NS-061 (Rehabilitacion de Redes)

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Código: NS-061Estado: Vigente

Versión: 0,1Origen: EAAB-Norma Técnica

Tipo Doc.: Norma Téc. de Servicio

ASPECTOS TÉCNICOS PARA LA REHABILITACIÓN DE REDES Y ESTRUCTURAS DE ALCANTARILLADO

Elaborada

INFORMACION GENERAL

Tema: MANTENIMIENTO ALCANTARILLADOComité: Subcomité Mantenimiento - AlcantarilladoAntecedentes:Vigente desde: 09/11/2001

Contenido del Documento :

0. TABLA DE CONTENIDO1 ALCANCE2 DOCUMENTOS RELACIONADOS3 TERMINOLOGÍA4 REQUISITOS4.1 CONSIDERACIONES GENERALES4.2 DIAGNÓSTICO Y SELECCIÓN DE LA TÉCNICA DE REHABILITACIÓN4.2.1 Sección Transversal4.2.2 Cimentación4.2.3 Tipo de Falla4.2.3.1 Fallas operacionales4.2.3.2 Fallas estructurales4.2.4 Impacto Ambiental y Social4.3 SELECCIÓN DE LOS MATERIALES DE LA TUBERÍA4.4 MÉTODOS DE REHABILITACIÓN Y REPARACIÓN DE TUBERÍAS4.4.1 Rehabilitación de Redes con Excavación a Cielo Abierto4.4.2. Métodos sin Excavación en Zanja4.4.3 Rehabilitación de Estructuras del Sistema de Alcantarillado4.4.4. Reparación de Redes de Alcantarillado4.5 ENTREGA DE INFORMACIÓN

ANEXOS

ANEXO 1. MATRIZ DE PRIORIZACIÓN POR AFECTACIÓN EN LA PLANEACIÓN DE ACTIVIDADESANEXO 2. MÉTODOS DE REHABILITACIÓN DE TUBERÍAS SIN ZANJAANEXO 3. REPARACIÓN DE ALCANTARILLADOS

1. ALCANCE


Definir los criterios técnicos para la rehabilitación de los elementos constitutivos del sistema de alcantarillado del perímetro sanitario de la ciudad de Bogotá.

2. DOCUMENTOS RELACIONADOS

Los documentos aquí relacionados han sido utilizados para la elaboración de esta norma y servirán de referencia y recomendación; por lo tanto, no serán obligatorios, salvo en casos donde expresamente sean mencionados.

EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ - E.S.P. Aspectos técnicos para inspección y mantenimiento de redes y estructuras de alcantarillado. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NS-058).

--------. Criterios para selección de materiales de tuberías para redes de acueducto y alcantarillado. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NS-123).

--------. Cunetas y canaletas de drenaje superficial. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NS-057).

--------. Desmonte, limpieza, demoliciones y traslado de estructuras. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NS-020).

--------. Entibados y tablestacados. Bogota: EAAB - E.S.P. (NS-072).

--------. Excavaciones en zanja. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NS-019).

--------. Instalación de tuberías de alcantarillado. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NS-073).

--------. Lineamientos para trabajos topográficos. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NS-030).

--------. Manual de manejo del impacto urbano. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NS-038).

--------. Manual de procedimientos. Dirección mantenimiento alcantarillado. Bogotá: EAAB - E.S.P., 2000.

--------. Pozos de inspección. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NS-029).

--------. Rellenos. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NP-040).

--------. Rejillas y tapas para sumideros. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NP-023).

--------. Requisitos mínimos de higiene y seguridad industrial para el manejo de equipos empleados en labores de construcción de sistemas de acueducto y alcantarillado. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NS-107).

--------. Requisitos para la elaboración y presentación de estudios geotécnicos. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NS-010).

--------. Sumideros. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NS-047).

--------. Tapas, arotapas y arobases para pozos de inspección. Bogotá: EAAB - E.S.P. (NP-024).

EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ - E.S.P., CONSORCIO GRUCON - IEH - SOPRIN. Estudio para la rehabilitación del sistema de alcantarillado cuencas Salitre, Torca, Conejera y Jaboque. Bogotá: EAAB - E.S.P., CONSORCIO GRUCON - IEH -


SOPRIN, 1998.

3. TERMINOLOGÍA

3.1 FALLA ESTRUCTURAL

Estado límite de servicio, por encima del cual las deformaciones existentes o la capacidad estructural del sistema han sido superadas; puede esto ser generado por deficiencias en el diseño o en la construcción, por aumento de las cargas actuantes o por desplazamientos del terreno, entre otros.

3.2 FALLA OPERACIONAL

Fallas relacionadas con la pérdida de la capacidad en la conducción de los flujos establecida en el diseño de las tuberías, debida a la reducción de la sección transversal y/o aumento de la sedimentación, y por el aumento de caudales no esperados, generados por incrementos de conexiones erradas, infiltraciones, obstrucciones, aumento de la población o cambio en el uso del suelo.

3.3 REHABILITACIÓN DE REDES

Recuperación de los sistemas de alcantarillado que presenten fallas hidráulicas, estructurales y/o colmatación que impidan el flujo normal de las aguas, para conservar las condiciones originales de diseño y de construcción.

3.4 RENOVACIÓN DE REDES

Grupo de técnicas que permiten sustituir o renovar una tubería de alcantarillado, con el fin de resolver problemas tanto estructurales como hidráulicos; implica la colocación de tubería nueva de igual o mayor diámetro.

4. REQUISITOS

4.1 CONSIDERACIONES GENERALES

En esta norma no se contempla la reevaluación del diseño existente, de un sector o un sistema determinado; sólo se considera que las condiciones de diseño y construcción originales se mantienen invariables.

4.2 DIAGNÓSTICO Y SELECCIÓN DE LA TÉCNICA DE REHABILITACIÓN

A partir de una completa inspección de las tuberías, realizada de acuerdo con las indicaciones de la norma de la EAAB-ESP "NS-058 Aspectos técnicos para inspección y mantenimiento de redes y estructuras de alcantarillado", debe determinarse, como mínimo: La causa del daño de la tubería, dimensiones del daño, afectación hidráulica y, a partir de dicha información, establecer un diagnóstico


del estado de las tuberías y de la afectación del entorno, para posteriormente determinar el método de rehabilitación a utilizar y las zonas de intervención.

La afectación del entorno para el establecimiento de la prioridad de ejecución de las labores puede ser evaluada tomando como base la matriz de priorización indicada del Anexo 1 de la presente norma. Dicha matriz permite evaluar, por sectores, la prioridad de atención del trabajo de rehabilitación.

Como producto de la evaluación técnica de cada uno de los sectores se deben proponer diversas alternativas para la rehabilitación del tramo o tramos afectados, teniendo en cuenta como parámetro adicional la evaluación de costos (directos e indirectos) del proyecto.

La selección de la técnica de rehabilitación más apropiada para las condiciones de afectación de la tubería debe realizarse evaluando, como mínimo, los aspectos mencionados a continuación.

4.2.1 Sección Transversal

Se debe revisar la sección transversal a lo largo del tramo afectado. Esta revisión debe hacerse comparando las condiciones iniciales de la tubería (en planos) con las encontradas en el terreno a partir de una medición directa.

Si la sección transversal encontrada no coincide con la forma y dimensiones de las tuberías que existen en el mercado, se debe solicitar a la EAAB-ESP la sección transversal equivalente con la cual se debe trabajar y las recomendaciones respectivas emitidas por ellos.

4.2.2 Cimentación

Se debe hacer una evaluación del comportamiento de la cimentación para el tramo a rehabilitar; para tal efecto, se deben realizar una serie de sondeos exploratorios, y ensayos en laboratorio, en la zona de cimentación de la tubería y en el sector aledaño (terreno natural), para evaluar parámetros geotécnicos tales como: Capacidad portante, asentamientos y tipo de suelos. Los sondeos exploratorios y ensayos en laboratorio deben ser realizados de acuerdo con las indicaciones de las normas de la EAAB-ESP "NS-010 Requisitos para la elaboración y presentación de estudios geotécnicos" y "NP-040 Rellenos".

4.2.3 Tipo de Falla

Para la determinación del tipo de tecnología aplicable a la rehabilitación de un sistema de alcantarillado, se debe tener conocimiento de los tipos de fallas que pueden encontrarse en el tramo de tubería a rehabilitar. Los tipos de fallas deben determinarse a partir de la inspección de las redes que debe realizarse de acuerdo con las consideraciones de la norma técnica de la EAAB-ESP "NS-058 Aspectos técnicos para inspección y mantenimiento de redes y estructuras de alcantarillado".

En general, las fallas en las tuberías de alcantarillado pueden separase en dos grandes grupos: Fallas operacionales y fallas estructurales. Adicionalmente, pueden ser analizadas como fallas localizadas, que afectan uno o varios puntos o tramos de las tuberías, o como fallas generalizadas que requieren la intervención del área aferente.

4.2.3.1 Fallas operacionales

Los problemas operacionales que deben ser evaluados, como mínimo, son los siguientes:

- Infiltraciones y exfiltraciones generalizadas. - Intrusión de raíces en las tuberías.- Colmatación o depósitos de residuos sólidos en los componentes del sistema.


- Incrustaciones en las paredes de la tubería.

4.2.3.2 Fallas estructurales

Las fallas estructurales que deben ser evaluadas, como mínimo, son:

- Fisuramiento de la tubería.- Corrosión y erosión de los elementos componentes de los sistemas.- Fisuras y grietas longitudinales o transversales.- Colapso de los componentes del sistema.- Fallas por desplazamiento.

4.2.4 Impacto Ambiental y Social

Para la selección del método de rehabilitación debe realizarse una evaluación técnica y económica del impacto de las obras sobre el ambiente y sobre la comunidad de la zona aledaña, de acuerdo con todas las consideraciones de la norma de la EAAB-ESP "NS-038 Manual de manejo del impacto urbano".

4.3 SELECCIÓN DE LOS MATERIALES DE LA TUBERÍA

El material seleccionado para la rehabilitación de la tubería debe ser, preferiblemente, igual al que se va a reemplazar; en los casos en los que no sea posible realizar el reemplazo con el mismo material, la EAAB-ESP determinará aquél que considere más apropiado, de acuerdo con el tipo de proyecto, la compatibilidad entre el material existente de la tubería y el material con el que se va a realizar la rehabilitación, y el material para la ejecución de los empates entre las tuberías.

Para la selección del material de la tubería, se deben tener en cuenta las consideraciones de la norma de la EAAB-ESP "NS-123 Criterios para selección de materiales de tuberías para redes de acueducto y alcantarillado".

4.4 MÉTODOS DE REHABILITACIÓN Y REPARACIÓN DE TUBERÍAS

Los métodos de rehabilitación de tubería pueden clasificarse en dos grandes grupos.

Métodos con excavación en zanja a cielo abierto.Métodos sin excavación en zanja.

Para la ejecución de los trabajos de rehabilitación deben tenerse en cuenta las consideraciones constructivas indicadas en las normas vigentes de la EAAB-ESP.

Para la aprobación por parte de la EAAB-ESP, deben presentarse las secuencias y rutinas constructivas, que deberán realizarse sobre la base de un plan detallado de ejecución de labores.

4.4.1 Rehabilitación de Redes con Excavación a Cielo Abierto

La rehabilitación de las tuberías, o tramos de tuberías, debe ser realizada de pozo a pozo, excepto en casos extremos en los que se deben realizar empates a las tuberías o intercalación de pozos, teniendo en cuenta las consideraciones que al respecto emita la EAAB-ESP.

La rehabilitación de tuberías a cielo abierto debe realizarse teniendo en cuenta las consideraciones contenidas en las siguientes normas de la EAAB-ESP:


"NP-040 Rellenos" "NS-019 Excavaciones en zanja" "NS-020 Desmonte, limpieza, demoliciones y traslado de estructuras" "NS-030 Lineamientos para trabajos topográficos" "NS-038 Manual de manejo del impacto urbano" "NS-072 Entibados y tablestacados" "NS-073 Instalación de tuberías de alcantarillado" "NS-107 Requisitos mínimos de higiene y seguridad industrial para el manejo de equipos

empleados en labores de construcción de sistemas de acueducto y alcantarillado"

4.4.2 Métodos sin Excavación en Zanja Para la ejecución de los trabajos de rehabilitación de tuberías con métodos alternativos (excavación sin zanja), deben seguirse las indicaciones suministradas por el proveedor de la tecnología. El Anexo 2 presenta algunos de los métodos de rehabilitación utilizados.

4.4.3 Rehabilitación de Estructuras del Sistema de Alcantarillado

Para la rehabilitación de pozos de inspección y estructuras de conexión deben seguirse, además de las normas generales indicadas en el numeral 4.4.1 de la presente norma, las indicaciones de la norma de la EAAB-ESP "NS-029 Pozos de inspección", NP-024 Tapas, arotapas y arobases para pozos de inspección".

Para la rehabilitación de sumideros deben seguirse, además de las normas generales indicadas en el numeral 4.4.1 de la presente norma, las indicaciones de la norma de la EAAB-ESP "NS-047 Sumideros" y "NP-023 Rejillas y tapas para sumideros".

Para la rehabilitación de cunetas y canaletas deben seguirse, además de las normas generales indicadas en el numeral 4.4.1 de la presente norma, las indicaciones de la norma de la EAAB-ESP "NS-057 Cunetas y canaletas de drenaje superficial".

Para la rehabilitación de cualquier otra estructura diferente a la aquí indicada, se deben tener en cuenta las indicaciones que para dichas estructuras defina la EAAB-ESP.

4.4.4 Reparación de Redes de Alcantarillado

La reparación de redes hace parte de la rehabilitación de dichos sistemas. Para dicha reparación deben seleccionarse las técnicas siguiendo los mismos criterios de evaluación que para la rehabilitación; en el Anexo 3 se describen algunas de las técnicas que pueden ser utilizadas con este fin. La técnica utilizada está sujeta a aprobación por parte de la EAAB-ESP.

4.5 ENTREGA DE INFORMACIÓN

Como producto de las labores de rehabilitación debe entregarse a la EAAB-ESP, como mínimo, la siguiente información:

* Reporte del diagnóstico de la rehabilitación, incluida la matriz de priorización.* Selección del método de rehabilitación.* Evaluación de costos. * Cantidades de obra.* Reporte completo de la longitud total de tuberías rehabilitada o reparada. * Reporte del número de estructuras rehabilitadas.

Esta información debe ser entregada en el formato FT 01, que se indica a continuación.


NS-061

Ver 1.0

PROYECTO :_____________________________________________________________________________________________________

UBICACIÓN:_____________________________________________________________________________________________________

RESPONSABLE DEL PROYECTO:__________________________________________________________________________________

COSTO TOTAL DEL PROYECTO:__________________________________________________________________________________

* Longitud total de tuberías rehabilitadas (m)

* Estructuras rehabilitadas

Estructura Un

Pozos de inspección

Camaras de caida

Sumideros

Cunetas

Canaletas

Otros

* Diagnóstico de la rehabilitación:

*Resumen del método de rehabilitación utilizado:

*Cantidades de obra

FORMATO RESUMEN REHABILITACIÓN DE REDES

FT 01


ANEXO 1. MATRIZ DE PRIORIZACIÓN POR AFECTACIÓN EN LA PLANEACIÓN DE ACTIVIDADES

MATRIZ DE PRIORIZACIÓN.x Matriz de priorización

ANEXO 2. MÉTODOS DE REHABILITACIÓN DE TUBERÍAS SIN ZANJA

Método de rompimiento de la tubería (Pipe Bursting)

Técnica que consiste en la utilización de una herramienta rompedora que se desplaza a través de la tubería existente, a la cual le aplica una fuerza radial para fragmentarla, incrustando los fragmentos resultantes en el suelo circundante mediante un anillo extensor. La inserción de la nueva tubería, de igual o mayor diámetro que el de la existente, se hace por el acople de su extremo a la parte posterior de la herramienta rompedora, para ser halada por ésta en la medida de su avance.

Las herramientas pueden ser guiadas direccionalmente o remolcadas por medio de un malacate y, de acuerdo con sus características de accionamiento, ser de tipo neumático o hidráulico.

Método de remoción de la tubería (Pipe Eating)

Este método de reemplazo de tubería está basado en el concepto de micro túneles, en donde la tubería defectuosa es fracturada y removida conjuntamente con el suelo circundante excavado. en este caso, Lla herramienta rompedora consiste de un cono montado excéntricamente en la parte delantera de su estructura, que fragmenta la tubería para su fácil remoción, para la cual se suelen utilizar sistemas circulantes de agua o lodos a base de bentonita.

La herramienta rompedora se desplaza a través de la tubería existente, mediante el accionamiento de gatos hidráulicos localizados en el pozo inicial, halando simultáneamente la nueva tubería.


ANEXO 3. REPARACIÓN DE ALCANTARILLADOS

Las técnicas de reparación permiten hacer arreglos o rectificaciones locales de daños, de longitudes cortas de tuberías y juntas, tratamientos preventivos para un buen comportamiento de los sistemas, y también sirven como técnicas complementarias antes de la ejecución de las de rehabilitación o renovación

Estabilización Química

La estabilización química es un método de reparación de juntas, grietas y cavidades, que suministra una nueva superficie de las paredes de la tubería, o que se usa para la estabilización del suelo circundante a ella.

Se aísla una sección de alcantarillado entre pozos de inspección, se bombea una solución química dentro del alcantarillado y ésta se infiltra, a través de las imperfecciones, en el suelo circundante; esta solución se mantiene por espacio aproximado de una hora, luego se extrae y se añade una segunda solución; las dos soluciones reaccionan entre sí en el suelo alrededor de los defectos de la tubería, formando un material similar al concreto con las partículas de suelo.

El equipo que se requiere debe contar con dos tanques para contener la solución estabilizadora.

La aplicabilidad del método se da para:− Diámetros de aplicación: 100 mm a 900 mm ( 4” - 36” )− Material tubería existente: Concreto, gres, mampostería y plástico.− Longitud de aplicación: 120 m

Reparaciones Localizadas

Se refiere a los sistemas usados para llevar a cabo trabajos de reparación en una tubería en longitudes que son menores que el recorrido entre pozos de acceso. Si las fallas están limitadas a un área pequeña de la tubería, entonces, generalmente, es más económico reparar la sección, en vez de renovar la tubería entera.

Existen varios sistemas de reparación aplicables a las diferentes fallas que se pueden encontrar en las tuberías.

Sellado de Juntas y Fisuras

Es una técnica para reparar juntas inyectándolas con resinas o lechadas, para evitar las infiltraciones y las exfiltraciones.

El sistema consiste en una cabeza inflable de reparación, que se coloca en el sitio de la junta defectuosa por acción de un malacate. Se utiliza aire comprimido para inflar la cabeza de reparación; los extremos de la cabeza se inflan más que la parte central, el material de reparación puede ser aplicado en la parte central de la cabeza de reparación, sellando la junta y cualquier espacio vacío en el suelo circundante a la junta.

Se pueden utilizar resinas epóxicas o lechadas de poliuretano. En el primer caso, se bombean la resina y el endurecedor por separado, se mezclan y la solución se inyecta en la junta. Se deja curar durante tres horas y luego la cabeza de reparación se desinfla y se retira.

En el segundo caso se pueden usar resinas de poliuretano o mezclas de agua y látex. El agua actúa como catalizador y el látex suministra resistencia adicional para el material de reparación.


Las características para su aplicabilidad son:

− Diámetros de aplicación:

100 mm a 2500 mm ( 4” - 100” )

− Materia de lal tubería existente:

Gres, PVC, asbesto-cemento, hierro dúctil.

− Material de reparación: Resinas epóxicas y lechadas de cemento.− Longitud de aplicación: Entre pozos.

Parches de Reparación

El sistema de reparación con parches consiste en un tramo corto prefabricado, impregnado con resina, que es posicionado sobre la sección defectuosa de la tubería. Esta técnica se utiliza para reparar huecos o fracturas dentro de las tuberías.

El parche de reparación consiste en un tubo de fibra de vidrio o poliéster, típicamente de 1 a 3 metros de longitud, que ha sido impregnado con resinas epóxicas o de poliéster. La resina es mezclada con un endurecedor y aplicada al tubo de revestimiento, el cual es envuelto alrededor de un elemento inflable y asegurado mediante cintas o ganchos; el elemento inflable es colocado mediante malacate en el sitio de la falla y se infla, para que el parche entre en contacto con las paredes del tubo. La resina se deja curar a temperatura ambiente, o haciendo pasar agua caliente o vapor a través del elemento inflable. Este proceso toma de 2 a 6 horas, después de lo cual el elemento se desinfla y se retira.

Las características para su aplicación son las siguientes:

− Diámetros de aplicación: 150 mm a 750 mm ( 6” - 30” )− Material tubería existente: Gres, ladrillo o concreto.− Material de reparación: Fibra de vidrio, tela de poliéster, resina.− Longitud de aplicación: Entre pozos.

Recuperación de Sección (Rerounding)

Consiste en la inserción de un dispositivo o entibado mecánico, para restaurar una tubería deformada a su estado original.

En muchas ocasiones los sistemas de renovación son inapropiados porque las pequeñas áreas de los alcantarillados son excesivamente deformadas. Con el empleo del dispositivo de redondeo se puede restaurar la forma original del alcantarillado, para hacer sellado de juntas y fisuras, o colocación de revestimientos locales o parches de reparación.

Una de las numerosas formas para restaura la forma original a los alcantarillados de diámetros pequeños es la utilización de una chapa de acero inoxidable, o de PVC, que ha sido partida longitudinalmente, la cual se coloca alrededor de un aparato expansor inflable y se transporta con un malacate al sitio de la falla; el dispositivo se infla, expandiendo la pinza de reparación hasta que los dos extremos se encuentren y se cierren; luego, se desinfla el dispositivo y se separa, abandonando el soporte de revestimiento de la sección dañada.

Otra técnica utiliza tramos cortos de tubos de PVC en forma de “U”, con seis segmentos abisagrados. Cuando esta unidad de reparación está retraída, tiene forma de ocho; esta unidad es colocada en el sitio colapsado del alcantarillado y con gatos hidráulicos se abre dentro de la


tubería.


Las condiciones de aplicabilidad de este tipo de reparación son:

− Diámetros de aplicación: 100 mm a 2800 mm ( 4” - 110” )− Material tubería existente: Gres, concreto.− Material de reparación: Acero inoxidable y PVC.− Longitud de aplicación: Entre pozos

Reparaciones con Robot

Es un sistema de reparación a control remoto, que puede llevar a cabo una serie de tareas como cortar obstrucciones, reabrir conexiones laterales o inyectar resinas dentro de las grietas.

Consiste en un tractor de ruedas, equipado con varias herramientas necesarias para ejecutar las reparaciones, incluyendo sistema de luces y cámara de CCTV para gobernar el robot desde la superficie.

Previamente a la reparación se efectúa una inspección con circuito cerrado de televisión, para ubicar las fallas y determinar el tipo de herramientas con las que se debe equipar el robot para hacer la reparación respectiva.

Las herramientas dependen de las reparaciones que se deban efectuar; por ejemplo, la reparación de grietas y juntas requiere del fresado de los defectos, siguiendo con la aplicación de resina epóxica; las protuberancias laterales se extraen con taladros y las infiltraciones se minimizan inyectando geles.

La aplicación del método es para las siguientes condiciones:

− Diámetros de aplicación: 200 mm a 800 mm ( 8” - 32” )− Material tubería existente: Gres, ladrillo y concreto.− Longitud de aplicación: Entre pozos.

Sellado de Juntas de Elementos de Mampostería

Es un método de reparación para prevenir infiltraciones y exfiltraciones a través de las juntas de los elementos de mampostería. Las juntas son inyectadas con mortero, mediante herramientas manuales o neumáticas.

Las condiciones de aplicación son:

− Diámetros de aplicación: Para entrada de personal.− Material tubería existente: Mampostería de ladrillo.− Longitud de aplicación: Entre pozos de acceso.

NS-061 (Rehabilitacion de Redes)

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