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Vol. VII, No. 2 Mayo-Agosto 2013 58

El cientfico frente a la sociedad Artculo de opinin

ResumenLa industria cinematogrfica ha evolucionado a pasos agigantados;desde los fotogramas mudos en blanco y negro, hasta lassuperproducciones multimillonarias que llenan las salas de cine consu estremecedor sonido. Los efectos especiales son todos los recursosartificiales de naturaleza cientfica, utilizados para dar apariencia derealidad a ciertas escenas que, en su forma ms simple y primigenia,se basan en la creacin inmediata de recursos fsicos comoexplosiones, disparos, niebla o nieve mediante la ingeniosa aplicacinde la qumica. Con el objetivo de promover la ciencia recreativacomo fuente de conocimiento, diversin y para explicar losfundamentos qumicos de los efectos especiales mecnicos en cine ytelevisin, se efectu una revisin bibliogrfica que permiti crearen el laboratorio rplicas a escala de algunos efectos especialesclsicos, que exhiben la creatividad y agudeza con que los expertosdel sptimo arte analizan nuestra percepcin sensorial del mundo eimitan fenmenos impresionantes y arriesgados en un ambientecontrolado.

Palabras clave: cine, efectos especiales mecnicos, qumica.

_________________________________1 Universidad de Sonora. Departamento de Ciencias Qumico Biolgicas. Boulevard Luis Encinas y Rosales S/N Colonia Centro. C.P. 83000.

Tels. (01662) 259-2163 y (01662) 259-2164.2 Direccin electrnica del autor de correspondencia: [email protected].

AbstractThe film industry has evolved by leaps and bounds from thesoundless photograms in black and white, to the multimillionaireblockbusters that fill the theaters with breathtaking sound. Specialeffects are all the artificial resources of a scientific nature used togive certain scenes which, in their most simple and primordialshape, are based on the immediate creation of physical resourcessuch as explosions, firing, mist or snow by ingenious applicationof chemistry. With the aim of promoting the recreational scienceas source of knowledge, fun and to explain the chemical principlesof mechanical special effects in film and television, a literaturereview was conducted to create, in the laboratory scale replicasof some classical special effects, exhibiting the creativity andacuteness in which cinema experts analyze our sensory perceptionof the world and imitate impressive and risky phenomena in acontrolled environment.

Keywords: film industry, mechanical special effects, chemistry.

The chemistry behind the mechanical special effects infilmmaking and television: return to classics

La qumica detrs de los efectos especialesmecnicos en cine y televisin: regreso a los clsicos

FRANCISCA OFELIA MUOZ-OSUNA1,2, KARLA LIZBETH ARVAYO-MATA1, CARMEN ALICIA VILLEGAS-OSUNA1,FRANCISCO HUMBERTO GONZLEZ-GUTIRREZ1 Y OSCAR ALBERTO SOSA-PREZ1

Introduccin

La industria cinematogrfica comenz en 1895, cuando los hermanos Lumire inauguraron el primercine del mundo, presentando la pelcula Salida de la fbrica Lumire que impact a los espectadoresy se convirti en un parte aguas en la evolucin desde aquellos fotogramas mudos enblanco y negro, hasta las superproducciones multimillonarias que llenan las salas de cine con su estremecedorsonido.

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La trascendencia de las pelculas proyectadasse relaciona, muchas veces, con la capacidadvisionaria de los cineastas para crear o recrearfenmenos naturales o ficticios que intentan igualarnuestra percepcin sensorial del mundo, o bien,persuadirnos de la autenticidad del mundo que nospresentan, mediante tcnicas que permitenmodificar la apariencia de la imagen o el sonido(Lutz, 2009). Todos estos recursos artificiales denaturaleza cientfica son llamados efectosespeciales, trmino que se utiliz por primera vezen 1926, en la pelcula de Fox What Price Glory(Nusim, 2007).

Los efectos especiales mecnicos usanelementos reales (Hsu y Chaniotakis, 2010) parapersuadir al observador de la autenticidad de lasimgenes, mediante la creacin de fenmenos fsicosque, por su naturaleza costosa, arriesgada,desastrosa o improbable, deben ser reproducidosen ambientes controlados, reemplazando materialesqumicos de una amplia gama.

En la actualidad, filmes como La Guerra delas Galaxias, Titanic, Matrix, El Seor de losAnillos, Avatar, Harry Potter y ms recientementeLos Juegos del Hambre, son blockbusters que hansido homenajeados por sus efectos especiales.Aunque es obvio que las grandes produccionescinematogrficas de los ltimos 10 aos hannecesitado, como la gran mayora de las pelculasde accin o ciencia ficcin, efectos especialesgenerados en computadora, algunos de ellos sonrealizados de la forma tradicional, sobre todo enaquellos que necesitan ser lo ms realistas posibles,como es el caso de Brigada 49.

Adems de ser una aplicacin novedosa, el cinese ha convertido en una herramienta didctica, comoes el caso de los talleres impartidos en laUniversidad de Oviedo, basados en el anlisis depelculas como Shutter Island y series de televisincomo Bones (Fernndez y Garca, 2012) . Por otrolado, la Universidad de Bristol tambin hadesarrollado un programa donde se aplican loscontenidos de la clase de qumica, seleccionandocompuestos especficos e identificando su uso enel filme seleccionado (Diener, 2010).

FRANCISCA O. MUOZ-OSUNA, KARLA L. ARVAYO-MATA, CARMEN A. VILLEGAS-OSUNA, FRANCISCO H. GONZLEZ-GUTIRREZ Y OSCAR A. SOSA-PREZ:La qumica detrs de los efectos especiales mecnicos en cine y televisin: regreso a los clsicos

El objeto primordial de esta investigacinbibliogrfica es explicar el fundamento qumico delos efectos especiales mecnicos en cine y televisin,as como tambin promover la qumica recreativacomo fuente de conocimiento y diversin.

Desarrollo

Los efectos especiales mecnicos, prcticos ofsicos, son los recursos ms simples utilizados para lacreacin inmediata de fenmenos fsicos. Incluyenefectos ambientales, pirotecnia, sangre artificial,caracterizacin, disparos, explosiones, niebla, brumao humo, entre otros; todos ellos tienen en comn elauxilio de la qumica para impresionar a las personasque disfrutan desde sus asientos a travs de la pantalla.

Durante las filmaciones, puede no contarse consituaciones ambientales especficas, es por ello quelos cineastas buscan reproducir fenmenosatmosfricos como la nieve, niebla, bruma, lluvia oviento. Este ltimo es generado por ventiladores quepueden simular desde una simple brisa hasta untornado y la lluvia es creada con una mezcla de aguay leche que se roca con aspersores (Nusim, 2007).

La niebla es un fenmeno atmosfrico quecomparte fundamentos qumicos con otro tipo deefectos similares. Para la produccin de niebla, latcnica ms antigua y comn es utilizar mquinas dehumo cargadas con CO2 comprimido (hielo seco) quese vaporiza con facilidad aadiendo agua caliente.El hielo seco vaporizado causa un enfriamientoinstantneo del aire de alrededor que condensa lahumedad ambiental, generando una nieblablanquecina y relativamente densa.

La temperatura del agua aadida puede ayudara controlar la cantidad y densidad de niebla; el aguacaliente vaporizar el CO2 ms rpidamente que elagua fra. Debido a que el CO2 reemplaza al oxgenodel aire, es peligroso utilizar esta tcnica cuando senecesitan grandes cantidades de niebla (Helmenstine,2012) (Figura 1).

En las pelculas o series de televisin de magiao misterio, es necesario producir no solo la aparienciade niebla real, sino misteriosos humos densos y dedistinta propagacin. Para ello se utiliza nitrgenolquido expuesto a temperaturas relativamente altas,


en las cuales su fase lquida es revertida y vuelve aser gaseoso. En el proceso, enfra el aire a una mayorvelocidad que el CO2 comprimido (porque latemperatura a la que se mantiene el estado lquido esmucho menor) condensando el aire a su alrededorrpidamente, mantenindose cerca del suelo debidoa su densidad. Debe tenerse entrenamiento apropiadoy controlar la exposicin al nitrgeno en esta tcnica,porque las bajas temperaturas que se manejan puedencausar serios daos tisulares, adems, el gasdisminuye la concentracin de oxgeno del aire pordesplazamiento y puede causar desmayos o asfixia.

Figura 1. Niebla real. [http://hablemosdemisterio.com/misterio/la-niebla-%C2%BFuna-puerta-de-entrada-a-lo-paranormal].

Actualmente, por la facilidad de manipulacin ypara reducir los riesgos del manejo, se utilizan glicolesatomizados, tambin llamados jugos de niebla(Nusim, 2007). Esta preparacin comercial contieneagua destilada, glicoles y aceite mineral, que soncalentados y propulsados a presin por una mquinade humo creando una niebla que vara en densidad yduracin dependiendo de las proporciones de lamezcla y de la estructura del glicol; si se aumenta lacantidad de glicol, ms tiempo dura en el ambiente;si la cadena es ms larga, la niebla es ms densa.

La nieve real es difcil de manejar, as que laartificial resulta mejor. Una de las primeras mezclasfamosas naci en 1930, con virutas de yeso blando ycopos de maz blanqueados. Posteriormente, se harecurrido a la celulosa, almidn de papa o arroz, espumao sulfato de magnesio, dependiendo del rea a cubrir oel presupuesto disponible (Lutz, 2009) (Figura 2).

Figura 2: Nieve fabricada con (-CH2CH[CO2Na]-)n. [http://www.cienciaonline.com/2008/03/06/%C2%BFcomo-se-hace-la-nieve-artificial].

La compaa Crownshaw, ha utilizado(-CH2CH[CO2Na]-)n (poliacrilato de sodio), unpolmero orgnico absorbente encontrado en paales.El H+ de todos los grupos carboxilo ha sido sustituidopor Na+ y al entrar en contacto con el agua se liberan,dejando libres iones COO-. Los aniones se repelen,estirando la cadena principal y provocando elaumento de volumen. Para que el compuesto vuelvaa ser estable y neutro, los iones captan las molculasde agua, absorbiendo hasta 800 veces su volumen.

Entre las situaciones presentadas en cine otelevisin, de las ms llamativas son las que muestranescenas sangrientas, que cuidan siempre que el elcolor, textura, brillo y densidad sean lo ms realposible. En la mayora de las preparaciones parafilmaciones se utilizan sustancias comestibles, comojarabe de maz o jarabe de chocolate, para asegurarla correcta densidad; colorantes rojo, azul y amarillopara conferirle el color apropiado segn lacircunstancia en que deba encontrarse la sangre yalgn polvo como maicena o chocolate paramanifestar cierto grado de coagulacin (Markle yBrace, 2004). Un truco ingenioso para crear heridasinstantneas, es utilizar la reaccin qumica para lasntesis del Fe(SCN)3 que forma un complejohidratado color rojo sangre. Se logra empapando unaporcin de piel seca con una solucin de KSCN y uncuchillo sin filo con FeCl3; al pasar el cuchillo por lapiel, se producir el complejo y dar la impresin dehaber causado una herida real (Helmenstine, 2012).Otra posible aplicacin de este sencillo principio se



observa en Los diez mandamientos, un clsico delcine de la dcada de 1950, cuando Aarn toma subculo y lo introduce en las falsas aguas del ro Nilo,ste se torna color rojo sangre (Prez y Boronat, 2012).

En la pelcula El Dr. Jekyll y Mr. Hyde, presentanuna frmula secreta para transformarse, que incluauna sal cristalina, un lquido rojo sangre y otrosingredientes. El color y el olor del lquido rojo sangre,aunado especficamente al elemento fsforo, indicaque se trata de fsforo rojo disuelto en CS2. El CS2era comnmente utilizado para disolver compuestosque no eran particularmente solubles en agua; hoyen da, es remplazado por el solvente DMSO(Dimetilsulfxido) (Griep y Mikasen, 2009).

Los actores son transformados en casi cualquiercriatura mediante el maquillaje prosttico, basado enel arte de la cosmetologa que, meticulosamente, lograempatar la piel artificial con la real. Las prtesis dealta calidad se logran tomando una impresin exactade la persona que las usar para, posteriormente,esculpir en el molde las prominencias que senecesitan. Despus, el molde se duplica en algnslido flexible como el ltex, silicona, gelatina opoliuretanos (Murphy, 2003) y se adhiere a lasuperficie corporal (Figura 3).

Figura 3: Herida artificial fabricada con silicona. Incluye sangreartificial de frmula comercial. [http://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-434788491-dermo-skin-piel-falsa-fake-sangre-maquillaje-terror-fx-horro-_JM].

En la pelcula El Seor de los Anillos, todas lascriaturas de la Tierra Media fueron creadas mediantemaquillaje prosttico. Un ejemplo es el actor quepersonific a Gimli el enano, quien tuvo que utilizaruna prtesis facial completa para aumentar el tamaode su cara y lograr el aspecto apropiado para la razaDwarf (Murphy, 2003).

El ltex es un coloide de polmeros orgnicos decadena larga aislados de la savia de rboles tropicales(especialmente Hevea brasiliensis) utilizado comoingrediente principal de la piel falsa. Se requiere,adems, un agente de curado que unir las cadenasde los polmeros del ltex y un agente espumanteque contribuir a la formacin de burbujas.

La mezcla es batida hasta que el agenteespumante produce burbujas grandes o pequeas,dependiendo del tiempo que se agite. Las burbujaspequeas crearn una consistencia menos flexibleque las burbujas grandes porque al calentarse, elagente de curado sellar las uniones entre lospolmeros del ltex y no permitir que las molculasfluyan, convirtindolo en un slido flexible,dependiente de la cantidad de aire que haya sidoatrapado dentro de las burbujas.

La silicona, por otro lado, es un polmero lquidocuya columna vertebral se compone de la uninalternada entre el silicio y el oxgeno con gruposlaterales orgnicos como el metil, etil o vinil. Adiferencia del ltex, la silicona requiere un metal comoel platino como agente curativo. En el caso de lapolisilicona, se aade una molcula pequea con almenos un tomo de hidrgeno que acta comoreticulante (puede usarse SiO4) y al catalizarse lareaccin con un metal como el Pt, el H de estamolcula pequea se une a los polmeros medianteel grupo CH2CH2-, endureciendo la silicona.

Harry Potter es la saga ms taquillera de ladcada, y en concordancia con el tema, mientrasaparezca la magia en el cine, aumentan lasprobabilidades de encontrar fantsticas y sencillasreacciones qumicas. Hermione, por ejemplo,conjura llamas azules que puede guardar dentro deuna jarra de vidrio (Copes, 2006). Esta no es msque una exhibicin de la propiedad de los tomosde absorber energa (en este caso trmica) que lesconduce a un estado excitado. Al volver a suconfiguracin basal, los tomos liberan energa enforma de radiacin electromagntica. Debido a quela energa liberada por cada tomo es de una longitudde onda especfica, dependiendo del tomo que setrate ser el color emitido; el color azul es producidopor las sales de Cu+2.



Las llamas de colores pueden lograrse tambinmediante reacciones extremadamente exotrmicasde xido-reduccin. Por ejemplo, la reaccin de Zn,NH4NO3 y vapor de I2 o (KMnO4) y glicerina, creanflamas de varios tonos de color prpura (Hsu yChaniotakis, 2010).

Todos los efectos especiales relacionados conel fuego o las chispas son clasificados comopirotecnia, trmino que proviene de las races griegasPiro que significa fuego y Techne que significa arteo tcnica.

La creacin de explosiones se puede generar agran escala y en miniatura, la decisin de cmorealizarlas depende de cada director y del tipo deefecto que se quiere lograr; si bien a escala naturalel efecto es ms impactante y realista, comprometela seguridad de todos los involucrados, situacin queno sucede con las miniaturas.

Los explosivos generalmente tienen en comnvarios grupos (NO2

-) cuyos oxgenos son estabilizadospor resonancia. En el caso de la nitroglicerina, o TNT,un golpe es suficiente para desestabilizar dichasuniones y causar una explosin. Existen otrosexplosivos ligeramente ms estables como es elcaso de la nitroceulosa, fcilmente sintetizablemediante la nitracin (con HNO3 y H2SO4) de papelo algodn puro como fuente de celulosa, que noexplotan propiamente, pero se consumen por defla-gracin, creando el mismo efecto visual (Figura 4).

Figura 4: Explosin de autos en la pelcula Avengers. [http://va r i e t a l e sd i a l ec t i cos .b logspo t .mx /2012 /03 /mi tos -de -pelicula.html#!/2012/03/mitos-de-pelicula.html].

Los efectos pirotcnicos dependen, en granmedida, de la imaginacin de los artistas. En lafilmacin de la Guerra de las Galaxias: una nueva

esperanza, el artista cre una caja con una mezclade S8, (KNO3) y carbn, que al ser encendidosdesprendan chispas y residuos en todas direccionespara simular una explosin en el espacio donde,obviamente, la combustin no se produce porque nohay O2 (Lutz, 2009).

Para la generacin de disparos, se utilizan lastronadoras, cuyo desarrollo necesita de lamatemtica, qumica y fsica para asegurar que lasdimensiones del estallido no comprometen laintegridad fsica del sujeto. Este pequeo aparatopuede generar una explosin por medio de NO3

- yotros explosivos, activada a travs de un controlremoto. Se calcula matemticamente la distancia querecorrer un objeto, el impacto de una explosin, losefectos de alcance, cohesin, adhesin, rotacin,vibracin, la energa de choque y desprendimientode calor, representados por ecuaciones que ayudana descifrar la carga necesaria de un determinadoexplosivo para la detonacin satisfactoria,considerando la presin y velocidad de detonacin.

Conclusiones

La qumica es una ciencia polifactica que incideen casi todos los aspectos de la vida cotidiana, hechoque los estudiantes a veces pierden de vista. En estesentido, cobra vital importancia evocar y promoverla ciencia en general y la qumica en particular, comofuente de diversin y aprendizaje pero, sobre todo,para favorecer la aplicacin de los conocimientosadquiridos de forma creativa y responsable.

Dentro de la industria del entretenimiento, laqumica fue la base de los efectos especiales en ciney televisin, hasta que muchos de ellos fueronsustituidos por simulaciones computarizadas que,muchas veces, no logran igualar los fenmenos reales.Es por ello, que inclusive la ms avanzada tecnologano ha conseguido reemplazar principios qumicosbasados en reacciones simples, pero espectacularesque persuaden al espectador de la veracidad de lasescenas y atraen a una cada vez ms fascinadaaudiencia.

Las estratosfricas inversiones que se hacen encintas como Batman, Harry Potter, La Guerra delas Galaxias o Avatar, manifiestan el impacto quelos efectos especiales pueden dar a una pelcula, sin



menospreciar el guion o la trama. Estos son ejemplosde filmes que trascienden por el realismo quealcanzan sus mundos de fantasa gracias a la atencinque ponen en los detalles y a la creatividad de loscientficos que trabajan para la industriacinematogrfica, empleo que debe ser altamentegratificante.

Desde la manipulacin atmosfrica hasta lageneracin de heridas de bala, la qumica explica yexpone los secretos del cine, demostrando una vezms que hay una lnea fina donde pueden mezclarsela magia y la ciencia, si se tiene la imaginacinsuficiente.

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Este artculo es citado as:

Muoz-Osuna, F. O., K. L. Arvayo-Mata, C. A. Villegas-Osuna, F. H. Gonzlez-Gutirrez y O. A. Sosa-Prez.2013: La qumica detrs de los efectos especiales mecnicos en cine y televisin: regreso a los clsicos.

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Resmenes curriculares de autor y coautoresFRANCISCA OFELIA MUOZ OSUNA. Qumico egresado de la Escuela de Ciencias Qumicas de la Universidad de Sonora en 1975. Harealizado estudios de Posgrado en el Departamento de Polmeros y Materiales donde curs la maestra de 1988-1990 en laUniversidad de Sonora y en la Universidad Pedaggica Nacional Unidad 26A de Hermosillo, Sonora, donde realiz la Maestra enEducacin Campo: Formacin Docente de 2002-2004. Actualmente cursa el Doctorado en Educacin en la Universidad Nacional aDistancia (UNED) en Madrid Espaa. Ha asistido a 150 cursos, congresos, eventos acadmicos de actualizacin y simposiosnacionales e internacionales. Ha impartido 27 conferencias, 29 ponencias en IES y en nivel medio superior en eventos nacionales,locales y regionales. Ha participado en la organizacin de 16 eventos acadmicos. Fue maestro de asignatura en 1975-1977 ytiempo completo a partir de 1978 en la Escuela de Ciencias Qumicas y primera Jefa de Laboratorios de dicha escuela y delDepartamento de Ciencias Qumico Biolgicas. Ha sido directora de ocho exmenes de licenciatura, dos de maestra y sinodal demltiples exmenes profesionales. Ha sido asesor acadmico de 84 trabajos presentados en la Muestra Estudiantil, obteniendo 63premios. Es autor de 11 artculos publicados en revistas de circulacin nacional o internacional. Ha escrito cinco libros acadmicos,es responsable y/o colaborador de 44 proyectos concluidos. Miembro de jurado calificador para el ingreso de personal acadmico.Ha participado en diseo de programas de materia e impartido cursos a profesores de nivel secundaria, preparatoria y universidad.Ha tenido mltiples comisiones y proyectos realizados, entre ellos la Comisin Dictaminadora de Ciencias Biolgicas y de la Salud,Reforma Curricular 1978-2004 y Nuevo Plan de Estudios 2004 para QBC y QA. Es presidente de academia de qumica analtica,maestra en el rea de qumica orgnica, qumica analtica, tutora desde el ao 2000 y responsable de dos proyectos de docenciaenfocado a competencias docentes.

KARLA LIZBETH ARVAYO MATA. Es estudiante de sexto semestre de la Lic. Qumico Bilogo Clnico en la Universidad de Sonora (UNISON).Es asesor en el programa de Tutoras por pares en el Departamento de Ciencias Qumico Biolgicas. Es autor de un artculo cientficode nivel internacional y ha presentado cinco ponencias a nivel local obteniendo segundo lugar en tres ocasiones y ha participadoen tres ponencias a nivel nacional. Ha asistido a dos congresos estatales y a un curso de actualizacin.

CARMEN ALICIA VILLEGAS OSUNA. Qumico-Bilogo, Especialidad Tecnologa de Alimentos, egresada de la Escuela de Ciencias Qumicasde la Universidad de sonora. Obtuvo la Maestra en Ciencias de los Materiales en la Universidad de Sonora. Es docente en laUniversidad de Sonora de 1981 hasta la fecha, impartiendo las clases de Qumica Orgnica I, Qumica Orgnica II y QumicaOrgnica III. Ha participado en proyectos en la lnea de Investigacin Educativa, tres como responsable y cuatro como colaborador,dos de ellos en proceso. Participa como tutor acadmico de alumnos del Departamento de Ciencias Qumico Biolgicas del 2000 ala fecha. Ha asistido a numerosos cursos, de los cuales 10 corresponden a los ltimos cinco aos. Particip en la organizacin ycomo asesor en la Olimpiada Sonorense de Qumica de 1994 a 2010. Tambin ha colaborado en la organizacin de la Olimpiada deQumica Campogrande del 2005 al 2011. Colabor como miembro de la Comisin de Asuntos Acadmicos, tanto a nivel academiacomo departamental. Asimismo, en la Comisin Departamental para la Revisin y Adecuacin de los Lineamientos de Titulacin.Present 10 ponencias en cartel en los ltimos cinco aos en la Semana Nacional de Ciencia y Tecnologa. Es autor o coautor desiete artculos de investigacin y/o divulgacin, tres libros, dos manuales de prcticas y materiales didcticos correspondientes alas materias impartidas. Tiene reconocimiento PROMEP desde el ao 2004 a la fecha.

FRANCISCO HUMBERTO GONZLEZ GUTIRREZ. Es estudiante de sexto semestre de la Lic. Qumico Bilogo Clnico en la Universidad de Sonora(UNISON). Es autor de cinco ponencias a nivel local obteniendo segundo lugar en dos ocasiones y ha participado en tres ponenciasa nivel nacional. Ha asistido a un congreso nacional.

OSCAR ALBERTO SOSA PREZ. Estudiante de sexto semestre de la Lic. Qumico Bilogo Clnico en la Universidad de Sonora (UNISON).Es autor siete ponencias a nivel local obteniendo el segundo lugar en dos ocasiones y ha participado en tres ponencias a nivelnacional. Ha asistido a un congreso nacional.


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