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13 de Outubro de 2010
GRUPO
ELE320 RECURSOS HIDROELÉCTRICOS
Grupo:
Bruno Teixeira 100503170
Fábio Vasconcelos 100503207
Fernando Silva 100503033
Mário Dias 100503194
Nuno Ferreira 040503142
Pedro Coelho 100504212
Tiago Lobão 100503164
Qual o papel das Centrais Hidroeléctrica na
geração de energia?
Supervisor: Nuno Fidalgo
Monitora: Cristiana Ramos
Coordenador: José Magalhães Cruz
Resumo
O presente trabalho
quadro da produção global de energia. Ele avaliará não só a situação actual, como a
evolução recente e as perspectivas futuras da produção de energia, destacando o
papel das centrais hidroeléctricas.
Aproveitar-se-á ainda para caracterizar o funcionamento de uma central
hidroeléctrica, debatendo os prós e contras deste modelo de produção energética,
quer por comparação com outras fontes de energia quer pelos seus impactos sociais
económicos e ambientais.
Assim, num primeiro momento proceder
produção de energia hidroeléctrica em si e a sua integração no panorama das diversas
energias. Num segundo momento proceder
perspectivas de evolução num futuro próximo.
Actualmente a energia hidroeléctrica representa cerca de 25% de toda a
produção eléctrica de Portugal, embora sendo uma forma de energia limpa e eficiente,
destrói a fauna e flora local.
O presente trabalho pretende avaliar o papel da energia hidroeléctrica no
quadro da produção global de energia. Ele avaliará não só a situação actual, como a
evolução recente e as perspectivas futuras da produção de energia, destacando o
papel das centrais hidroeléctricas.
á ainda para caracterizar o funcionamento de uma central
hidroeléctrica, debatendo os prós e contras deste modelo de produção energética,
quer por comparação com outras fontes de energia quer pelos seus impactos sociais
Assim, num primeiro momento proceder-se-á ao enquadramento do tema e da
produção de energia hidroeléctrica em si e a sua integração no panorama das diversas
energias. Num segundo momento proceder-se-á à avaliação da sua importância e das
erspectivas de evolução num futuro próximo.
Actualmente a energia hidroeléctrica representa cerca de 25% de toda a
produção eléctrica de Portugal, embora sendo uma forma de energia limpa e eficiente,
destrói a fauna e flora local.
2
pretende avaliar o papel da energia hidroeléctrica no
quadro da produção global de energia. Ele avaliará não só a situação actual, como a
evolução recente e as perspectivas futuras da produção de energia, destacando o
á ainda para caracterizar o funcionamento de uma central
hidroeléctrica, debatendo os prós e contras deste modelo de produção energética,
quer por comparação com outras fontes de energia quer pelos seus impactos sociais
á ao enquadramento do tema e da
produção de energia hidroeléctrica em si e a sua integração no panorama das diversas
á à avaliação da sua importância e das
Actualmente a energia hidroeléctrica representa cerca de 25% de toda a
produção eléctrica de Portugal, embora sendo uma forma de energia limpa e eficiente,
Índice
Índice ................................................................
Introdução ................................
Uma central hidroeléctrica................................
A sua posição face às alternativas
Vantagens e Desvantagens ................................
Importância em termos ambientais
Situação Actual e Evolução nos últimos anos
Importância comparativamente aos restantes recursos de energia
Conclusão ................................
Bibliografia ................................
................................................................................................
................................................................................................................................
................................................................................................
nativas ................................................................................................
................................................................................................
Importância em termos ambientais ............................................................................................
lução nos últimos anos ................................................................
Importância comparativamente aos restantes recursos de energia ................................
................................................................................................................................
................................................................................................................................
3
............................................. 3
..................................... 4
............................................ 5
................................. 7
........................................... 9
............................ 10
............................................. 11
.......................................... 13
.................................... 14
.................................. 15
Introdução
No âmbito da disciplina
da maioria dos cursos da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP),
foi proposto um tema à equipa ELE320
O tema de projecto destinado à equipa ELE320 é o
Hidroeléctricos em Portugal, abordando des
Hidroeléctrica, bem como as estatísticas deste tipo de recursos em
Numa primeira fase
diversas fontes de dados, nomeadamente a livros e à Internet.
ficou incumbido de pesquisar um
forma, recolher a maior quantidade possível de
constituindo a pesquisa em bruto.
Posteriormente, procedeu
de uma discussão de grupo. Todos os dados reco
agrupados por áreas de interesse e analisados. A selecção de pesquisa consistiu em
escolher textos com relevância suficiente para serem investigados e analisados,
podendo fazer parte do trabalho. Deu
fidedignas no contexto do problema, bem como a situações relacionadas directa ou
indirectamente com Portugal. Para além da componente textual, o grupo observou
alguns dados estatísticos, organizados em gráficos e tabelas que constituía
demonstrações científicas e matemáticas de muitos fenómenos existentes nos textos
analisados.
Após se ter agregado
contexto analisado, passou
oral, bem como do poster. Para além disto, as aulas do
para se realizarem reuniões de grupo e se
orientação da monitora.
No âmbito da disciplina Projecto FEUP, decorrente no 1º semestre, do 1º ano
da maioria dos cursos da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP),
à equipa ELE320.
O tema de projecto destinado à equipa ELE320 é o estudo do
Hidroeléctricos em Portugal, abordando desde o funcionamento geral de uma Central
Hidroeléctrica, bem como as estatísticas deste tipo de recursos em Portugal.
a primeira fase de projecto, decidiu-se fazer uma pesquisa, recorrendo a
de dados, nomeadamente a livros e à Internet. Cada membro
ficou incumbido de pesquisar um determinado tópico de interesse,
a maior quantidade possível de informação acerca do referido tópico,
constituindo a pesquisa em bruto.
Posteriormente, procedeu-se à selecção dos elementos coleccionados
de uma discussão de grupo. Todos os dados recolhidos por cada membro foram
agrupados por áreas de interesse e analisados. A selecção de pesquisa consistiu em
escolher textos com relevância suficiente para serem investigados e analisados,
podendo fazer parte do trabalho. Deu-se preferência aos dados provenientes de fontes
fidedignas no contexto do problema, bem como a situações relacionadas directa ou
indirectamente com Portugal. Para além da componente textual, o grupo observou
alguns dados estatísticos, organizados em gráficos e tabelas que constituía
demonstrações científicas e matemáticas de muitos fenómenos existentes nos textos
agregado uma quantidade considerável de informação
contexto analisado, passou-se à execução do relatório, do suporte para a apresentaçã
r. Para além disto, as aulas do Projecto FEUP foram essenciais
reuniões de grupo e se concretizarem as tarefas pretendidas,
4
, decorrente no 1º semestre, do 1º ano
da maioria dos cursos da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP),
estudo dos recursos
e o funcionamento geral de uma Central
Portugal.
fazer uma pesquisa, recorrendo a
membro do grupo
determinado tópico de interesse, devendo, desta
acerca do referido tópico,
dos elementos coleccionados, através
lhidos por cada membro foram
agrupados por áreas de interesse e analisados. A selecção de pesquisa consistiu em
escolher textos com relevância suficiente para serem investigados e analisados,
ovenientes de fontes
fidedignas no contexto do problema, bem como a situações relacionadas directa ou
indirectamente com Portugal. Para além da componente textual, o grupo observou
alguns dados estatísticos, organizados em gráficos e tabelas que constituíam
demonstrações científicas e matemáticas de muitos fenómenos existentes nos textos
considerável de informação relevante no
relatório, do suporte para a apresentação
foram essenciais
arefas pretendidas, com a
Uma central hidroeléctrica
Uma central hidroeléctrica
consiste numa instalação para a
produção de energia eléctrica
Esta é basicamente
composta por um gerador ou
fonte de energia, alternador,
conjunto de motor e estação
transformadora.
As centrais hidroeléctricas localizam
ou em zonas onde as águas desaguam em superfícies líquidas naturais ou
artificiais.
Numa central hidroeléctrica ocorrem várias transformações de energia.
Quando as comportas da barragem abrem, a energia potencial gravítica da água
armazenada na albufeira é transformada em energia cinética. Já na central, a
energia cinética da água é transferida para as pás das turbinas, fazendo
mover e estas, por sua vez, accionam os ímanes dos geradores eléctricos. Estes
transformam energia mecânica em en
transportada para os diferentes locais, através das linhas de transporte.
A tecnologia das centrais hidroeléctricas encontra
desenvolvida, pois possibilita a produção de energia eléctrica a part
hidráulica, de modo fácil, barato e pouco poluente.
No entanto, nem todos os locais são adequados para a construção de
barragens, pois a construção destas vai interferir no ecossistema existente.
Grandes áreas de terreno, que podem ser de i
ficam submersas, a temperatura da água altera
Uma central hidroeléctrica
Uma central hidroeléctrica
consiste numa instalação para a
produção de energia eléctrica.
Esta é basicamente
composta por um gerador ou
fonte de energia, alternador,
conjunto de motor e estação
As centrais hidroeléctricas localizam-se normalmente nos leitos dos
ou em zonas onde as águas desaguam em superfícies líquidas naturais ou
Numa central hidroeléctrica ocorrem várias transformações de energia.
Quando as comportas da barragem abrem, a energia potencial gravítica da água
na albufeira é transformada em energia cinética. Já na central, a
energia cinética da água é transferida para as pás das turbinas, fazendo
mover e estas, por sua vez, accionam os ímanes dos geradores eléctricos. Estes
transformam energia mecânica em energia eléctrica que, posteriormente, é
transportada para os diferentes locais, através das linhas de transporte.
A tecnologia das centrais hidroeléctricas encontra-se, actualmente, bem
desenvolvida, pois possibilita a produção de energia eléctrica a part
hidráulica, de modo fácil, barato e pouco poluente.
No entanto, nem todos os locais são adequados para a construção de
barragens, pois a construção destas vai interferir no ecossistema existente.
Grandes áreas de terreno, que podem ser de interesse agrícola ou arqueológico,
ficam submersas, a temperatura da água altera-se, as migrações de peixes ao
5
se normalmente nos leitos dos rios
ou em zonas onde as águas desaguam em superfícies líquidas naturais ou
Numa central hidroeléctrica ocorrem várias transformações de energia.
Quando as comportas da barragem abrem, a energia potencial gravítica da água
na albufeira é transformada em energia cinética. Já na central, a
energia cinética da água é transferida para as pás das turbinas, fazendo-as
mover e estas, por sua vez, accionam os ímanes dos geradores eléctricos. Estes
ergia eléctrica que, posteriormente, é
transportada para os diferentes locais, através das linhas de transporte.
se, actualmente, bem
desenvolvida, pois possibilita a produção de energia eléctrica a partir de energia
hidráulica, de modo fácil, barato e pouco poluente.
No entanto, nem todos os locais são adequados para a construção de
barragens, pois a construção destas vai interferir no ecossistema existente.
nteresse agrícola ou arqueológico,
se, as migrações de peixes ao
longo do rio são muito dificultadas ou mesmo impedidas, entre outras.
Deste modo, antes de ser decidido o local para a implantação de uma
barragem, deve ser feito um estudo completo e rigoroso do impacte ambiental.
longo do rio são muito dificultadas ou mesmo impedidas, entre outras.
Deste modo, antes de ser decidido o local para a implantação de uma
gem, deve ser feito um estudo completo e rigoroso do impacte ambiental.
6
longo do rio são muito dificultadas ou mesmo impedidas, entre outras.
Deste modo, antes de ser decidido o local para a implantação de uma
gem, deve ser feito um estudo completo e rigoroso do impacte ambiental.
A sua posição face às alternativas
Carvão Gás
Natural
Eficiência 2-3
kWh/kg
4-
kWh/kg
Custo(US cents/kWh)2 2,5-4,5 2,3
Resposta a expectativas mínimas dos utilizadores
Sim Sim
Segurança e
capacidade de produção
Razoáve
l
Razoável
Necessita de fonte de reserva
Não Não
Emissão de gases com
efeito de estufa
1 kg de
CO2/kW
h
0,5 kg de
CO
h
Emissões para o
ambiente
Nox,SO2 No
Outros resíduos Cinzas e
cinzas
volantes
nenhum
Outros impactos ambientais
Exploraç
ão
mineira
excessiv
a,
enorme
rede de
transpor
te, chuva
ácida
Infra
estrutur
a
necessár
ia,
gasodut
os,
chuva
ácida
Renovável Não Não
Capacidade Global
Tabela 1
A sua posição face às alternativas
Gás
Natural
Nuclear Solar Eólica Hidroelé
ctrica
-5
kWh/kg
45-
50000
kWh/kg
Não é
possível
comparar
Não é
possível
comparar
Não
possível
comparer
2,3-4,7 2,5-4,1 12-20 5 Não
possível
comparer
Sim Sim Não Não Sim
Razoável Razoável Depend
e do
tempo
Intermi
tente
Sim
Não Não Sim Sim Sim
0,5 kg de
CO2/kW
Nenhum Nenhu
m
Nenhu
m
Nenhum
Nox,SO2 Vapor Nenhu
m
Nenhu
m
Nenhum
nenhum Resíduos
radioacti
vos
Resíduo
s
tóxicos
resulta
ntes da
produç
ão dos
painéis
Nenhu
m
Nenhum
Infra-
estrutur
a
necessár
ia,
gasodut
os,
chuva
ácida
Pode
afectar
aves,
ruidoso,
impacte
paisagís
tico
Alteraçõe
s aos
ecossiste
mas ao
inundar
extensas
áreas
Não Não Sim Sim Sim
150 GW 15 GW 160 GW 777
Tabela 1 – Posição face às alternativas
7
A sua posição face às alternativas
Hidroelé
ctrica
Geotérmica
o é
possível
comparer
Não é possível
comparar
Não é
possível
comparer
Não é possível
comparar
Sim Não
Sim Em algumas
localizações
Sim Sim
Nenhum Nenhum
Nenhum Nenhum
Nenhum Nenhum
Alteraçõe
s aos
ecossiste
mas ao
inundar
extensas
áreas
Sim Sim
777 GW 10 GW
Vantagens e Desvantagens
Vantagens
→Geram energia limpa, renovável e sem
emissão de gases tóxicos
→Criam milhares de emprego durante
sua construção
→Ajudam na regularização dos caudais
dos rios, impedem cheias e
água que é útil durante secas.
→Podem responder a pedidos urgentes
de energia de forma rápida e satisfatória
(90 segundos)
→Potenciam a criação de pólos turísticos
→Energia relativamente baixo custo
→A energia pode ser armazenada
Em comparação com as restantes formas de energia.
Vantagens →Formas mais barata de produç
energia
→Formas mais eficiente e segura de
geração de energia
→Sua actividade gera
incomparavelmente menos gases tóxicos
→Não envolvem riscos físicos ao
contrário das centrais nucleares
(vazamento, contaminação do ambiente
e dos trabalhadores com radioactividade)
Vantagens e Desvantagens
Recursos Hidroeléctricos
Desvantagens
→Geram energia limpa, renovável e sem
→Criam milhares de emprego durante
ão dos caudais
dos rios, impedem cheias e reservam
água que é útil durante secas.
→Podem responder a pedidos urgentes
de energia de forma rápida e satisfatória
ão de pólos turísticos
→Energia relativamente baixo custo
→A energia pode ser armazenada
→Construção muito cara
→São necessárias grandes quantidades
de água para um bom funcionamento
→Necessita da degradação de uma
grande área
→Depende das condições climáticas
→Destruição da fauna e flora do local
→Degradação da qualidade da água do
rio
→Localização (requer sítios específicos
para sua construção)
ração com as restantes formas de energia.
Desvantagens
→Formas mais barata de produção de
→Formas mais eficiente e segura de
incomparavelmente menos gases tóxicos
ão envolvem riscos físicos ao
contrário das centrais nucleares
(vazamento, contaminação do ambiente
e dos trabalhadores com radioactividade)
→Alterações climáticas
→Destruição fauna e flora
→Provocam desequilíbrio do sistema
→Promovem endemias
→Produção energética menor
Tabela 2 - Vantagens
Tabela 3 - Desvantagens
9
Desvantagens
ão necessárias grandes quantidades
de água para um bom funcionamento
ão de uma
ões climáticas
ão da fauna e flora do local
ão da qualidade da água do
r sítios específicos
ração com as restantes formas de energia.
Desvantagens
cam desequilíbrio do sistema
ão energética menor
Importância
A nível ambiental, as centrais hidroeléctricas, desempenham um papel
extremamente importante.
Nas centrais hidroeléctricas é produzida energia
podendo seguidamente, a energia ser armazenada na albufeira
rede pública. Durante este processo, não é gerado qualquer tipo de
contrário de outras centrais eléctricas em que o nível de
bastante elevado. Ora, se esta central é capaz de
consumo diário sem gerar poluição, de
ecossistemas.
Para além disso,
produzir a energia necessária, e a água é um recurso renovável, ou seja,
praticamente nunca se esgota,
não renováveis, como por
construção do Homem, permite ter um maior controlo sob
prevenindo as cheias e regularizando o curso de água; E a água aprisionada
pode ser usada na irrigação dos campos e noutros fins.
Importância em termos ambientais
A nível ambiental, as centrais hidroeléctricas, desempenham um papel
extremamente importante.
Nas centrais hidroeléctricas é produzida energia de forma contínua
te, a energia ser armazenada na albufeira e distribuída
rede pública. Durante este processo, não é gerado qualquer tipo de
contrário de outras centrais eléctricas em que o nível de poluição gerado é
ante elevado. Ora, se esta central é capaz de produzir energia útil para o
consumo diário sem gerar poluição, de facto, trás um grande benefício para os
Para além disso, estas centrais utilizam a água como meio para
necessária, e a água é um recurso renovável, ou seja,
nunca se esgota, enquanto noutras centrais são usados recursos
não renováveis, como por exemplo o petróleo. As barragens, uma grande
Homem, permite ter um maior controlo sob o leito do rio,
cheias e regularizando o curso de água; E a água aprisionada
usada na irrigação dos campos e noutros fins.
10
em termos ambientais
A nível ambiental, as centrais hidroeléctricas, desempenham um papel
de forma contínua
e distribuída na
rede pública. Durante este processo, não é gerado qualquer tipo de poluição, ao
poluição gerado é
produzir energia útil para o
facto, trás um grande benefício para os
estas centrais utilizam a água como meio para
necessária, e a água é um recurso renovável, ou seja,
enquanto noutras centrais são usados recursos
As barragens, uma grande
o leito do rio,
cheias e regularizando o curso de água; E a água aprisionada
Situação Actualúltimos anos
No final de 2006, a
potência instalada no
parque electroprodutor do
sistema eléctrico nacional
ultrapassava os 13 600
MW, dos quais cerca de
36% com origem
hidroeléctrica (4580 MW nas
médias e grandes hídricas
hidroeléctricas).
Em condições
hidrológicas médias a
produção de origem
hidroeléctrica actual
poderá satisfazer cerca de
25% do consumo total do
país, esta situação
corresponde a uma
utilização de cerca de 60%
do potencial técnica e
economicamente aproveitável
dos nossos rios. Em termos de produtibilidade o ano de 2006 apresentou
um valor próximo do valor médio, com um coeficiente anual de 0.98, resultado
dos três primeiros trimestres secos a muito secos e de um último trimestre
Figura 2 – Quota da Potencia hidroeléctrica
Figura 3 – Produção hidroeléctrica
Situação Actual e Evolução nos últimos anos
final de 2006, a
potência instalada no
parque electroprodutor do
sistema eléctrico nacional
s 13 600
MW, dos quais cerca de
36% com origem
hidroeléctrica (4580 MW nas
médias e grandes hídricas e os restantes 370 MW nas pequenas centrais
Em condições
hidrológicas médias a
produção de origem
hidroeléctrica actual
poderá satisfazer cerca de
25% do consumo total do
país, esta situação
corresponde a uma
utilização de cerca de 60%
do potencial técnica e
aproveitável
Em termos de produtibilidade o ano de 2006 apresentou
um valor próximo do valor médio, com um coeficiente anual de 0.98, resultado
dos três primeiros trimestres secos a muito secos e de um último trimestre
11
Quota da Potencia hidroeléctrica
Produção hidroeléctrica
e Evolução nos
e os restantes 370 MW nas pequenas centrais
Em termos de produtibilidade o ano de 2006 apresentou
um valor próximo do valor médio, com um coeficiente anual de 0.98, resultado
dos três primeiros trimestres secos a muito secos e de um último trimestre
muito húmido, representando a produção hídr
abastecer (11,2 TWh).
Até ao final de 2010 a quota da componente hidroeléctrica vai continuar
a diminuir, pois a expansão do sistema electroprodutor vai contar apenas com
acréscimo da contribuição da componente térmica (gr
a gás natural) e da produção em regime especial, especialmente a partir do
recurso eólico.
muito húmido, representando a produção hídrica 23% dos consumos a
Até ao final de 2010 a quota da componente hidroeléctrica vai continuar
a diminuir, pois a expansão do sistema electroprodutor vai contar apenas com
da contribuição da componente térmica (grupos de ciclo combinado
a gás natural) e da produção em regime especial, especialmente a partir do
12
ica 23% dos consumos a
Até ao final de 2010 a quota da componente hidroeléctrica vai continuar
a diminuir, pois a expansão do sistema electroprodutor vai contar apenas com o
upos de ciclo combinado
a gás natural) e da produção em regime especial, especialmente a partir do
Importância comparativamente aos restantes recursos de energia
Com o desenvolvimento
energia, criando um novo problema: "O que será de nós quando o
energéticos acabarem? ", daí levou os cientistas a desenvolver novos métodos
de produção de energia, com um baixo cust
poluente bem como renovável, usando fontes de energia naturais. U
disso é o aproveitamento
energia.
Contudo recursos
energia uma vez que não estão
hídricos, sendo um recurso
importantes para a população mundial
renováveis.
Importância comparativamente aos restantes recursos de energia
desenvolvimento da indústria, aumentaram as necessidades de
energia, criando um novo problema: "O que será de nós quando o
? ", daí levou os cientistas a desenvolver novos métodos
de produção de energia, com um baixo custo de produção e limpa
como renovável, usando fontes de energia naturais. U
disso é o aproveitamento das águas, vento e até do sol, para produção de
ecursos renováveis não são sempre propícios para produção de
uma vez que não estão sempre disponíveis. Desta forma
, sendo um recurso existente a tempo inteiro, são
importantes para a população mundial, comparativamente a outros recursos
13
Importância comparativamente aos
necessidades de
energia, criando um novo problema: "O que será de nós quando os recursos
? ", daí levou os cientistas a desenvolver novos métodos
o de produção e limpa, ou seja, não
como renovável, usando fontes de energia naturais. Um exemplo
, vento e até do sol, para produção de
para produção de
. Desta forma os Recursos
tão ou mais
comparativamente a outros recursos
Conclusão
Este estudo revelou
utilidade dos recursos hidroeléctricos em Portugal
contactar com várias fontes de informação acerca do tema em questão
elucidaram-nos de forma bastante clara acerca do tema em debate. Além disto
com a realização desta actividade foi possível desenvolver as nossas
competências de grupo, ou seja, o trabalho em equipa, a comunicação, o
debate, a discussão, a análise, entre outras.
Após um estudo exaustivo sobre o funcionamento das centrais
hidroeléctricas em Portugal foi
desempenham um papel
vez que esta representa
em Portugal, sendo uma das formas de produção de energia mais limpa.
Este estudo revelou-se importante e fundamental para a percepção da
utilidade dos recursos hidroeléctricos em Portugal, uma vez que nos foi possível
contactar com várias fontes de informação acerca do tema em questão
de forma bastante clara acerca do tema em debate. Além disto
com a realização desta actividade foi possível desenvolver as nossas
competências de grupo, ou seja, o trabalho em equipa, a comunicação, o
debate, a discussão, a análise, entre outras.
estudo exaustivo sobre o funcionamento das centrais
hidroeléctricas em Portugal foi-nos possível chegar à conclusão que estas
desempenham um papel de grande importância na produção de energia, uma
aproximadamente 25% de toda a produção energética
uma das formas de produção de energia mais limpa.
14
a percepção da
, uma vez que nos foi possível
contactar com várias fontes de informação acerca do tema em questão. Estas
de forma bastante clara acerca do tema em debate. Além disto,
com a realização desta actividade foi possível desenvolver as nossas
competências de grupo, ou seja, o trabalho em equipa, a comunicação, o
estudo exaustivo sobre o funcionamento das centrais
nos possível chegar à conclusão que estas
na produção de energia, uma
ução energética
uma das formas de produção de energia mais limpa.
Bibliografia
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