{"id":3642,"date":"2025-03-04T08:45:15","date_gmt":"2025-03-04T07:45:15","guid":{"rendered":"https:\/\/ghetool.eu\/?post_type=knowledgebase&#038;p=3642"},"modified":"2025-03-22T18:14:01","modified_gmt":"2025-03-22T17:14:01","slug":"refrigeracion-activa-y-refrigeracion-pasiva","status":"publish","type":"knowledgebase","link":"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/refrigeracion-activa-y-refrigeracion-pasiva\/","title":{"rendered":"Combinaci\u00f3n de refrigeraci\u00f3n activa y refrigeraci\u00f3n pasiva (1\u00aa parte)"},"content":{"rendered":"<p data-pm-slice=\"1 1 []\">Con el cambio clim\u00e1tico, la demanda de nuestros edificios se orienta cada vez m\u00e1s hacia la refrigeraci\u00f3n. Con los campos de perforaci\u00f3n, se puede tener refrigeraci\u00f3n pasiva (tambi\u00e9n llamada refrigeraci\u00f3n libre), pero dimensionar el campo de perforaci\u00f3n de esta manera es bastante caro. Por eso, a veces se propone la opci\u00f3n de utilizar refrigeraci\u00f3n activa para reducir el coste de la inversi\u00f3n. Sin embargo, esto aumenta el consumo el\u00e9ctrico en comparaci\u00f3n con la refrigeraci\u00f3n pasiva. En este art\u00edculo se investiga si es posible dise\u00f1ar un campo de sondeo para refrigeraci\u00f3n activa y c\u00f3mo hacerlo, maximizando al mismo tiempo el uso de la refrigeraci\u00f3n pasiva.<\/p>\n<p><iframe title=\"Combinaci\u00f3n de refrigeraci\u00f3n activa y pasiva (1\u00aa parte)\" width=\"800\" height=\"450\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/ROzsVKEWBmQ?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/p>\n<h2>El reto del dise\u00f1o<\/h2>\n<p data-pm-slice=\"1 1 []\">Los sistemas geot\u00e9rmicos han cobrado un gran inter\u00e9s en la transici\u00f3n energ\u00e9tica debido a su capacidad para proporcionar a los usuarios una refrigeraci\u00f3n pasiva. Esto significa que no es necesaria ninguna bomba de calor para refrigerar el edificio, ya que utilizamos directamente el fr\u00edo almacenado en el suelo (de ah\u00ed el t\u00e9rmino alternativo: \u2018free cooling\u2019). Para utilizar directamente este fr\u00edo, debemos asegurarnos de que la temperatura media del fluido no supere un determinado l\u00edmite, normalmente fijado entre 16-18\u00b0C. Por lo tanto, el dimensionamiento de los campos de sondeo para la refrigeraci\u00f3n pasiva exige respetar unos l\u00edmites de temperatura muy estrictos, lo que aumenta el tama\u00f1o necesario del campo de sondeo para edificios con una demanda de refrigeraci\u00f3n elevada.<\/p>\n<p>La otra opci\u00f3n tradicional es renunciar a la refrigeraci\u00f3n pasiva y dimensionar el campo de sondeos para que funcione con refrigeraci\u00f3n activa, utilizando una bomba de calor para enfriar el edificio. Esto consume m\u00e1s electricidad, pero elimina la restricci\u00f3n de mantener el intervalo de 16-18 \u00b0C de la refrigeraci\u00f3n pasiva. Por tanto, la refrigeraci\u00f3n activa reduce el tama\u00f1o del campo de sondeo, pero aumenta los costes operativos.<\/p>\n<p>Para ilustrar esta diferencia, examinemos un ejemplo t\u00edpico.<\/p>\n<h2>Ejemplo de edificio: auditorio<\/h2>\n<p data-pm-slice=\"1 1 []\">Un auditorio en el clima belga suele tener una demanda anual de calefacci\u00f3n superior a la de refrigeraci\u00f3n, pero a menudo experimenta un pico de refrigeraci\u00f3n superior al de calefacci\u00f3n. Esto se debe a que la calefacci\u00f3n suele suministrarse a trav\u00e9s de un sistema de emisi\u00f3n lenta como el suelo radiante, mientras que la refrigeraci\u00f3n se suministra a trav\u00e9s de un sistema todo aire. A continuaci\u00f3n se muestra la curva de duraci\u00f3n de carga de este edificio.<\/p>\n<p><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-3643 size-large\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Auditorium-1024x258.png\" alt=\"Curva de duraci\u00f3n de carga de un auditorio.\" width=\"1024\" height=\"258\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Auditorium-1024x258.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Auditorium-300x76.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Auditorium-768x193.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Auditorium-18x5.png 18w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Auditorium.png 1028w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/p>\n<p data-pm-slice=\"1 1 []\">Como se muestra, el auditorio tiene un pico de calefacci\u00f3n de 32 kW y un pico de refrigeraci\u00f3n de 90 kW. Sin embargo, la demanda energ\u00e9tica es de 38,3 MWh\/a\u00f1o y 3,86 MWh\/a\u00f1o para calefacci\u00f3n y refrigeraci\u00f3n, respectivamente. Dimensionemos ahora este campo de sondeo para refrigeraci\u00f3n pasiva y activa.<\/p>\n<h3>Dimensionado para refrigeraci\u00f3n pasiva<\/h3>\n<p data-pm-slice=\"1 1 []\">Si dimensionamos nuestro campo de sondeo para refrigeraci\u00f3n pasiva, debemos asegurarnos de que la temperatura media del fluido se mantiene por debajo de 17 \u00b0C, ya que, de lo contrario, nuestro sistema de emisi\u00f3n no puede satisfacer la demanda de refrigeraci\u00f3n. El resultado es una longitud total de perforaci\u00f3n de 2.310 m y un consumo el\u00e9ctrico de 193 kWh\/a\u00f1o (con un SEER de 20). A continuaci\u00f3n se muestra el perfil horario de temperatura.<\/p>\n<blockquote><p><strong><span style=\"color: #3366ff;\">Nota<br \/>\n<\/span><\/strong><span style=\"color: #3366ff;\">Aunque la refrigeraci\u00f3n pasiva suele denominarse \u2018gratuita\u2019, siempre hay una bomba de circulaci\u00f3n en marcha para la perforaci\u00f3n. Por lo tanto, nuestra eficiencia de refrigeraci\u00f3n (SEER) es finita, normalmente en torno al 20-25<\/span><span style=\"color: #3366ff;\">.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-3644 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Borefield-sized-for-passive-cooling.png\" alt=\"Borefield dimensionado para refrigeraci\u00f3n pasiva\" width=\"874\" height=\"301\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Borefield-sized-for-passive-cooling.png 874w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Borefield-sized-for-passive-cooling-300x103.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Borefield-sized-for-passive-cooling-768x264.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Borefield-sized-for-passive-cooling-18x6.png 18w\" sizes=\"(max-width: 874px) 100vw, 874px\" \/><\/p>\n<blockquote><p><strong><span style=\"color: #3366ff;\">Nota<br \/>\n<\/span><\/strong><span style=\"color: #3366ff;\">Si no sabe c\u00f3mo interpretar estos perfiles de temperatura, puede consultar nuestro art\u00edculo sobre el tema <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/como-interpretar-los-graficos-de-temperatura\/\">aqu\u00ed<\/a>.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h3>Dimensionado para refrigeraci\u00f3n activa<\/h3>\n<p>Si eliminamos la restricci\u00f3n de la refrigeraci\u00f3n pasiva, podemos aumentar la temperatura media m\u00e1xima del fluido hasta, por ejemplo, 25 \u00b0C. Esto reduce significativamente el tama\u00f1o de nuestro campo de perforaci\u00f3n a 990 m de longitud total de perforaci\u00f3n, con un consumo anual de electricidad de 772 kWh\/a\u00f1o (suponiendo un SEER de 5 en refrigeraci\u00f3n activa).<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #ff9900;\"><strong>Atenci\u00f3n<br \/>\n<\/strong>Aunque no existe ninguna limitaci\u00f3n t\u00e9cnica a la temperatura media m\u00e1xima del fluido, es aconsejable mantenerla bajo control para evitar da\u00f1os al medio ambiente. Consulte la legislaci\u00f3n local para conocer las restricciones relativas a las temperaturas del fluido.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-3645 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Borefield-sized-for-active-cooling.png\" alt=\"Borefield dimensionado para refrigeraci\u00f3n activa\" width=\"1367\" height=\"476\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Borefield-sized-for-active-cooling.png 1367w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Borefield-sized-for-active-cooling-300x104.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Borefield-sized-for-active-cooling-1024x357.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Borefield-sized-for-active-cooling-768x267.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Borefield-sized-for-active-cooling-18x6.png 18w\" sizes=\"(max-width: 1367px) 100vw, 1367px\" \/><\/p>\n<p>Como se ha demostrado, hay una diferencia significativa en la longitud total de perforaci\u00f3n necesaria (2.310 m para la refrigeraci\u00f3n pasiva frente a s\u00f3lo 990 m para la refrigeraci\u00f3n activa) y en el consumo de electricidad (193 kWh\/a\u00f1o frente a 772 kWh\/a\u00f1o). Esto plantea una cuesti\u00f3n de dise\u00f1o: \u00bfes posible mantener el dise\u00f1o para la refrigeraci\u00f3n activa y lograr al mismo tiempo la eficiencia de la refrigeraci\u00f3n pasiva? \u00bfPodemos combinar lo mejor de ambos mundos?<\/p>\n<h2>Metodolog\u00eda Design<\/h2>\n<p>Hay dos maneras de abordar este reto de dise\u00f1o: o bien pasar por defecto a la refrigeraci\u00f3n activa durante determinados meses o bien pasar a la refrigeraci\u00f3n activa cuando se supera un umbral de temperatura espec\u00edfico, independientemente de la \u00e9poca del a\u00f1o. Ambos m\u00e9todos se aplican en GHEtool Cloud y se comentan a continuaci\u00f3n.<\/p>\n<h3>Meses fijos<\/h3>\n<p>Una forma de combinar la refrigeraci\u00f3n activa y pasiva es utilizar la refrigeraci\u00f3n activa exclusivamente durante determinados meses. Este planteamiento es similar al de un sistema de cambio centralizado en el que, en funci\u00f3n de la demanda de refrigeraci\u00f3n, puede ser necesario recurrir a sistemas de emisi\u00f3n que requieren un r\u00e9gimen de fluidos inferior, que el campo de sondeo no puede proporcionar. Este m\u00e9todo implica establecer la eficiencia tanto para la refrigeraci\u00f3n activa como para la pasiva y determinar los meses en los que se utilizar\u00e1 la refrigeraci\u00f3n activa. A partir de esta informaci\u00f3n, el algoritmo calcula la carga de suelo resultante, genera el perfil de temperatura correspondiente y devuelve un SEER medio.<\/p>\n<p>Aplicando este m\u00e9todo al caso del auditorio, utilizando los mismos valores de SEER que antes para la refrigeraci\u00f3n activa y pasiva y refrigerando activamente de junio a septiembre, obtenemos un SEER medio de 5,24 y un consumo anual de electricidad de 737 kWh\/a\u00f1o (que es casi id\u00e9ntico al caso de refrigeraci\u00f3n activa de 100%).<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-3646 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Fix-months.png\" alt=\"Refrigeraci\u00f3n activa y pasiva con meses fijos\" width=\"2846\" height=\"1057\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Fix-months.png 2560w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Fix-months-300x111.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Fix-months-1024x380.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Fix-months-768x285.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Fix-months-1536x570.png 1536w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Fix-months-2048x761.png 2048w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Fix-months-18x7.png 18w\" sizes=\"(max-width: 2846px) 100vw, 2846px\" \/><\/p>\n<p>Este resultado es comprensible analizando los gr\u00e1ficos anteriores. Al optar por defecto por la refrigeraci\u00f3n activa durante el verano, casi toda la demanda de refrigeraci\u00f3n se suministra de forma activa, y s\u00f3lo una parte insignificante es pasiva, salvo un pico de refrigeraci\u00f3n pasiva a finales de mayo. En este caso, hay que instalar 32 kW de refrigeraci\u00f3n pasiva y 90 kW de refrigeraci\u00f3n activa.<\/p>\n<h3>Umbral de temperatura<\/h3>\n<p>Otro enfoque para combinar la refrigeraci\u00f3n activa y pasiva se basa en el principio: \u201cPasivo cuando sea posible, activo cuando sea necesario\u201d, con el objetivo de maximizar la refrigeraci\u00f3n pasiva. Este m\u00e9todo consiste en fijar un umbral de temperatura: si la temperatura del fluido se mantiene por debajo de este umbral, se utiliza la refrigeraci\u00f3n pasiva; si supera el umbral, se emplea la refrigeraci\u00f3n activa.<\/p>\n<p>Este m\u00e9todo funciona de la siguiente manera:<\/p>\n<ol>\n<li>Ajustar la eficiencia en refrigeraci\u00f3n activa y pasiva<\/li>\n<li>Ajuste el umbral de temperatura por encima del cual hay refrigeraci\u00f3n activa<\/li>\n<li>Calcular la carga resultante en el suelo, suponiendo s\u00f3lo refrigeraci\u00f3n pasiva.<\/li>\n<li>Calcular el perfil de temperatura<\/li>\n<li>Compruebe si la temperatura media m\u00e1xima del fluido supera el umbral pasivo\n<ol>\n<li>En caso afirmativo, recalcule la carga de suelo resultante, siendo cada hora en la que la temperatura est\u00e9 por encima del umbral, refrigeraci\u00f3n activa.<\/li>\n<li>Si no, pase a (7)<\/li>\n<\/ol>\n<\/li>\n<li>Recalcular el perfil de temperatura\/tama\u00f1o del campo de perforaci\u00f3n<\/li>\n<li>Devoluci\u00f3n media SEER<\/li>\n<\/ol>\n<p>Utilizando esta metodolog\u00eda, conseguimos un sistema geot\u00e9rmico con un SEER medio de 13,06 y un consumo el\u00e9ctrico anual de 296 kWh, lo que supone una mejora significativa respecto al caso anterior.<\/p>\n<blockquote><p><strong><span style=\"color: #3366ff;\">Nota<br \/>\n<\/span><\/strong><span style=\"color: #3366ff;\">Cuando se utiliza el m\u00e9todo del umbral de temperatura, la media de SEER se calcula a lo largo de todo el periodo de simulaci\u00f3n. La energ\u00eda en MWh en el diagrama de la cuota de refrigeraci\u00f3n pasiva tambi\u00e9n representa la energ\u00eda media anual para la refrigeraci\u00f3n pasiva. Esto se debe a que, debido al desequilibrio t\u00e9rmico, las condiciones del suelo pueden cambiar con el tiempo, aumentando o disminuyendo potencialmente la cuota de refrigeraci\u00f3n pasiva anual.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-3647 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Threshold.png\" alt=\"Refrigeraci\u00f3n activa y pasiva con umbral de temperatura\" width=\"2799\" height=\"1052\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Threshold.png 2560w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Threshold-300x113.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Threshold-1024x385.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Threshold-768x289.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Threshold-1536x577.png 1536w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Threshold-2048x770.png 2048w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Threshold-18x7.png 18w\" sizes=\"(max-width: 2799px) 100vw, 2799px\" \/><\/p>\n<p>La raz\u00f3n principal de esta mejora puede verse en la figura anterior, donde sigue habiendo una considerable refrigeraci\u00f3n pasiva durante el verano. Esto depende en gran medida del perfil de la demanda de refrigeraci\u00f3n. En el caso de los campos de sondeo que est\u00e1n limitados t\u00e9rmicamente en el tercer o cuarto cuadrante, la refrigeraci\u00f3n activa puede no suponer ninguna diferencia.<\/p>\n<blockquote><p><strong><span style=\"color: #3366ff;\">Nota<br \/>\n<\/span><\/strong><span style=\"color: #3366ff;\">Si no ha le\u00eddo nuestro art\u00edculo sobre los cuadrantes de campos de sondeo, puede consultarlo <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/es_es\/base-de-conocimientos\/cuadrantes-del-campo-de-perforacion\/\">aqu\u00ed<\/a>.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-3650 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Threshold-profile.png\" alt=\"Evoluci\u00f3n anual de la cuota de refrigeraci\u00f3n activa\" width=\"803\" height=\"337\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Threshold-profile.png 803w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Threshold-profile-300x126.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Threshold-profile-768x322.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/Threshold-profile-18x8.png 18w\" sizes=\"(max-width: 803px) 100vw, 803px\" \/><\/p>\n<p>El an\u00e1lisis del perfil de la demanda de refrigeraci\u00f3n durante todo el periodo de simulaci\u00f3n revela que la refrigeraci\u00f3n pasiva aumenta a\u00f1o tras a\u00f1o. Esto se debe al desequilibrio t\u00e9rmico negativo del auditorio (recordemos que su demanda de calefacci\u00f3n es casi diez veces superior a su demanda de refrigeraci\u00f3n). Como consecuencia, el suelo se enfr\u00eda a lo largo del periodo de simulaci\u00f3n, aumentando anualmente el porcentaje de refrigeraci\u00f3n pasiva y, en consecuencia, elevando la media de SEER a lo largo del tiempo.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-3651 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/SEER-evolution.png\" alt=\"Evoluci\u00f3n de SEER a lo largo del tiempo\" width=\"428\" height=\"365\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/SEER-evolution.png 428w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/SEER-evolution-300x256.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/02\/SEER-evolution-14x12.png 14w\" sizes=\"(max-width: 428px) 100vw, 428px\" \/><\/p>\n<h2>Conclusi\u00f3n<\/h2>\n<p>Tanto la refrigeraci\u00f3n activa como la pasiva tienen ventajas e inconvenientes. La refrigeraci\u00f3n activa reduce considerablemente los costes de inversi\u00f3n pero aumenta el consumo el\u00e9ctrico, mientras que la refrigeraci\u00f3n pasiva tiene el efecto contrario. En este art\u00edculo se ha demostrado que si se dimensiona el campo de sondeo para refrigeraci\u00f3n activa, pero se utiliza la refrigeraci\u00f3n pasiva siempre que sea posible, se puede conseguir una media de SEER de 13. Existe un gran potencial para integrar la refrigeraci\u00f3n activa y pasiva, y en el pr\u00f3ximo art\u00edculo le mostraremos c\u00f3mo calcularlo utilizando GHEtool Cloud. Permanezca atento.<\/p>\n<h2 id=\"reference\">Referencias<\/h2>\n<ul>\n<li>Vea nuestro v\u00eddeo explicativo en nuestra p\u00e1gina de YouTube haciendo clic en <span style=\"text-decoration: underline;\"><a href=\"https:\/\/youtu.be\/ROzsVKEWBmQ\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">aqu\u00ed<\/a><\/span>.<\/li>\n<li>Encontrar\u00e1 m\u00e1s informaci\u00f3n sobre refrigeraci\u00f3n activa y pasiva en (<a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.apenergy.2023.122261\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Coninx y otros, 2024<\/a>).<\/li>\n<\/ul>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Con los campos de sondeo, se puede tener una refrigeraci\u00f3n pasiva, pero dimensionar el campo de sondeo de esta manera es bastante caro. Por eso, a veces se propone la opci\u00f3n de utilizar refrigeraci\u00f3n activa para reducir el coste de la inversi\u00f3n. Sin embargo, esto aumenta el consumo de electricidad en comparaci\u00f3n con la refrigeraci\u00f3n pasiva. 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