. Zona de cocción según la reivindicación 1,
caracterizada porque cada bobina de inducción (2) tiene un
diámetro exterior de entre 60 mm y 100 mm.
6. Zona de cocción según la reivindicación 5,
caracterizada porque el centro de cada bobina de inducción
(2) está separado del centro de cada bobina de inducción (2)
adyacente por una distancia d de entre 65 mm y 105 mm.
7. Zona de cocción según la reivindicación 6,
caracterizada porque la distancia entre dos bobinas de
inducción (2) adyacentes es constante en toda la zona de
cocción.
8. Zona de cocción según la reivindicación 1,
caracterizada porque comprende al menos una placa soporte
(12) sobre la que está sujeto al menos un módulo, de forma que esté
garantizada la equidistancia entre dos bobinas de inducción (2)
adyacentes.
9. Zona de cocción según la reivindicación 8,
caracterizada porque cada placa soporte (12) posee unos
orificios de posicionamiento en los que se colocan los
correspondientes salientes (14) de los soportes de módulos (3).
10. Zona de cocción según la reivindicación 8 ó
9, caracterizada porque cada placa soporte (12) está unida
al menos a una placa soporte (12) adyacente con un medio de unión
(16) que garantiza la equidistancia entre dos bobinas de inducción
(2) adyacentes.
11. Zona de cocción según la reivindicación 1,
caracterizada porque los módulos (1) están formados por dos
bobinas de inducción (2).
12. Zona de cocción según la reivindicación 1,
caracterizada porque los módulos (1) están formados por tres
bobinas de inducción (2) dispuestas en triángulo equilátero.
13. Zona de cocción según la reivindicación 12,
caracterizada porque el sensor (5) de temperatura del módulo
está dispuesto en el centro del triángulo equilátero formado por los
centros de las bobinas de inducción (2).
14. Zona de cocción según la reivindicación 1,
caracterizada porque los módulos (1) están formados por tres
bobinas de inducción (2) dispuestas sobre las cimas de un triángulo
isósceles, teniendo los lados iguales de dicho triángulo una
longitud d y formando un ángulo de 120º entre sí.
15. Zona de cocción según la reivindicación 1,
caracterizada porque los módulos (1) están formados por
cuatro bobinas de inducción (2) dispuestas en cuadrado.
16. Zona de cocción según la reivindicación 1,
caracterizada porque los módulos (1) están formados por
cuatro bobinas de inducción (2) dispuestas en rombo.
17. Zona de cocción según la reivindicación 1,
caracterizada porque dicha zona de cocción tiene únicamente
unos módulos (1) de tres bobinas de inducción (2).
18. Zona de cocción según la reivindicación 1,
caracterizada porque dicha zona de cocción comprende una
combinación de módulos (1) de tres y dos bobinas de inducción
(2).
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