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República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación Universitaria
Misión SucreAldea Universitaria Marina Betancourt
Las Vegas Estado Cojedes
TRIUNFADORES Fernández Yennifer
Gómez Luis E.
LAS VEGAS, JUNIO DE 2012
1
ÍNDICE
Pág.
INTRODUCCIÓN 3
1.- TIPOS O MÉTODOS DE DRENAJE 4
1.1. Fuente de los Excesos de Agua 4
1.2. Factores que contribuyen al exceso de agua en el suelo 4
1.3. ¿Por qué es necesario un Buen Drenaje? 6
2.- BASES PARA DEFINIR EL MÉTODO DE DRENAJE 7
3.- SISTEMAS DE DRENAJE 8
3.1. Clasificación por ubicación y objetivo 8
3.2. Clasificación por posición 9
4.- ¿DÓNDE SE CONSTRUYEN LOS DRENES DE ALIVIO O
PARALELOS?
9
5.- DREN INTERCEPTANTE 10
6.- SISTEMA DE DRENAJE “ESPINA DE PESCADO” 10
7.- SISTEMA DE DRENAJE NATURAL 11
8.- UTILIZACIÓN DEL DREN TIPO PARRILLA 12
9.- DIFERENCIAS ENTRE DRENES ABIERTOS Y DRENES CERRADOS
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CONCLUSIONES 15BIBLIOGRAFÍA 17
INTRODUCCIÓN
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El drenaje agrícola es la práctica que se requiere para mejorar un suelo cuando
éste se encuentra bajo condiciones de exceso de agua y/o de sales. El drenaje se hace
obligado en zonas de riego donde la agricultura es intensiva y el exceso de agua
provoca la elevación de mantos freáticos, algunas veces por la saturación natural del
suelo y otras por la inducción de ésta a través de prácticas deficientes de riego,
manejo inadecuado del suelo, aplicación de agua de riego con baja calidad y algunas
veces por la mezcla de todas ellas provocando un fuerte problema a las áreas de
cultivo.
Los objetivos del drenaje se pueden resumir en 10 puntos; a continuación se
presentan con el fin de ser específicos:
1) Incrementar la producción de los cultivos.
2) Incrementar la calidad de los cultivos.
3) Controlar el nivel freático.
4) Aireación óptima del suelo.
5) Incrementar la actividad bacterial y organismos del suelo.
6) Incrementar la fertilidad del suelo.
7) Incrementar el mejor aprovechamiento de la humedad por los cultivos.
8) Prevenir el ahogamiento de las raíces.
9) Desalojar las sales nocivas del suelo.
10) Controlar la polución del suelo.
Por su parte, el Drenaje Agrícola consiste en la remoción del exceso de agua
de la superficie del suelo y/o del perfil del suelo de terreno cultivable, tanto por
gravedad como por medios artificiales. Las dos principales razones para mejorar el
drenaje en los suelos agrícolas son la conservación del suelo y el mejoramiento de la
producción de los cultivos.
1.- TIPOS O MÉTODOS DE DRENAJE
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Los dos tipos de drenaje se diferencian en el sitio de donde es removida el
agua: cuando el exceso de agua es removido de la porción superficial del suelo, el
drenaje se denomina Superficial, mientras que cuando el exceso de agua es removido
del perfil del suelo, se denomina Subsuperficial. El objetivo general del drenaje es de
garantizar una zona radical aireada.
1.1. Fuente de los Excesos de Agua
El exceso de agua en un suelo puede deberse a diversos factores como:
1. Precipitación Excesiva.
2. Agua de Riego.
3. Filtraciones subterráneas de áreas adyacentes (por ejemplo Embalses
Adyacentes)
4. Ascenso Capilar.
5. Desbordamientos por canales o cauces naturales (sobre zonas bajas).
6. Aplicación de Agua con fines especiales (como el lavado de sales y control
de temperatura).
1.2. Factores que contribuyen al exceso de agua en el suelo
Entre los factores que contribuyen al exceso de agua en el suelo están: textura
del suelo, estructura del suelo, permeabilidad del suelo, la topografía, la formación
geológica, la compactación y la precipitación.
Textura del suelo
La composición de arenas, limos y arcillas en las partículas solidas minerales
en el suelo se denomina textura. Para una textura arcillosa, por ejemplo, el contenido
de mineral podría consistir en un 40% de arcilla, 30% de limos y un 30% de arenas.
La textura del suelo puede tener un efecto importante en que tan bien el suelo retiene
el agua, y que tan fácil se puede mover dentro del suelo. Los suelos de texturas finas
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tienen un gran porcentaje de arcillas y limos. Estos suelos generalmente retienen bien
el agua, pero tienen un mal drenaje. Las texturas gruesas tienen un gran porcentaje de
arena y grava. Estos suelos drenan bien pero son malos retenedores de agua.
Estructura del suelo
La disposición de las partículas minerales de un suelo es lo que se denomina
Estructura del Suelo. Una estructura granular ayuda a mejorar el movimiento de agua
en el suelo, pero una estructura masiva (que carece de cualquier arreglo distinto de las
partículas de suelo) generalmente disminuye el movimiento del agua.
Permeabilidad
En términos generales, la facilidad relativa con la que el agua se puede mover
a través de un bloque de suelo es denominada Permeabilidad del Suelo. La
permeabilidad del suelo es afectada por su textura, estructura, por actividades
humanas y otros factores.
Topografía
La forma y la pendiente de la superficie del suelo puede generar condiciones
de terreno húmedo, especialmente alrededor de depresiones donde el agua se tiende a
acumular. Sin una salida el agua podría drenarse muy lentamente.
Formación geológica
La formación geológica subyacente de un suelo, puede impactar el drenaje de
agua de un suelo. Por ejemplo, un suelo tiene propiedades de textura y estructura
beneficiosas para el movimiento del agua. Sin embargo si la formación geológica
subyacente de este suelo consiste en Arcilla Densa o Roca Solida, se podría restringir
el movimiento descendente del agua, causando que el suelo encima de la formación
permanezca saturado durante ciertas épocas del año.
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Compactación
Las actividades humanas pueden ayudar a crear problemas de exceso de agua.
Por ejemplo, los equipos que operan sobre un suelo húmedo pueden compactar el
suelo y destruir su estructura. La capa de suelo que esta compactada generalmente no
tiene estructura, y la mayoría de vacíos en esta capa habrán sido eliminados. Los
vacíos son espacios abiertos entre las partículas de suelo que se pueden llenar con
agua, aire o una combinación de ambos.
El agua del suelo tiende a acumularse por encimas de la capa compactada
debido a que el movimiento de agua a través de la capa compactada esta severamente
restringido. Si la capa compactada se localiza en la superficie del suelo muy poca
agua entrara al suelo y se generará escorrentía que crearía un riesgo enorme de
erosión y/o inundación.
Precipitación
Los suelos pueden manejar ciertos niveles de precipitación, sin que se
produzca escorrentía y/o inundaciones, sin embargo el exceso de precipitación,
frecuentemente produce exceso en las condiciones de agua del suelo. Además, las
tormentas frecuentemente resultan en escorrentía debido a que la tasa de precipitación
es mayor a la tasa de infiltración de agua en el suelo.
1.3. ¿Por qué es necesario un Buen Drenaje?
Los excesos de agua en el suelo pueden tener consecuencias severas tanto para
el suelo como para los cultivos, entre estas podemos contar:
La Salinidad. La salinidad en los suelos es consecuencia de un drenaje deficiente, en los terrenos mal drenados se acumulan sales disueltas en el agua de riego o de escorrentía, pudiendo
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salinizar la solución del suelo y modificar el complejo de cambio. La salinidad tiene efectos negativos en la fisiología de las plantas.
Deficiencia de Oxigeno.
Cuando el oxigeno disponible disminuye, por el exceso de agua, por debajo de unos niveles que son distintos para cada planta, las raíces disminuyen su actividades fisiológicas, con las siguientes repercusiones.
Alteración de las actividades microbianas y alteración en los aportes de nutrientes.
Con la disminución del contenido de oxigeno la microflora desaparece gradualmente, siendo sustituida por organismos anaeróbicos, que pueden influir en la disponibilidad de ciertos elementos, cuyo equilibrio es importante para la planta.
Problemas con las labores y el control de malezas.
Trabajar en suelos con contenidos de humedad altos, en muchos suelos arcillosos origina la destrucción de agregados y dispersión de partículas de suelo.
Enfermedades y Plagas.
La humedad del suelo afecta de forma distinta a los agentes de enfermedades de las plantas, generando podredumbre, hongos e incluso enfermedades víricas.
Disminución de la productividad.
Los niveles excesivamente altos de agua en el suelo, incluso de corta duración, pueden ejercer una influencia en la producción, dependiendo de las fases de desarrollo de las plantas en el momento en que se producen.
2.- BASES PARA DEFINIR EL MÉTODO DE DRENAJE
Hay dos métodos de drenaje: drenaje superficial y subterráneo.
Para decidir el método más adecuado en cada caso, hay que tener en cuenta:
Origen del agua
Volúmenes de agua a evacuar
Permeabilidad del suelo
Clases de pendientes del suelo
Estabilidad estructural de los diferentes horizontes del perfil del suelo
Tipo de agricultura a realizar.
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3.- SISTEMAS DE DRENAJE
Pizarro, (1978), señala que en un sentido amplio se considera parte del sistema
de drenaje cualquier obra o instalación que extrae agua del terreno. Para tratar de ser
más específicos, los sistemas pueden clasificarse en la forma siguiente:
a) Sistemas abiertos: tanto los drenes como los colectores son zanjas abiertas.
b) Sistemas subterráneos: tanto los drenes como los colectores consisten en
tuberías subterráneas.
c) Sistemas mixtos: los drenes son tuberías subterráneas y los colectores
zanjas abiertas.
Existen otras clasificaciones que mencionan aspectos similares a la anterior,
pero incluyen otros términos de referencia:
3.1. Clasificación por ubicación y objetivo
Superficial: Conducción Captación
Drenaje Parcelario
Mixto
Es necesario resaltar que al drenaje superficial se le considera también abierto,
los objetivos de éste es el de eliminar el agua superficial y conducirla fuera del área
de influencia o zona de riego, aunque en ocasiones también se controla el nivel
freático a través de este sistema y produce entonces un riego subterráneo o por
capilaridad.
Al drenaje parcelario se le considera subterráneo y el objetivo de él es de
recoger el agua infiltrada procedente de la lluvia, riego u otros orígenes y controlar el
nivel freático del terreno, para posteriormente evacuarla fuera de la zona de influencia
sea a través de tuberías o de zanjas en cuyo caso se le consideraría como un sistema
de drenaje mixto.
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3.2. Clasificación por posición
a) Vertical
b) Horizontal
El drenaje vertical es un sistema de drenaje menos frecuente que consiste en
una serie de pozos distribuidos sistemáticamente en el terreno para evacuar hacia
otros estratos el agua excedente de los estratos superiores. Este drenaje vertical es
hecho exprofeso mediante la perforación de pozos que varían en tamaño de acuerdo a
las necesidades, extensión del terreno y a la geomorfología. Generalmente son
rellenados de un material de grava para que fluya rápidamente el agua excedente.
El drenaje horizontal es el que conocemos como superficial o parcelario y
mixto. Para fines de diseño del sistema, en el drenaje superficial se estima el volumen
de agua del exterior y el cálculo del dren de captación y conducción, a través de los
métodos para estimar escorrentías, principalmente. En el drenaje subterráneo, es
necesario conocer textura, pendiente, permeabilidad, existencia de estratos,
principalmente.
4.- ¿DÓNDE SE CONSTRUYEN LOS DRENES DE ALIVIO O PARALELOS?
Son drenes cuya función principal es evacuar el exceso de agua acumulado
por la recarga por lluvia. Se construyen en el terreno siguiendo dos criterios. El
primero dice relación con la interceptación de la napa. Para conocer la dirección de
movimiento de la napa se utilizan las mediciones del nivel freático durante la
temporada invernal y se generan las isohipsas. El segundo criterio dice relación con la
dirección de plantación del huerto, de modo que sea compatible con la dirección de
los drenes laterales.
5.- DREN INTERCEPTANTE
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El dren es una tubería o conjunto de tuberías que se entierran a cierta
profundidad y que se emplean para dispersar el efluente en un terreno o para drenar
un suelo saturado de agua. También llamado tubo de avenamiento, tubo de drenaje.
El Dren Interceptante es el drenaje localizado entre la fuente de agua y el área
protegida. Consiste en la construcción de drenes en el contorno de la zona en estudio,
con el objeto de interceptar la escorrentía de las microcuencas aportantes.
6.- SISTEMA DE DRENAJE “ESPINA DE PESCADO”
Es utilizado en terrenos con pendiente. Es una disposición clásica del drenaje
donde hay un tubo principal, central o en un lateral al que se conectan los ramales.
Las zanjas laterales deben unirse a la principal en un ángulo de 60° y estar separadas
entre ellas 2 ó 3 metros. Se cavan zanjas de unos 50 cm. de profundidad y 40 cm. de
anchura. Todos los tubos deben descansar con una ligera pendiente para que pueda
correr el agua.
Se deposita en el fondo de las zanjas una capa de 8-10 cm. de espesor de
grava o de chinos. Sobre la grava se depositan los tubos especiales para drenaje. Son
corrugados y poseen múltiples agujeritos. Se echa otra capa de grava sobre dichos
tubos de 20-25 cm. de espesor y se extiende sobre la capa de grava una tela geotextil.
Esta tela tiene la finalidad de hacer de filtro, es decir, dejar pasar el agua pero no la
tierra porque terminaría colmatando la grava. Finalmente, se completa con tierra (25-
30 cm.), a poder ser, mezclada con arena.
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7.- SISTEMA DE DRENAJE NATURAL
El Sistema de Drenaje Natural, es aquel formado por las corrientes
superficiales y subterráneas. El Drenaje Natural es inadecuado cuando:
a) La permeabilidad en el perfil superior del terreno es demasiado baja
para permitir el escurrimiento gravitacional del agua que excede a la
capacidad de campo, en el tiempo que exige el cultivo.
b) La permeabilidad es fuertemente decreciente con la profundidad, por lo
que no hay drenaje adecuado.
c) Hay una barrera impermeable a poca profundidad, de modo que se crea
una "napa colgada" alta.
En general, los problemas de drenaje natural se presentan en terreno con
baja permeabilidad, poca pendiente, de modo que puede haber una
interrelación entre las necesidades de drenaje superficial y subterráneo.
8.- UTILIZACIÓN DEL DREN TIPO PARRILLA
El trazo en parrilla o peine es usado generalmente en terrenos planos.
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9.- DIFERENCIAS ENTRE DRENES ABIERTOS Y DRENES CERRADOS
Un sistema de drenes subsuperficiales o abierto tiene como objetivo
fundamental el control de la profundidad de la napa freática, de forma tal que el
balance de aguas y sales dentro de la zona radicular sea el óptimo para los
requerimientos del cultivo en una condición de suelos y clima específico.
Para lograr este objetivo, un sistema de drenes subsuperficiales consta
fundamentalmente de tres tipos de drenes: laterales, colectores y dren principal. Los
drenes laterales generalmente se disponen paralelos unos a otros y tienen como
misión principal el control de la profundidad de la napa. Los drenes colectores,
aunque eventualmente también drenan el terreno adyacente, su misión fundamental es
transportar el agua extraída por los laterales hasta el dren principal donde se produce
la descarga del sistema. El dren principal, que puede ser artificial o natural (río,
estero, otro.), es el que en definitiva recoge los excedentes provenientes de varios
sistemas.
La relación entre laterales y colectores puede ser simple o compuesta. Se
entiende por una red simple cuando laterales de tubo descargan en colectores zanja.
Se entiende por una red compuesta cuando laterales de tubo o zanja descargan en
colectores de tubo o zanja, respectivamente. La primera forma de diseño (tubo-zanja)
es utilizada frecuentemente por las ventajas que tiene para el mantenimiento de la red.
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Un sistema de drenaje superficial tiene dos componentes: el primero es la red
colectora y el segundo consiste en diversas prácticas de acondicionamiento
superficial del terreno, con tal de facilitar el flujo del exceso de agua hacia los
colectores.
El primer componente, la red colectora, consistente en zanjas y tuberías, ha
sido el más estudiado hasta ahora y en la actualidad existen métodos suficientemente
aceptables para realizar el diseño, cálculo y cubicación respectiva.
El segundo componente es más complicado puesto que depende del
microrelieve del terreno y hasta ahora no existe un método suficientemente probado
para permitir un diseño racional. En algunos casos, este último aspecto se resuelve
utilizando métodos de acondicionamiento superficial, que modifican la topografía y el
microrelieve del terreno, a fin de proporcionar pendientes que permitan una rápida
evacuación de las aguas. Para este mismo fin, también pueden utilizarse los drenes
topo, que cumplen el objetivo de recolectar y conducir el agua de saturación hacia los
colectores.
Un drenaje por tuberías enterradas consiste esencialmente en una red de
tuberías dispuestas en el suelo de la forma más conveniente para sanearla y para
airearla. Las tuberías son en general de barro cocido, cemento ó plásticas.
Una red comprende dos series de tuberías colocadas unas a continuación de
las otras: unas formadas por tuberías del más pequeño diámetro, llamadas "pequeños
drenes" o "drenes", y otras de diámetro mayor y variable, que reciben el nombre de
colectores. Los "drenes" están dispuestos, casi siempre en líneas paralelas los unos a
los otros, tomando directamente el agua del suelo y conduciéndola a los colectores.
Estos evacuan el agua arrojándola sucesivamente en los colectores secundarios; el
que reúne finalmente todas las aguas del área considerada es el "colector principal".
Se termina por una obra que se llama "boca" y se arroja en una zanja, un riachuelo, un
río, una lámina de agua que se conoce como "emisario".
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Ese conjunto de drenes y de colectores que vierten los unos en los otros y se
reúnen para terminar en una misma boca lleva el nombre de "sistema". Hay tantos
sistemas como bocas.
La dirección de los drenes se define en relación a la línea de máxima
pendiente. Se distinguen dos técnicas principales:
- Transversalmente A La Dirección Principal De La Pendiente, Se Lo Conoce
Como "Drenaje Longitudinal". Constituye El Método Más Comúnmente Adoptado
En Las Aplicaciones Prácticas Del Drenaje.
- Paralelamente A La Dirección De La Pendiente Más Grande, Se Lo Conoce
Como "Drenaje Longitudinal" Constituyendo En La Actualidad Casos Particulares
De Drenaje.
Las razones que hacen superior al primero frente al segundo son:
a) Los drenes dispuesto transversalmente a la pendiente evacuan las aguas
más rápidamente que los otros, porque los colectores tienen en este caso la pendiente
máxima que se les puede dar, lo que asegura el desecamiento del suelo en el tiempo
más pequeño posible y evita los problemas de obstrucción de cañerías.
b) Los drenes transversales hacen sentir su acción a una distancia más grande,
o lo que es equivalente, cada uno de ellos actúa sobre un volumen de tierra mayor, y
por consiguiente permite reducir el número de tuberías empleadas por unidad de
superficie.
CONCLUSIONES
El drenaje agrícola es el conjunto de obras que es necesario construir en una
parcela cuando existen excesos de agua sobre su superficie o dentro del perfil del
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suelo, con el objeto de desalojar dichos excedentes en un tiempo adecuado, para
asegurar un contenido de humedad apropiado para las raíces de las plantas y
conseguir así su óptimo desarrollo.
Existen fundamentalmente dos tipos, superficial y subterráneo. El drenaje
superficial, también llamados por inundación, anegamiento o encharcamiento de los
terrenos, que se caracteriza por la presencia de una capa o lámina de agua sobre la
superficie del terreno que satura la parte superior del suelo. Esta capa de agua puede
cubrir solo las partes más bajas de una parcela, formando charcos más o menos
aislados. Cuando se remueven los excesos de agua que se acumulan sobre la
superficie, se habla de drenaje superficial.
Los problemas de drenaje superficial se dan con mayor frecuencia en zonas
húmedas, cuando se rebasa la capacidad natural de drenaje de los suelos, ya sea
superficial, interna o ambas.
El drenaje subterráneo, también conocido como interno o subsuperficial, que
se caracteriza por la presencia de un manto freático cercano a la superficie del terreno
que satura el perfil del suelo y propicia una humedad muy alta en la zona de
desarrollo de las raíces de los cultivos. Cuando se remueven los excesos de agua de
una cierta profundidad del suelo, se habla de drenaje subterráneo.
Los problemas más importantes de drenaje interno se dan en zonas áridas y
semiáridas bajo riego, en donde existen fuertes filtraciones en canales o en las
parcelas que alimentan los niveles freáticos; lo que combinado con una red de drenaje
insuficiente o ineficiente, propicia la elevación de los mantos freáticos.
En general, las causas de los problemas de drenaje son de dos tipos, por su
origen (natural o artificial) y por su tipo de actividad (activa o pasiva). Las causas
calificadas como naturales son más frecuentes en las zonas húmedas, mientras que las
artificiales ocurren más frecuentemente en las zonas áridas de riego.
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Las causas activas están relacionadas con aportaciones abundantes de agua, ya
sean naturales (lluvias intensas, desbordamientos, inundaciones, entre otras) o
artificiales (riegos). Las pasivas son cuando existen impedimentos generalmente
naturales para desalojar dichos excesos de agua, ya sean topográficos, suelos poco
permeables, restricciones del perfil del suelo, entre otros, aunque también pueden ser
artificiales, como obstrucciones de diferente tipo, red de drenaje inadecuada,
azolvamiento, etc.
Para evaluar la gravedad de un problema de drenaje, ambas causas deben ser
analizadas conjuntamente, lo cual en términos cualitativos se explica con relativa
facilidad, pero se complica considerablemente cuando se pretende explicar en
términos cuantitativos. Por ejemplo, una recarga dada puede no producir problemas
de exceso de agua si no se tienen impedimentos para su salida y en cambio, la misma
recarga con dificultades para desalojarse producirá un problema.
Los problemas de drenaje se presentan cuando las inundaciones superficiales
asfixian a los cultivos, debido a que el aire es reemplazado por el agua. Esto evita
toda posibilidad de provisión de oxígeno y afecta también a la actividad biológica y al
mismo suelo. Además, internamente reduce el volumen de suelo disponible para las
raíces, afectando la aireación y el desarrollo radicular, por lo que se disminuye la
capacidad de absorción de agua y nutrientes de la mayoría de las plantas.
BIBLIOGRAFÍA
Ávila Loreto F. 1970 "Algunos aspectos sobre drenaje agrícola". 37 p. Fondo de garantía y fomento para la agricultura, ganadería y avicultura (FIRA) México.
Grassi, C.J. 1975 "Manual de Drenaje Agrícola" 197 p. CIDIAT. Mérida Venezuela.
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Luthin, J.N. "Drenaje de tierras agrícolas" 684 ed. Limusa Wiley, S.A. México.
Palacios Vélez O. 1969 "Apuntes sobre algunos problemas de drenaje y ensalitramiento de terrenos agrícolas" Serie de apuntes no. 14, C.-P. ENA, Chapingo México.
Pizarro, F. 1978 "Drenaje agrícola y recuperación de suelos salinos" Ed. Agrícola Española, S.A. Madrid España.
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