{"id":23886,"date":"2024-02-06T12:12:56","date_gmt":"2024-02-06T11:12:56","guid":{"rendered":"https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/?p=23886"},"modified":"2024-02-06T12:12:56","modified_gmt":"2024-02-06T11:12:56","slug":"bomba-de-calor","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/bomba-de-calor\/","title":{"rendered":"Bomba de calor: c\u00f3mo funciona, tipos y ventajas"},"content":{"rendered":"<p class=\"sommario\">La bomba de calor es una m\u00e1quina que utiliza la energ\u00eda del aire, del suelo o del agua subterr\u00e1nea y la convierte en energ\u00eda t\u00e9rmica. Descubre c\u00f3mo funciona.<\/p>\n<p><!--more--><\/p>\n<p>La bomba de calor, utilizando diversas formas de energ\u00eda, extrae y transfiere energ\u00eda t\u00e9rmica. Su elecci\u00f3n depende de las caracter\u00edsticas clim\u00e1ticas del lugar donde se instala, de las caracter\u00edsticas tipol\u00f3gicas del edificio y de las condiciones de uso.<\/p>\n<p>Analicemos en detalle qu\u00e9 es, c\u00f3mo funciona, los tipos y ventajas.<\/p>\n<h2 id=\"que-es-una-bomba-de-calor\">\u00bfQu\u00e9 es una bomba de calor?<\/h2>\n<p>La bomba de calor es una m\u00e1quina capaz de transferir calor, de un entorno a una temperatura m\u00e1s baja, a otro a una temperatura m\u00e1s alta. A menudo, se asocia la bomba de calor \u00fanicamente con la calefacci\u00f3n y la provisi\u00f3n de agua caliente sanitaria, pero en realidad, invirtiendo el ciclo, tambi\u00e9n garantiza la refrigeraci\u00f3n de los espacios.<\/p>\n<h2 id=\"bomba-de-calor-como-funciona\">Bomba de calor: \u00bfC\u00f3mo funciona?<\/h2>\n<p>El principio de funcionamiento se basa en el fen\u00f3meno de la expansi\u00f3n Joule-Thomson de un refrigerante muy fr\u00edo que vaporiza a bajas temperaturas. Este fluido, al realizar ciclos de compresi\u00f3n y expansi\u00f3n, permite que la bomba de calor transfiera calor al agua caliente sanitaria.<\/p>\n<p>Para calentar el ambiente, la bomba de calor <strong>extrae el calor de una fuente natural<\/strong> (como el aire, el agua o el suelo), <strong>lo lleva a la temperatura deseada<\/strong> y lo <strong>transporta al interior del edificio<\/strong>, donde se irradiar\u00e1 en el ambiente a trav\u00e9s de sistemas radiantes en el suelo o terminales como radiadores o fan coils.<\/p>\n<p>En resumen, un funcionamiento similar, pero opuesto, al del refrigerador. Este \u00faltimo tiende a expulsar el calor del interior hacia el exterior, mientras que la bomba de calor lo captura desde el exterior y, despu\u00e9s de llevarlo a temperatura, lo introduce en el interior. Para enfriar el ambiente, el calor se extrae del aire presente dentro del edificio y se expulsa, de manera completamente an\u00e1loga al refrigerador.<\/p>\n<h3>Fuentes fr\u00edas<\/h3>\n<p>El medio externo del cual se extrae calor se llama <strong>fuente fr\u00eda<\/strong>. En la bomba de calor, el refrigerante absorbe calor de la fuente fr\u00eda a trav\u00e9s del evaporador.<\/p>\n<p>Las principales fuentes fr\u00edas son:<\/p>\n<ul>\n<li>el aire exterior al lugar donde se instala la bomba de calor o extra\u00eddo del lugar donde se instala la bomba de calor;<\/li>\n<li>el agua subterr\u00e1nea, de r\u00edos o lagos, cuando est\u00e1 presente cerca de los lugares a calentar y a poca profundidad.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Otras fuentes pueden estar constituidas por el agua acumulada en tanques y calentada por la radiaci\u00f3n solar y por el suelo, en el cual se insertan las tuber\u00edas relacionadas con el evaporador.<\/p>\n<h3>Pozo caliente<\/h3>\n<p>El aire o el agua a calentar se llaman <strong>pozo caliente<\/strong>. En el condensador, el refrigerante cede al pozo caliente tanto el calor tomado de la fuente fr\u00eda como la energ\u00eda proporcionada por el compresor.<\/p>\n<h2 id=\"componentes-de-una-bomba-de-calor-como-esta-hecha\">Componentes de una bomba de calor: \u00bfC\u00f3mo est\u00e1 hecha?<\/h2>\n<p>La bomba de calor consta de un circuito cerrado, recorrido por un fluido especial (refrigerante) que, seg\u00fan las condiciones de temperatura y presi\u00f3n en las que se encuentra, adopta el estado l\u00edquido o de vapor.<\/p>\n<p>El circuito cerrado est\u00e1 formado por:<\/p>\n<ul>\n<li>un <strong>compresor<\/strong>;<\/li>\n<li>un <strong>condensador<\/strong>;<\/li>\n<li>una <strong>v\u00e1lvula de expansi\u00f3n<\/strong>;<\/li>\n<li>un <strong>evaporador<\/strong>.<\/li>\n<\/ul>\n<p>El condensador y el evaporador est\u00e1n compuestos por intercambiadores de calor, es decir, tubos en contacto con un fluido de servicio (que puede ser agua o aire) por los cuales fluye el refrigerante.<\/p>\n<p>Este cede calor al condensador y lo quita al evaporador. Los componentes del circuito pueden estar tanto agrupados en un solo bloque como divididos en dos partes (sistemas <em>split<\/em>) conectados por los tubos por los cuales circula el refrigerante.<\/p>\n<p>En el funcionamiento, el refrigerante, dentro del circuito, experimenta diferentes transformaciones divididas en 4 fases. El conjunto de estas transformaciones constituye el ciclo de la bomba de calor: suministrando energ\u00eda con el compresor, al refrigerante, este, en el evaporador, absorbe calor del entorno circundante y, a trav\u00e9s del condensador, lo cede al medio a calentar.<\/p>\n<p>Las 4 fases de transformaci\u00f3n son las siguientes:<\/p>\n<h3>Fase 1 &#8211; compresi\u00f3n<\/h3>\n<p>El refrigerante en estado gaseoso y a baja presi\u00f3n, proveniente del evaporador, se lleva a alta presi\u00f3n; durante la compresi\u00f3n se calienta absorbiendo una cierta cantidad de calor.<\/p>\n<h3>Fase 2 &#8211; condensaci\u00f3n<\/h3>\n<p>El refrigerante, proveniente del compresor, pasa del estado gaseoso al l\u00edquido cediendo calor al exterior.<\/p>\n<h3>Fase 3 &#8211; expansi\u00f3n<\/h3>\n<p>Al pasar por la v\u00e1lvula de expansi\u00f3n, el refrigerante l\u00edquido se transforma parcialmente en vapor y se enfr\u00eda.<\/p>\n<h3>Fase 4 &#8211; evaporaci\u00f3n<\/h3>\n<p>El refrigerante absorbe calor del exterior y se evapora completamente.<\/p>\n<p>El conjunto de estas transformaciones constituye el ciclo de la bomba de calor: suministrando energ\u00eda con el compresor, al refrigerante, este, en el evaporador, absorbe calor del entorno circundante y, a trav\u00e9s del condensador, lo cede al medio a calentar.<\/p>\n<h2 id=\"esquema-de-funcionamiento\">Esquema de funcionamiento<\/h2>\n<p>A continuaci\u00f3n, te presento un esquema que ilustra el funcionamiento de una bomba de calor. En la figura siguiente se representan los principales componentes.<\/p>\n<p>Se parte de una fuente de calor (aire, tierra, agua), que mediante el evaporador proporciona calor al refrigerante que se evapora. Luego se pasa por el compresor que comprime el gas refrigerante aumentando su temperatura. Se llega al condensador en el cual los gases calientes ceden calor al agua del sistema de calefacci\u00f3n condensando. El l\u00edquido luego pasa por la v\u00e1lvula de expansi\u00f3n, donde se expande reduciendo su propia temperatura.<\/p>\n<div id=\"attachment_23887\" style=\"width: 810px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-23887\" class=\"size-full wp-image-23887 lazyload\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2024\/02\/Heat-pump-diagram.jpg\" alt=\"Esquema de bomba de calor\" width=\"800\" height=\"400\" \/><p id=\"caption-attachment-23887\" class=\"wp-caption-text\"><noscript><img decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-23887 lazyload\" src=\"https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2024\/02\/Heat-pump-diagram.jpg\" alt=\"Esquema de bomba de calor\" width=\"800\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2024\/02\/Heat-pump-diagram.jpg 800w, https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2024\/02\/Heat-pump-diagram-300x150.jpg 300w, https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2024\/02\/Heat-pump-diagram-768x384.jpg 768w, https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2024\/02\/Heat-pump-diagram-705x353.jpg 705w, https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2024\/02\/Heat-pump-diagram-320x160.jpg 320w\" sizes=\"(max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/noscript> Esquema de una bomba de calor<\/p><\/div>\n<h2 id=\"tipos-de-bombas-de-calor\">Tipos de bombas de calor<\/h2>\n<p>Existen varios tipos de bombas de calor cuyo funcionamiento se basa en los mismos principios. Las bombas de calor se dividen, en primer lugar, en dos categor\u00edas principales:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>bombas de calor monovalentes<\/strong>: independientes de otros generadores de calor;<\/li>\n<li><strong>bombas de calor bivalentes<\/strong>: que se integran con otros generadores de calor, especialmente adecuadas para \u00e1reas sujetas a un descenso significativo de las temperaturas.<\/li>\n<\/ul>\n<p>En funci\u00f3n del fluido con el que intercambian calor, las bombas de calor se pueden clasificar en 4 tipos principales, indicando primero la fuente fr\u00eda (evaporador) y segundo el pozo caliente (condensador):<\/p>\n<ul>\n<li><strong>bomba de calor aire-agua<\/strong>: realiza tanto la funci\u00f3n de calefacci\u00f3n como la de refrigeraci\u00f3n. Funciona generando calor mediante el intercambio de calor con el aire exterior y utiliz\u00e1ndolo en un ciclo para transferir calor de un fluido m\u00e1s fr\u00edo a uno m\u00e1s c\u00e1lido, es decir, el agua sanitaria o la del sistema de calefacci\u00f3n;<\/li>\n<li><strong>bomba de calor aire-aire<\/strong>: consta de al menos dos unidades (una de las cuales es externa) y equipadas con un split y un sistema de conductos de aire. Ejemplos de bombas de calor aire-aire son los aires acondicionados;<\/li>\n<li><strong>bomba de calor agua-agua<\/strong>: utiliza agua tanto como fuente fr\u00eda como fuente caliente; en ambas circunstancias, el intercambio de calor ocurre en el evaporador y el condensador entre el refrigerante y el agua.<\/li>\n<li><strong>bomba de calor tierra-agua<\/strong> (geot\u00e9rmica): calienta el agua utilizando el calor presente en el suelo, captur\u00e1ndolo a trav\u00e9s de una sonda geot\u00e9rmica. Este tipo de m\u00e1quina tiene un alto ahorro energ\u00e9tico, especialmente si se combina con sistemas de calefacci\u00f3n a baja temperatura. Sin embargo, requiere mucha atenci\u00f3n en su mantenimiento.<\/li>\n<\/ul>\n<h2 id=\"bomba-de-calor-monobloque-y-dividida-diferencias\">Bomba de calor monobloque y dividida: diferencias<\/h2>\n<p>Para las bombas de calor aire-agua, se han desarrollado dos sistemas distintos: <strong>el sistema monobloque<\/strong> y el <strong>sistema dividido<\/strong>, dependiendo de d\u00f3nde ocurra el intercambio de energ\u00eda entre lo recuperado del aire exterior y el fluido que circula en el sistema de calefacci\u00f3n.<\/p>\n<p>En el sistema dividido, la transferencia de energ\u00eda ocurre en un intercambiador gas-agua colocado en una carcasa separada de la unidad externa que ha absorbido calor del aire. Este intercambiador suele colocarse dentro de la vivienda y est\u00e1 contenido en un m\u00f3dulo que se asemeja, en tama\u00f1o, a una caldera.<\/p>\n<p>En el sistema monobloque, en cambio, el intercambiador est\u00e1 contenido en la unidad externa misma, creando un todo.<\/p>\n<p>Por lo tanto, la diferencia principal entre los dos sistemas radica en que en la bomba de calor monobloque todos los componentes est\u00e1n agrupados juntos, mientras que en la dividida est\u00e1n distribuidos en dos unidades separadas, una interna y otra externa.<\/p>\n<div id=\"attachment_23888\" style=\"width: 810px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-23888\" class=\"size-full wp-image-23888 lazyload\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2024\/02\/Monobloc-and-split-heat-pump.jpg\" alt=\"Bomba de calor monobloque y dividida\" width=\"800\" height=\"400\" \/><p id=\"caption-attachment-23888\" class=\"wp-caption-text\"><noscript><img decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-23888 lazyload\" src=\"https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2024\/02\/Monobloc-and-split-heat-pump.jpg\" alt=\"Bomba de calor monobloque y dividida\" width=\"800\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2024\/02\/Monobloc-and-split-heat-pump.jpg 800w, https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2024\/02\/Monobloc-and-split-heat-pump-300x150.jpg 300w, https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2024\/02\/Monobloc-and-split-heat-pump-768x384.jpg 768w, https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2024\/02\/Monobloc-and-split-heat-pump-705x353.jpg 705w, https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2024\/02\/Monobloc-and-split-heat-pump-320x160.jpg 320w\" sizes=\"(max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/noscript> Bomba de calor monobloque y dividida<\/p><\/div>\n<h2 id=\"eficiencia-y-rendimiento-de-una-bomba-de-calor\">Eficiencia y rendimiento de una bomba de calor<\/h2>\n<p>Durante su funcionamiento, la bomba de calor:<\/p>\n<ul>\n<li>consume energ\u00eda el\u00e9ctrica en el compresor;<\/li>\n<li>absorbe calor en el evaporador, del entorno circundante, que puede ser aire o agua;<\/li>\n<li>cede calor al medio a calentar en el condensador (aire o agua).<\/li>\n<\/ul>\n<p>La ventaja en el uso de la bomba de calor radica en su capacidad para proporcionar m\u00e1s energ\u00eda (calor) de la el\u00e9ctrica utilizada para su funcionamiento, ya que extrae calor del ambiente exterior (aire-agua).<\/p>\n<p>Las bombas de calor representan la soluci\u00f3n ideal para reducir el consumo y las emisiones de CO2 y, por lo tanto, preservar el ecosistema de nuestro planeta. Son, por ejemplo, uno de los sistemas centrales e imprescindibles para los <a href=\"https:\/\/biblus.accasoftware.com\/es\/edificios-nzeb\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">edificios NZEB<\/a>. La eficiencia de una bomba de calor se mide mediante el COP (<strong>coeficiente de rendimiento<\/strong>), que es la relaci\u00f3n entre <strong>energ\u00eda proporcionada<\/strong> (calor cedido al medio a calentar) y <strong>energ\u00eda<\/strong> <strong>el\u00e9ctrica consumida<\/strong>.<\/p>\n<p>El COP var\u00eda seg\u00fan el tipo de bomba de calor y las condiciones de funcionamiento y suele tener valores cercanos a 3. Esto significa que, por 1 kWh de energ\u00eda el\u00e9ctrica consumida, proporcionar\u00e1 3 kWh (2580 kcal) de calor al medio a calentar.<\/p>\n<p>El COP ser\u00e1 tanto mayor cuanto m\u00e1s baja sea la temperatura a la que se cede el calor (en el condensador) y cuanto m\u00e1s alta sea la de la fuente de la que se absorbe (en el evaporador).<\/p>\n<p>Adem\u00e1s, es necesario tener en cuenta que la potencia t\u00e9rmica proporcionada por la bomba de calor depende de la temperatura a la que la misma absorbe calor.<\/p>\n<h2 id=\"como-funciona-una-bomba-de-calor-para-la-refrigeracion\">C\u00f3mo funciona una bomba de calor para la refrigeraci\u00f3n<\/h2>\n<p>La bomba de calor puede realizar tambi\u00e9n la funci\u00f3n de refrigeraci\u00f3n. La premisa fundamental es que la bomba de calor est\u00e9 dise\u00f1ada de manera <strong>reversible<\/strong>, es decir, que el proceso termodin\u00e1mico de la unidad pueda invertirse.<\/p>\n<p>En este caso, la bomba de calor extrae calor de los espacios habitables y lo transfiere al entorno circundante (aire, tierra o agua) a trav\u00e9s del circuito de recuperaci\u00f3n de calor descrito anteriormente.<\/p>\n<p>Hay dos opciones disponibles para la refrigeraci\u00f3n:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>refrigeraci\u00f3n activa<\/strong>: requiere energ\u00eda el\u00e9ctrica adicional para activar el compresor. A pesar de conllevar un coste adicional, ofrece una capacidad de refrigeraci\u00f3n superior en comparaci\u00f3n con la refrigeraci\u00f3n pasiva. Esta modalidad se utiliza a menudo con las bombas de calor aire-agua;<\/li>\n<li><strong>refrigeraci\u00f3n pasiva<\/strong>: es m\u00e1s eficiente desde el punto de vista energ\u00e9tico, pero solo se puede implementar con bombas de calor agua glicol-agua o agua-agua. En este caso, la bomba de calor no est\u00e1 completamente activa y el calor del edificio se transfiere a la fuente de energ\u00eda solo a trav\u00e9s de la bomba de circulaci\u00f3n.<\/li>\n<\/ul>\n<h2 id=\"como-funciona-una-bomba-de-calor-en-invierno\">\u00bfC\u00f3mo funciona una bomba de calor en invierno?<\/h2>\n<p>Hablar de aprovechar el calor ambiental en invierno podr\u00eda parecer un concepto inusual. Sin embargo, siempre y cuando la temperatura de la fuente de calor (aire, tierra o agua) permanezca por encima del punto de ebullici\u00f3n del refrigerante que transporta la energ\u00eda t\u00e9rmica, es posible utilizar de manera eficiente el calor ambiental para la calefacci\u00f3n y la producci\u00f3n de agua caliente.<\/p>\n<p>Dado que el punto de ebullici\u00f3n de los fluidos refrigerantes com\u00fanmente utilizados oscila entre un m\u00e1ximo de -57\u00b0C y un m\u00ednimo de -12\u00b0C, el funcionamiento del sistema de calefacci\u00f3n est\u00e1 garantizado de manera confiable incluso durante el invierno.<\/p>\n<p>En caso de que el sistema alcance su l\u00edmite en d\u00edas excepcionalmente fr\u00edos, se activa un elemento calefactor el\u00e9ctrico adicional para garantizar la seguridad.<\/p>\n<p>La eficiencia de una bomba de calor en invierno est\u00e1 influenciada por su dise\u00f1o. Las variaciones de temperatura de las fuentes de energ\u00eda para las bombas de calor de soluci\u00f3n salina\/agua (geot\u00e9rmicas) y agua\/agua (fosa) son significativamente menores que las de la bomba de calor aire\/agua. En el suelo, la temperatura se mantiene al menos a 10\u00b0C durante todo el a\u00f1o desde una profundidad de 10 metros.<\/p>\n<h2 id=\"cuales-son-las-ventajas-de-la-bomba-de-calor\">\u00bfCu\u00e1les son las ventajas de la bomba de calor?<\/h2>\n<p>Las principales ventajas del uso de una bomba de calor para la calefacci\u00f3n y el agua caliente sanitaria est\u00e1n relacionadas con las fuentes de energ\u00eda renovable y gratuita de las que la bomba extrae el calor para destinarlo a los edificios.<\/p>\n<p>Otras ventajas son:<\/p>\n<ul>\n<li>considerable ahorro en las facturas;<\/li>\n<li>costes bajos de mantenimiento;<\/li>\n<li>bajo impacto ambiental;<\/li>\n<li>acceso a incentivos fiscales.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Las desventajas de las bombas de calor est\u00e1n vinculadas principalmente a los costes de <strong>instalaci\u00f3n<\/strong> y al <strong>espacio<\/strong> requerido. M\u00e1s que desventajas, se debe hablar de consideraciones en la elecci\u00f3n de los modelos.<\/p>\n<div class=\"international-product-banner-desktop\" style=\"text-align: center;\"><a class=\"product-banner-link\" href=\"https:\/\/www.accasoftware.com\/es\/software-analisis-y-simulacion-energetica-dinamica\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><img decoding=\"async\" class=\"lazyload\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"\/wp-content\/themes\/enfold-child\/img\/banner_prodotto\/termus-plus-es.jpg\" alt=\"termus-plus\" \/><noscript><img decoding=\"async\" class=\"lazyload\" src=\"\/wp-content\/themes\/enfold-child\/img\/banner_prodotto\/termus-plus-es.jpg\" alt=\"termus-plus\" \/><\/noscript><\/a><\/div>\n<div class=\"international-product-banner-mobile\" style=\"text-align: center;\"><a class=\"product-banner-link\" href=\"https:\/\/www.accasoftware.com\/es\/software-analisis-y-simulacion-energetica-dinamica\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><img decoding=\"async\" class=\"lazyload\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"\/wp-content\/themes\/enfold-child\/img\/banner_prodotto_mobile\/termus-plus-es.jpg\" alt=\"termus-plus\" \/><noscript><img decoding=\"async\" class=\"lazyload\" src=\"\/wp-content\/themes\/enfold-child\/img\/banner_prodotto_mobile\/termus-plus-es.jpg\" alt=\"termus-plus\" \/><\/noscript><\/a><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La bomba de calor es una m\u00e1quina que utiliza la energ\u00eda del aire, del suelo o del agua subterr\u00e1nea y la convierte en energ\u00eda t\u00e9rmica. 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