Capitulo 2. II Estudio de Poblacion y Consumos

7/23/2019 Capitulo 2. II Estudio de Poblacion y Consumos

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POBLACION Y CONSUMOS

dependen de los aspectos financieros y de la factibilidad que se tenga en suimplementación. 7odo esto, +ace que las etapas iniciales, deben tomar en cuentalas etapas posteriores, a fin de fijar un periodo de diseño en conformidad con lasfuturas.

c% <elación anticipada del crecimiento de la población incluyendo posiblescambios en el desarrollo de la comunidad industrial y comercial.

d% Posibilidad de Financiamiento y tasas de interés.

2.1.2 Período de die!o reco#end$do en Nic$r$%&$

En General y de acuerdo a las normas de Diseño del IN! el Sistema de guaPotable se diseña para un per"odo de #$ % #& años por lo 'ue la poblaciónfutura ser( para ese per"odo.)na *e+ de,nida la población y los consumos de diseño! se proceden a de,nirlos elementos 'ue constituyen el sistema. -cuadro #./

C&$dro2.1 Período de die!o reco#end$doElementos Periodos de diseño en años

Fuentes super,ciales sin regulación #$%0$Fuentes super,ciales con regulación #$%0$Fuentes subterr(neas #$%0$Perforaciones de po+os 1enores de $2bras de captación3 di'ues tomas &%#&2bras de captación3 di'ues represas 0$%&$Estaciones de bombeo3 bombas ymotores

$%&

Estaciones de bombeo3 instalaciones #$%#&

4"neas de conducción #$%5$Plantas de tratamientos Por etapas de $%& 6an'ues de almacenamiento3 deconcreto

0$%5$

6an'ues de almacenamiento3met(licos

#$%0$

7ed de distribución #$

2.2 ESTUDIO DEL CRECIMIENTO DE LA POBLACI'N

El crecimiento poblacional de una ciudad es función de su desarrollo

socioeconómico e industrial. El sistema de abastecimiento de agua debe sercapa+ de propiciar y estimular ese desarrollo! por lo 'ue la determinación de lapoblación actual y futura es uno de los elementos determinantes en el diseño deun abastecimiento de agua potable8 con ella se podr(n proponer loscomponentes 'ue forman un acueducto3 9apacidad de fuentes de

1 IN. Normas técnicas3 . % Diseño de sistemas de abastecimiento de agua potable en el mediorural. Saneamiento b(sico rural. Nicaragua. #$$

Ing María Elena Baldizón Aguilar. 12




abastecimiento y almacenamiento! di(metro de tuber"as! tamaño de los e'uiposde bombeo! etc.

4a cantidad de agua necesaria en un Sistema de gua Potable en unacomunidad depende de la población y de la contribución perc(pita y por lotanto si se desea pro*eer con e:actitud la cantidad de agua necesaria es

imprescindible lle*ar acabo los Estudios de Población. E:isten tres par(metrospara determinar la población futura31. 9onocer la población actual.2. 7itmo de crecimiento ;istórico.3. Ni*el Socioeconómico.

97E9I1IEN62 DE 4 P2<49I2N -p/P= -n % D/ > -i % E/

donde3N3 Nacimientos.D3 Defunciones.

I3 Inmigración.E3 Emigración.

a Tasa de Crecimiento poblacional es el aumento $o disminución% de la población por añoen un determinado período debido al aumento natural y a la migración neta, expresadocomo porcentaje de la población del año inicial o base.

a Tasa Vegetativa de crecimiento es simplemente los nacimientos menos lasdefunciones. Si +ay ms defunciones que nacimientos obtendremos un número negativo,o dic+o de otro modo, en lugar de ganar población se pierde.

a Tasa de Natalidad es número de niños nacidos vivos en un año, expresado comoporcentaje de la población o por cada &.222 personas= y la tasa bruta de natalidad es elcociente entre el número de nacimientos ocurridos durante un periodo determinado$generalmente un año calendario% y la población media del mismo periodo.

a Tasa de Mortalidad es número de defunciones ocurridas en un año, como porcentajede la población o por cada &.222 personas= y la tasa bruta de mortalidad es el cocienteentre el número de defunciones de todas las edades ocurridas en un periodo determinado$generalmente un año calendario% y la población estimada a mitad del mismo periodo.

a Tasa de Migración es el cociente entre el saldo neto migratorio de un periodo$inmigrantes menos emigrantes% y la población estimada a mitad del mismo periodo.

:ipótesis >aja

2.2.1 (&en)e de in*or#$ción

E:isten diferentes tipos de fuente donde se pueden obtener datos sobrepoblación! cada una di,ere de la otra. 4as Principales fuentes del pa"s puedenser3





El Instituto Nicarag?ense de Estad"sticas y 9ensos -INE9/! el encargado a ni*elNacional de reali+ar censos. 4os @nicos censos e:istentes a la fec;a fueronreali+ados en los años A&$! AB0! AC y AA&.Fuentes locales! tales como3 lcald"as! ENE4! EN94! unta electoral y 9ausaspropias para el estudio.

2.2.2 M+)odo de elección de ,o-l$ción *&)&r$

E:isten muc;as metodolog"as de proyectar la población! pero los métodos deproyección 'ue se aplican m(s frecuentemente en Nicaragua son el métodogeométrico! el aritmético.

El sistema m(s con*eniente debido a la poca información disponible es aplicarla siguiente secuencia de c(lculo en la proyección.

. Determinar las tasas de crecimiento ritmético y Geométrico de la

Población seleccionada en los distintos per"odos intercensales.#. Determinar las tasas de crecimiento Geométrico anual del 1unicipio y del

Departamento en los per"odos intercensales.0. plicar las tasas de crecimiento anual a la población base y encontrar las

poblaciones futuras de los pró:imos años dependiendo del per"odo dediseño.

5. De esta manera se obtiene la población para el per"odo de diseño 'uelógicamente deber( manifestar una tasa de crecimiento geométrico anualde #.& al 5 de conformidad con las normas de diseño del IN.

&. Seg@n estudios ;ec;os por consultores de la ,rma gust"n 9;ang y a+ennd Sayer! en el estudio de Factibilidad para ciudades les permitió llegar alas conclusiones siguientes3 Ninguna de las ciudades tendr( crecimiento

)rbano mayor el 5 ni menor de #.& .

?ara proyectar la población, la elección final del m/todo depende, de la experiencia deldiseñista y del conocimiento que se tenga acerca de las condiciones Socio-Económicas ycaracterísticas de salud de la población, de esta manera se puede tomar una tasa decrecimiento con diferentes +ipótesis, las cuales pueden ser altas, medias y bajas segúnlos datos que se tengan ya sea de la "!#, de la alcaldía de la región etc.

2.2.2.1 Proección $ri)#+)ic$

El crecimiento es aritmético! si el aumento de la población en un inter*alo de

tiempo es in*ariante e independiente del tamaño de ésta ! el crecimiento eslineal.

r g =n

Po Pf −

( ) nra Po Pf ++= 1





0onde-Pf = ?oblación futura $+ab.%r g @ 7asa anual de crecimiento $A%P o = ?oblación inicial de referencia $+ab.%

T = ?eriodo de diseño, a partir del año dato para la población inicial $años%

El método de proyección lineal es un método completamente teórico y rara*e+ se da el caso de 'ue una población presente este tipo de crecimiento. En logeneral este procedimiento proporciona cantidades menores a la realidad ypresenta incon*eniente en presentar resultados proporcionales y est(ticos.

Se aplica a pe'ueñas comunidades en especial en el (rea rural y a ciudadescon crecimiento muy estable y 'ue no posean (reas de e:tensión futuras.

2.2.2.2 M+)odo %eo#+)rico

El crecimiento es geométrico cuando el aumento de la población esproporcional al tamaño de la población en un determinado tiempo. En estecaso el patrón de crecimiento es el mismo 'ue el de interés compuesto! el cualse e:presa3

1

/1

−

=

n

Po

Pnr

0onde-?n @ ?oblación del año 8n9?o @ ?oblación al inicio del período de diseñor @ 7asa de crecimiento en el periodo de diseño expresado en notación decimal.n @ !úmero de años que comprende el período de diseño.

Este método es m(s aplicable a ciudades 'ue no ;an alcan+ado su desarrollo y'ue se mantienen creciendo a una tasa ,Ha y es el de mayor uso en Nicaragua.Se recomienda usar las siguientes tasas bas(ndose en el crecimiento ;istórico.En Nicaragua se aplican las siguientes consideraciones3

• Ninguna de las localidades tendr( una tasa de crecimiento urbano mayor

de 5.• Ninguna de las localidades tendr( una tasa de crecimiento urbano menordel #.&.

• Si el promedio de la proyección de población por los dos m/todos adoptados

presenta una tasa de crecimiento-

a% 6ayor del BA, la población se proyectar en base al BA, de crecimiento anual.





b% 6enor del 1.(A la proyección final se +ar basada en una tasa de crecimientodel 1.(A.

c% !o menor del 1.(A, ni mayor del BA, la proyección final se +ar basada en elpromedio obtenido.

2.2.2./ M+)odo e)$dí)ico

dem(s de los métodos anteriores pueden emplearse métodos estad"sticospara aHustar los *alores ;istóricos a la ecuación de la regresión de una cur*alineal! e:ponencial!o logar"tmica

a/ 4"nea recta o regresión lineal 3 y = a > b:b/ 9ur*a E:ponencial -a$/ y = aeb:

c/ 9ur*a 4ogar"tmica y = a > b ln-:/.En las ecuaciones anteriores 3

J= población K= años.N3 n@mero de censos disponibles.

! b = coe,cientes de correlación! estos se encuentran resol*iendo lasecuaciones siguientes3

/ n > < Σ:i = Σyi!

#/ Σ:i > < Σ:i =Σyi:i!

0/ 7# = Σyi > <=Σyi:i > Ln -Σyi/ #

Σ-yi/# % Ln -Σyi/#

2.2.2.0 M+)odo de S$)&r$ción

6rata de determinar la población de saturación para un lugar determinado!luego de conocer sus tasas de crecimientos para *arios per"odos de tiemposanteriores. Se supone 'ue no e:iste e:pansión en (rea.Se puede determinar estableciendo una densidad -;abLa/ o dependiendo deln@mero de lotes por el "ndice ;abitacional. -No. de lotes MabLlote/

2.2./ Ee#,lo de Proección de Po-l$ción"

9alcular la Población para los años #$$ y #$#$ para una 9omunidad! cuyosdatos censales son3

2 P2<. DE4 DP62. P2<. DE 7EP.AC& &$$ !$5A!BAO& B0$$ !0&0!&OOAA& CO$$ !AA!&50#$$& OA$$ #!0$$!$$$

1. Proección $ri)#+)ic$

6asas de crecimiento aritmético3





7 AC& % AO& = B0$$ % &$$ = #$$

7 AO& % AA& = CO$$ % B0$$ = &$$

7 AA& % #$$& = OA$$ % CO$$ = #$$

promedio = 0$ -4as tasas son relati*amente constantes e independientes dela población./

Población Proyectada3P#$$&= PAA& > 7 prom -n/P#$&= OA$$ > 0$ : $ = $!#$$ ;abitantesP#$#&= OA$$ > 0$ : #$ = !&$$ ;abitantes

2. Proección %eo#+)ric$

6asas de 9recimiento3

r = B0$$ L$ % = #.0 &$$

r# = CO$$ L5$ % = #.& B0$$

r0 = OA$$ L$ % = .0# CO$$

rprom = .OB

Po-l$ción Proec)$d$

P#$&= P#$$&- > rprom/ = OA$$ - > $.$OB/ = $!C$.$&

P#$#&= OA$$ - C$.$OB / = #!OBB

3. Proyección con la relación directa:

PERÍODO AUMENO DE !A PO"!A#$ONDe%artamento

&A'(r Re%)*lica

&AR(R

&'C(D&')( &122 2.22E' E2E')) 2.221()

&''(D&'C( &(22 2.221E( FE)''(( 2.2E'E

122(D&''( &&22 2.22E(F E2CB() 2.2&B(





?romedio 2.22E1) 2.21F(

Año Po*. Proyecde laRe%)*lica

A+mento conrelación a Po ,A,

A+mento delde%artamento A-r

Po*.ProyectadaP/Po - &A-r(

122( 1E22222 C'2212&( 1'F)(F( FC)(F( 1&)B &&2)B

121( E2C2F)1 &(C2F)1 (2(C &E'(C

0. Res+men de %o*lación %royectada

2./ CONSUMO DE AUA

s el agua utili*ada por un grupo cualquiera radicado en un lugar, constituye el consumode agua. ste consumo estar en proporción directa al número de +abitantes enproporción al mayor ó menor desarrollo de sus actividades comerciales e industriales ytambi/n de su modus vivendus $condiciones conómicas% y por una serie de factores loscuales inciden en el consumo.l consumo es la parte del suministro de agua potable que generalmente utili*an losusuarios, sin considerar las p/rdidas en el sistema. Se expresa en unidades de mEGdía olGdía, o bien cuando se trata de consumo per cpita se utili*a lG+abGdía

Se entiende por 8dotación9 la cantidad de agua que se asigna a cada +abitante y quecomprende todos los consumos del servicio que se +ace en un día medio anual, sin incluir las p/rdidas físicas en el sistema.

#.0. Factores 'ue inciden en el consumo de agua.

4os principales son3

a/ 9lim(ticosb/ Ni*el de idac/ 9ostumbresd/ )so de idrómetros -1edidores/

e/ 6arifasf/ 9alidad -blanda! dura! etc./g% Presión residual;% 9onsumo comercial e industrial y p@blicoi/ Perdidas de fricción de las tuber"as y fugas

H/ E:istencia de alcantarillado Sanitario

Ing María Elena Baldizón Aguilar.

AO M. AR$ME$#O M. EOMER$#O M. DE !A RE!A#.D$RE#A

122( &2122 &2)2& &&2)B

12&( &&(22 &1CFF &E'(C

18




6odos estos factores determinan los consumos y deben ser cuidadosamenteestudiados con el obHeto de determinar la dotación total necesaria para cadapoblación.

#.0.# 6ipos de consumo

4os diferentes tipos de consumo pueden ser3 Doméstico! 9omercial! Industrial!P@blico! Pérdidas

Con&#o Do#+)ico39onstituido por el 9onsumo familiar de agua de bebida! la*ado de ropa! baño!aseo prsonal! etc! este representa generalmente el consumo predominante enel diseño. continuación se demuestra el consumo promedio en porcentaHessiguientes3

a/ Ser*icio Sanitario 5 b/ seo 9orporal 0 c/ 9ocina B

d/ <ebida & e/ 4a*ado de 7opa 5 f/ 4impie+a General 0 g/ 4a*ado de grifo y ire

condicionado.

Este consumo es el 'ue representa generalmente el consumo predominante enel diseño.De acuerdo a In*estigaciones de 9onsumo 'ue se ;an ;ec;o en nuestro pa"sIN % )NN % -)NI/! estudios de demandas de gua como tema 1onogr(,cosde Estudiantes! Estudios de las die+ ciudades! etc.! el IN! establece dentrode sus normas de diseño! dotaciones de agua potable para diferentes rangos

de poblaciones -cuadro #./ y pueden usarse perfectamente cuando no seposeen datos locales sobre las di*ersas (reas de consumo -9omercial eIndustrial/.

Donde no e:isten registros de consumo de años anteriores -1ediciones/!pueden ser*ir de base para el diseño de los *alores del cuadro siguiente son losresultados obtenidos del Estudio reali+ado para las diferentes ciudades#.

Do)$cione reco#end$d$ ,$r$ di*eren)e ci&d$de del ,$í1.

C&$dro 2.2 DOTACIONES DE CONSUMOR$n%o de,o-l$ción

Con&#o

3$- L,,d. ,,d$.$$ % &!$$$ C& #$

&!$$$ % $!$$$ A& #&

2 Normas 6écnicas para el Diseño de bastecimiento y Potabili+ación del gua. -N62N $A$$0%AA/.#$$.





$!$$$%&!$$$ 0 0$&!$$$%#$!$$$ 0# 0&#$!$$$ % 0$!$$$ & 5$0$!$$$%&$!$$$ C$ 5&

De &$!$$$%

$$!$$$

OA &$

P$r$ l$ ci&d$d de M$n$%&$

Se usaran las cifras contenidas en el cuadro #.0

C&$dro 2./

CLASI(ICACION DE BARRIOS1 DOTACIONPPD LPPD

sentamientos progresi*os - se abastecenmediante puestos p@blicos/

$ 0O

Qonas de m(:ima densidad y de acti*idades

mi:tas -las *i*iendas ocupan un promediodel B& del (rea total/ 5& C$

Qonas de alta densidad - lotes de *i*iendascon (reas de &$ m# a #&$ m#/.

5$ &$

Qonas de media densidad -lotes de*i*iendas con (reas de &$$%C$$ m#/

$$ 0CO

Qona de baHa densidad -rea m"n de $$$m#/

&$ &BO

P$r$ el die!o de i)e#$ de $-$)eci#ien)o de $%&$ ,o)$-le en el#edio r&r$l"

• Por medio de puestos p@blicos! se asignara una dotación de 0$ a5$ lppd.

• Por medio de cone:iones domiciliares de patio! se asignara unadotación de &$ a B$ lppd.

• Para po+os e:ca*ados a mano y po+os perforados se asignara unadotación de #$ a 0$ lppd.

• 4a población a ser*ir por po+os e:ca*ado a mano se estima como

m"nimo B familias de B miembros o sea 0B personas por po+o.

• 4os po+os perforados la población a ser*ir se estima como m"nimode $$ personas por po+o.

4Con&#o Co#erci$l e Ind&)ri$l3 9omprende el agua suministrada ainstalaciones comerciales e industriales la demanda depender( de las





condiciones locales! del tipo de comercio e industria y los procesos 'ue setengan adoptados para su producción.-cuadros #.5 y #.&/

En algunas industrias poseen su propia fuente! en especial po+os.9uando el 9omercio o Industria constituye una situación normal tales comope'ueños comercios e industrias! ;oteles! gasolineras! pueden ser incluido y

estimado dentro de los consumos perc(pita adaptados y diseñar en base aesos par(metros.

Con&#o P5-lico" Est( constituido por el agua destinada a 7iego de +onaserdes! Par'ues! ardines P@blicos! 9asa de Gobierno! Escuela! 9(rceles!4a*ado de 9alles! Incendios.

C&$dro 2.0. Do)$cione ,$r$ l$ ci&d$d de M$n$%&$ .

Con&#oDo)$ción

$l67$8dí$ Li)ro67$8dí$9omercial #&!$$$ A5.B#P@blico eInstitucional

De acuerdo al desarrollo

Industrial de la población.

Para el resto de las ciudades y localidades del pa"s3Se usar(n los porcentaHes de acuerdo a la dotación doméstica diaria -cuadro #.5/y en casos especiales se deber( anali+ar en forma detallada.

C&$dro 2.9. Do)$cioneCon&#o Porcen)$e : ;<9omercial CIndustrial #

P@blico CCon&#o ,or Incendio"

dicionalmente a los otros consumos en los sistemas de abastecimientos de aguadebe pre*erse una demanda para combatir incendios y 'ue se satisfaga conagua pro*eniente del sistema. Este debe ser adecuado a la capacidad delsistema y rango de la población proyectada. Seg@n Normas del IN! #$$ sepresenta el cuadro #.B.

C&$dro 2.=. C$&d$le con)r$ Incendio

R$n%o de Po-l$ciónDe A C$&d$le C$&d$le ,or)o#$,#.

,#. L6

$ &!$$$ No se considera&!$$$ $! $$$ O$ #$$ & 0 toma de &$ mm$!$$$ &!$$$ #$$ &&$ 0 0& toma de #&$ mm&!$$$ #$!$$$ 0&$ &&$ ## 0& # tomas de #&$

mm#$!$$$ 0$!$$$ &&$ 0& B0 0 tomas de #&$





!$$$ mm0$!$$$ &$!$$$ !$$$

!&$$B0 A& # tomas de &$$

mm&$!$$$ $$!$$$ !&$$ y m(s &$$ y m(s 0 tomas de &$$

mm

Seg@n las Normas IN2S! para el c(lculo de dotaciones contra incendio! se suponeuna duración de 5 ;oras los gastos a usar son de $ ltsLseg en +ona residencial!unifamiliar.

4as Normas del 1inisterio de Sanidad para el diseño de acueductos 7urales! seconsidera un incendio de # ;oras para gastos en los ;idrantes entre & y $ ltsLsegdependiendo de las caracter"sticas de las edi,caciones. 2././ >$ri$cione de con&#o e in?&enci$ o-re l$ di*eren)e ,$r)edel i)e#$

En general la ,nalidad del Sistema de agua potable es la de suministrar agua auna 9omunidad en forma continua y con presión su,ciente a ,n de satisfacerra+ones sanitarias! sociales! económicas! propiciando as" su desarrollo.Para lograr tales obHeti*os es necesario 'ue cada una de las partes 'ueconstituyen el acueducto este satisfactoriamente diseñada y funcionalmenteadaptada al conHunto. Esto implica el conocimiento cabal del funcionamientodel sistema de acuerdo a las *ariaciones en los consumos de aguas 'ueocurrir(n para diferentes momentos durante el per"odo del diseño pre*isto.

4os consumos de una localidad! muestran *ariaciones estacionales -de acuerdola época in*ierno o *erano/! mensuales! diaria y ;orarios. Estas *ariacionespueden e:presarse en función del 9onsumo medio diario.

CONSUMO PROMEDIO DIARIO:

Es el consumo promedio de los 9onsumos diarios durante un año registro!esperado -en lts.Lseg.! en gpm/ y es la base para la estimación del caudalm(:imo diario y ;orario y se obtiene con la fórmula siguiente3

9PD = Población M Dotación

l consumo total obtenido debe agreg(rsele un porcentaHe con obHeto depre*er las pérdidas y fugas de agua debido a las ,ltraciones 'ue puedanpresentar el grupo de obras 'ue constituye el sistema! por tanto el 9onsumopromedio total se e:presa3

9PD6. = 9PD > f

CONSUMO MÁXIMO DIARIO:





9omo el d"a de m(:imo consumo de una serie de registros durante los 0B& d"asde un año. 7epresenta el d"a de mayor consumo en el año y se calcula con lae:presión siguiente3

CMD @ : 8 CPD< 7* -seg@n Normas IN/

91D3 9onsumo de 1(:imo d"a en lps o en gpm

R oscila3 .0$ a .&

Esta *ariación del consumo esta e:presada en porcentaHes y ser( igual al 0$de la demanda promedio diaria para la ciudad de 1anagua. Para las otraslocalidades del resto del pa"s! este promedio estar( entre el 0$ a &$seg@n IN.Este caudal es el 'ue debe aportar como m"nimo la fuente de abastecimiento!y es el 'ue debe lle*ar la l"nea de conducción y con el 'ue se calcula lacapacidad de la planta potabili+adora y el tan'ue de regulación.

CONSUMO MAXIMO HORARIO:

9omo la ;ora de m(:imo consumo del d"a de m(:imo consumo y se presentaen una ;ora durante un añ completo y se e:presa3

CM7 @ 8 CPD 7* -Normas IN/

R = .&% #.& -factor/

Para la ciudad de 1anagua el factor ser( igual al &$ de la demanda del d"apromedio! y para las localidades del resto del pa"s! ser( igual al #&$ delmismo d"a.

Pérdidas (Hf):

Es la parte del agua 'ue se produce en un sistema de agua potable y se pierdeen cada uno de sus componentes. 4as pérdidas son producto por Huntas en malestado! *(l*ulas y cone:iones defectuosas y puede llegar a representar del$ % #& del consumo total. En caso de Nicaragua se puede adoptar un #$9PD

En función de las perdidas en la red! o del *olumen de agua no controlada-N9/ puede cali,carse al ser*icio correspondiente de acuerdo con el cuadro#.C3

C&$dro 2. Cl$ic$ción del ericio e%5n l$ ,+rdid$gua no controlada

-N9/9ali,cación

≤ #$ E:celente

#$ <N9 ≤ #& <ueno

#& <N9 ≤ 0$ ceptable sin reparos

0$ <N9 ≤ 0& ceptables conIng María Elena Baldizón Aguilar. 23




reparos0& <N9 7ec;a+able

4os gastos de diseño para los diferentes componentes del sistema de abastecimientode aguapotable ser(n los 'ue se muestran en el cuadro #.C.

9uadro #.C gastos de Diseño

Ele#en)o $)o dedie!o :l6<

Fuente y 2bra de9aptación

91D

4"nea de conducción porbombeo

91D

4"nea de conducción porgra*edad a la 7ed

91

Planta de 6ratamiento 91D7ed de Distribución 91


Capitulo 2. II Estudio de Poblacion y Consumos

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