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Revista Ciencia, Tecnología e Innovación

versión impresa ISSN 2225-8787

Rev. Cien. Tec. In. vol.17 no.20 Chuquisaca dic. 2019

 

Artículo

 

SOCUZINC (CuSO4 1.6%/ZnO 8%) Inhibidor de microorganismos en aplicación junto a pinturas látex sobre paredes para preservación de pinturas al óleo del Museo Universitario Colonial Charcas

 

SOCUZINC (CuSO4 1.6%/ZnO 8%) Microorganism inhibitor in application alongside latex paints on walls for the preservation of oil paintings of the Museo Universitario Colonial Charcas

 

 

Magaly Magariños 1*, Carmen Encinas1, Ramón Delgado2

Universidad Mayor, Real y Pontificia de San Francisco Xavier de Chuquisaca, Facultad de Ciencias Químico Farmacéuticas y Bioquímicas, Carrera de Bioquímica.

Museo Universitario Colonial Charcas.

Recibido febrero 23, 2018; Aceptado octubre 26, 2019

 

 


Resumen

Nuestro país Estado Plurinacional de Bolivia y la ciudad de Sucre se han caracterizado a través del tiempo por su cultura y turismo, UNESCO en Bolivia declaró a la ciudad Blanca de América entre los patrimonios culturales en 1991 como: “Ciudad histórica de Sucre", por albergar riquezas culturales como las obras de arte que se encuentran en distintos museos de la ciudad, resalta entre éstos el Museo Universitario Colonial Charcas el más prestigioso a nivel nacional cuenta con una amplia colección de obras pictóricas tanto de la época Colonial, Republicana y Contemporánea. En la sala de arte colonial cuenta con 1300 obras en diferentes soportes (madera, mármol, vidrio) y 870 pinturas al óleo sobre lienzo, en estas últimas se trabajó desde pasadas gestiones con la carrera de Bioquímica para determinar primeramente, las comunidades microbianas que deterioran estas obras así como el control microbiológico de ambientes; en base a esa información se continuó con el trabajo para dar una alternativa de solución al diagnóstico realizado llegando a demostrar la sensibilidad microbiana frente a SOCUZINC (CuSO4 1.6%/ZnO 8%) al ser aplicado junto a pinturas látex sobre paredes para preservación de las pinturas al óleo.

En la parte metodológica se aplicó un estudio cuantitativo, descriptivo y de corte transversal. Respecto a los resultados se confirmó mediante técnicas microbiológicas cualitativas y cuantitativas la efectividad de los químicos CuSO4 al 1.6% y ZnO al 8% como inhibidores microbianos aplicables a los ambientes del Museo junto a pintura látex y de esta manera contribuir a que las obras del Museo Colonial Charcas sigan siendo uno de los patrimonios culturales mejor conservados.

Palabras clave

Deterioro de pinturas, comunidades microbianas en Museos, sensibilidad a químicos, preservación.


Abstract

Our country, the Plurinational State of Bolivia and the city of Sucre have been characterized over time by its culture and tourism. In 1991 this city known as the White City of America, among the cultural heritage, was declare by UNESCO in Bolivia as the "Historical City of Sucre" for hosting cultural wealth such as the works of art found in different museums in the city. Among those, the Museo Universitario Colonial Charcas

is stood out as the most prestigious nationwide. It has a wide collection of paintings concerning to the colonial, Republican and contemporary times. The colonial art room has 1300 works on different materials (wood, marble, glass) and 870 oil paintings on canvas, in which it was worked since last years with the Biochemistry Department of the University to determine first, the microbial communities that deteriorate these works as well as the microbiological control of environments. Based on the information obtained, this work had its continuity with the purpose of providing an alternative solution to the diagnosis made, showing the microbial sensitivity to SOCUZINC (CuSO4 1.6%/Zno 8%) when applied alongside latex paints on walls for preservation of oil paintings.

A quantitative, descriptive and cross-sectional study was applied in the methodological part. Regarding the results, the effectiveness of the 1.6% CuSO4and 8% ZnO chemicals as microbial inhibitors applicable to the Museum's environments together with latex paint was confirmed by qualitative and quantitative microbiological techniques and thus contribute to the remaining works of the Colonial Charcas Museum.

Keywords

Deteriorati on of paintings, microbial communities in Museums, sensitivity to chemicals and preservation.


 

 

Introducción

Desde épocas antiguas el deterioro de los bienes culturales han sufrido deterioro por distintos factores entre esos físicos, químicos y biológicos, siendo el biológico un fenómeno complejo y en muchas oportunidades irreversible en el deterioro de las obras pictóricas. Desde 1964 en el Instituto Pasteur, se destacó el papel de los microorganismos en el biodeterioro de los templos de Angkor y en diversos edificios parisinos.1

Posteriormente en Granada se describió los procesos de microbiodeterioro de obras de arte pictóricas que datan del siglo XVI hasta la primera mitad del siglo XVIII del Museo de Bellas Artes de Granada así como datos acerca del estado de conservación de los materiales que constituyen los lienzos.2

En Guatemala el año 2012, se realizó la evaluación de la contaminación del aire por hongos microscópicos en algunos museos, herbarios y colecciones de interés científico, en los que resalta el efecto de deterioro que producen los hongos en las diferentes colecciones así como en los trabajadores de estos ambientes.3

En Argentina el 2017, se presentó el trabajo: "Biodeterioro por psocópteros en restauraciones históricas de cerámicas arqueológicas: definición de la problemática y toma de decisiones durante una intervención de conservación preventiva en el Museo de La Plata, Argentina" con el hallazgo de insectos vivos en asociación directa al deterioro de las cerámicas y restauraciones, obligó a definir la problemática de biodegradación. Como resultado se determinó que la presencia de psocópteros (insectos que se alimentan de mircroorganismos derivados de la degradación de materiales orgánicos usados en restauraciones históricas) representa un riesgo para la conservación a largo plazo de los artefactos arqueológicos. Pero al revisar las medidas de conservación preventiva, se asumió la reducción de humedad en los depósitos inferior al 40%, fumigación periódica y aspiración del mobiliario.4 En el mismo museo en la gestión 2015 se tiene otro estudio dirigido al Monitoreo de la carga fúngica ambiental y de otros bioaerosoles en un depósito de restos momificados del NOA, en el que resalta la importancia de aplicar también métodos moleculares para la identificación de hongos no cultivables.5

También el 2015 en la carrera de Bioquímica de San Francisco Xavier de Chuquisaca realizaron el diagnóstico de los microorganismos que degradad las pinturas al óleo sobre lienzo en el Museo Colonial Charcas.6

Respecto a la preservación se puede mencionar el trabajo realizado en la Universidad Mayor de San Andrés el año 2012 después de demostrar la actividad microbiológica en el deterioro de los lienzos también realizaron procesos de conservación para combatir la proliferación de los microorganismos encontrados, a partir del uso de agroquímicos en esos textiles y de aceites esenciales de frutos y plantas naturales, pero no se efectuó el estudio de concentración óptima en que se debe aplicar éstos ni la inocuidad para otros materiales orgánicos.7

Al indagar más respecto a la preservación de obras de arte no se ha realizado ningún trabajo en Bolivia, tampoco en otros países según la bibliografía revisada; se tiene un manual de preservación de Bienes Culturales en Brasil del Ministerio de Cultura y otro manual de Preservación de colecciones en bibliotecas públicas en Venezuela, referidos al control de plagas, roedores, control de la humedad como también lo citan en museos en Argentina, pero en ningún estudio indica algún método para preservar pinturas u otras obras de arte de la contaminación o proliferación microbiana.

Una vez revisado los antecedentes de este tema y al conocer la ecología microbiana presente en las pinturas al óleo sobre lienzo que causan su deterioro en el Museo Universitario Colonial Charcas, se plantea el problema de investigación: ¿cuál será la sensibilidad de los microorganismos encontrados en pinturas al óleo sobre lienzo del Museo frente a substancias como CuSO4 y ZnO?

En este sentido el objetivo general de la investigación es demostrar la sensibilidad microbiana frente a substancias como CuSO4 y ZnO que junto a pinturas látex es aplicable sobre los muros del Museo para preservar las obras de arte.

El Museo Universitario Colonial Charcas dependiente de la Universidad Mayor, Real Pontificia de San Francisco Xavier de Chuquisaca, el más prestigioso a nivel nacional cuenta con una amplia colección de obras pictóricas tanto de la época Colonial, Republicana y Contemporánea, en la sala de arte colonial que es donde se trabajó desde la primera investigación para conocer la ecología microbiana, cuenta con 1300 obras en diferentes soportes (madera, mármol, vidrio) y 870 pinturas al óleo sobre lienzo.

Respecto a la conservación el museo cuenta con un taller/laboratorio de Conservación y Restauración donado por el instituto Italo Latino-Americano, también se tiene los suficientes cuidados por parte de los restauradores en las salas de almacenamiento o depósitos de obras de arte respecto a la radiación luminosa, polvo y humedad que son factores que influyen en el desarrollo de microorganismos y deterioro de las obras en especial de aquellas que están constituidos en sus distintos soportes a base de materiales orgánicos como las pinturas al óleo sobre lienzo. 6,8y9

Además del soporte, las pinturas sobre lienzo contienen otras moléculas orgánicas que pueden ser utilizadas por los microorganismos para su crecimiento, entre ellas se encuentran:

>  Sustancias de naturaleza lipídica como aceite de linaza.

>  Sustancias de naturaleza proteica, como la cola de conejo, cuyo componente fundamental es el colágeno, este tipo de colas puede concentrar humedad debido a su higroscopicidad, lo que facilita un ataque biológico9,10 y u

Microorganismos más comunes presentes en las pinturas, según estudios realizados en otros museos y repositorios culturales se tiene: Hongos como Alternaria, Aspergillius, Penicillium, Fusarium Memnoniella, Myrothecium, Neurospora, Zygomicetos, entre los más relevantes.12 Entre las bacterias más frecuentes: Cellvibrio, Sporocyto phagamyxococcoides, Microspora o especies anaerobias como el Clostridium, Bacillus de las distintas especies entre ellas Bacillus pumilus, Bacillus circularis, Bacillus cereus y Micrococcus luteus.13,14

Características de las substancias químicas utilizadas en la investigación:

Sulfato cúprico (CuSO4) es uno de loscompuestos químicos que en el presente trabajo se aplicó en concentraciones comprobadas científicamente junto al óxido de zinc y pintura látex para su acción inhibitoria microbiana en las pinturas al óleo, al ser aplicado a los muros del museo; es un compuesto en forma de sales de color azul, disponible comercialmente como Sulfato de cobre (II) pentahidratado, se caracteriza por su color azul y sus rápidos cambios de temperatura al agregarle agua, su fórmula química: CuSC<4 5H2O.15

Las aplicaciones del sulfato de cobre se dan mayormente en la agricultura para el control de enfermedades bacterianas que afectan a los cultivos de árboles frutales, campos, frutos secos y vegetales, el control de plagas es uno de los principales usos que se le da al sulfato de cobre para combatir caracoles y babosas, entre otros moluscos que afectan los cultivos y como fungicida debido a que este compuesto químico posee propiedades desinfectantes, que suele atacar ciertos hongos que se propagan y causan la muerte de diversas plantas.

Tratamiento de aguas, el sulfato de cobre suele utilizarse de igual forma como alguicida, eliminando así las algas de algunos estanques y piscinas.

Complemento de alimentos para animales suele ser utilizado como complemento en la alimentación de animales como pollos o cerdos, esto con la finalidad de contrarrestar la deficiencia de cobre en sus organismos.

Los usos industriales del sulfato de cobre están indicados para ser usados como aditivo de adhesivos para las encuadernaciones de libros.

Por otro lado, suele ser usado también de manera preventiva contra la podredumbre de la madera. Además, se usa para combatir y ejercer control en las raíces de los árboles que se encuentran cerca de alcantarillas en la ciudad.

Usos médicos, al sulfato de cobre se le suele dar también un uso en la medicina para el control y la prevención de ciertas enfermedades como la malaria o el pie de atleta. Esto al añadir un poco de sulfato de cobre en unas mezclas de otros compuestos químicos16

En el área de salud, tras años de investigaciones por ingenieros químicos, diferentes industrias textiles en Latinoamérica lanzaron al mercado en la última década textiles con fibra de cobre, con la premisa de que el cobre previene y elimina bacterias, hongos y ácaros, mejorando también la piel dañada por estos microorganismos y como cicatrizante de heridas, entre ellas las provocadas por la diabetes. Las características que posee el cobre es ser poco soluble, antibacteriano, no pierde su propiedad en el tiempo, por lo que se autosanitiza de forma permanente. Los hilados con cobre han sido estudiados por prestigiosas universidades del mundo y los resultados demuestran que los iones de cobre crean una zona natural de protección que elimina el 99,9% de bacterias y hongos. "En el caso de los textiles para diabéticos, se desarrolló un diseño, con una fibra con cobre que cubre todo el pie para protegerlo de hongos y otras infecciones, posee costuras planas para evitar el

roce y se maneja un tallaje más amplio por lo perfecto de su postura."17

El fundador de la compañía Cupron con sede en EE.UU. e Israel, el científico Jeff Gabbay, asegura que los productos fabricados con material impregnado en óxido de cobre son únicos en el mundo, pues son antisépticos, antibacterianos y fungicidas, testados y aprobados por la NASA por lo que desde el 2004 se dedica a la producción de distintos elementos como calcetines antibacterianos, fundas para almohadas antiarrugas, ropa deportiva, instrumentos de cocina y zapatillas.18

Por último a partir de 2013 se usa en diferentes países ropa con fibra de cobre para pacientes con "piel de cristal", la "Piel de Cristal", cuyo nombre científico es Epidermólisis Bulosa (EB), es una enfermedad genética incurable, no contagiosa, poco común, que afecta a todas las razas y sexos, cuya principal característica es que la piel es tan frágil que con un pequeño golpe o incluso un roce puede formar ampollas y heridas, los pacientes requieren de ropas especiales que los protejan de todas las eventualidades. El único tratamiento que existe es curar las heridas, aliviar el dolor, prevenir las diferentes complicaciones que pueden presentarse y apoyar nutricional y psicológicamente a los niños y jóvenes. Estudios realizados en pasados años, demostró que los calcetines, camisetas, tubulares y pantys, que han sido especialmente diseñadas y producidas para estos pacientes, cumple con todos los cuidados necesarios para prevenir nuevas lesiones, como no tener costuras internas que generan roce y posibles lesiones. Demostrando una vez más que el cobre crea una zona natural de protección que elimina el 99,9% de las bacterias y hongos. El poder bactericida del metal rojo comienza a trabajar al primer contacto con la piel, elimina malos olores causados por hongos y bacterias, ayuda a la cicatrización, mejora la tonalidad de la piel reduciendo manchas y crea una barrera contra posibles infecciones.19

Óxido de Zinc (ZnO) cuyos sinónimos son blanco de zinc, monóxido de zinc, flor de zinc, se utiliza en polvo o en pomada antiséptica, de acción secante en sudoración para uso corporal, protege de la irritación de la piel por lo que es usado en pomadas antiescaldantes, estabilizador de rayos ultravioleta, así se usa como protector solar al no sufrir alteración por los rayos U. V. muy eficaz en polipropileno y en polietileno, comparando con otros bloqueadores orgánicos el zinc demuestra un desempeño mucho más eficaz. En la industria química es retardante de fuego: protege neumáticos de efectos termales causados por la fricción interior, catalizador en muchas reacciones químicas y en adhesivos. Se adhiere a fórmulas de vidrio con el fin de bajar el coeficiente de expansión termal y mejorar la resistencia a los químicos y al calor.20,21

En las pinturas al óleo ha sido utilizado el óxido de zinc con la denominación de blanco de zinc desleído en aceite de alazor para las capas finales que le da un color más blanco a las obra de arte con su aplicación, a diferencia del desleído en aceite de linaza que da un acabado amarillento. Las ventajas del blanco de zinc para los pintores es que no es tóxico ni venenoso como el blanco de plata o llamado también blanco de plomo con el que los pintores se envenenaban al tocar y respirar el pigmento. Y frente al blanco de titanio es que el blanco de zinc es más puro, transparente y frío en cambio el de titanio es opaco y cálido. Por sus características el blanco de zinc es usado en las últimas capas de pinturas al óleo, en los últimos toques antes de ser almacenada la pintura.22

Según la historia del óxido de zinc o blanco de Francia ZnO se utiliza en acuarela con el nombre de blanco de China, se prefiere su utilización más que el blanco de plomo; es un pigmento relativamente moderno, data su industrialización de 1845, teniendo la particularidad de no ser venenoso, ni le afectan los rayos U. V. Se puede utilizar mezclado con blanco de plomo mejorando ambas propiedades, se obtiene por oxidación, a altas temperaturas de los vapores de zinc en barra. Ha sido estudiado y explotado por sus beneficios en la pintura por Courtois y Gaston de Morveau en 1780 y por el pintor parisino Jean Leclaire en 1842 quien continúa los estudios de Courtois y los mejora con la presentación de sus trabajos en 1850.23

Por todo lo anteriormente expuesto y el estudio del arte del tema de investigación se llega a plantear como hipótesis que debido a las propiedades físico químicas del CuSO4 y ZnO en concentraciones adecuadas y aplicado a los muros del Museo Colonial Charcas se logrará una inhibición sobre la ecología microbiana identificada en las pinturas al óleo24, consiguiendo preservar así estas obras de arte.

 

Diseño Metodológico

Tipo de estudio: La investigación adoptó un estudio de tipo cuantitativo, descriptivo y de corte transversal.

Se aplicó los métodos: Inductivo al ir de lo particular a lo general siendo que los resultados de las comunidades microbianas encontradas en el presente estudio tienen en común los hallados en otros museos de otros países, entonces la sensibilidad encontrada ante CuSO4 y ZnO puede interpolarse a otros museos, repositorios y a otros centros culturales. Experimental porque se expuso premeditadamente en laboratorio de microbiología tanto hongos filamentosos como levaduriformes a CuSO4 y ZnO para verificar su acción antimicótica de forma cualitativa y luego comprobar de forma cuantitativa la sensibilidad a diferentes concentraciones de estas substancias.

Actividades y Desarrollo del trabajo:

Técnica de estudio cualitativo de sensibilidad, se

realizó en dos cajas Petri con Agar Sabouraud más una mezcla al 2% de Sulfato de cobre y óxido de Zinc, en una caja con látex y en la segunda caja sin látex; en ambas cajas se sembró encima el medio Sabouraud y la mezcla química, mediante técnica de inundación en superficie y en masa, un hongo y una levadura dejando incubar a 22° C para realizar la lectura a los 10, 14, 18 y 24 días. (Ver Imagen N° 1)

Técnica o estudio cuantitativo: Método concentración inhibitoria mínima para CuSO4: Se efectuó una prueba de susceptibilidad de hongos filamentosos y levaduriformes frente a la sustancia inorgánica sulfato de cobre, usando el método de macro dilución en caldo. Se preparó el medio caldo Mueller Hinton suplementado con glucosa al 2 %, colocándose 1 ml del medio a cada tubo.

Técnicas e Instrumentos metodológicos

La técnica utilizada para el presente trabajo fue de observación y los instrumentos utilizados fueron protocolos microbiológicos.

La solución madre se preparó colocando 640 mg de sulfato de cobre en 1ml de agua, de allí se preparó una dilución 1:10 poniendo 0.2 ml en 1.8 ml de caldo concentración final 64 mg/ml, a partir de esta dilución se usó 10 tubos, al primer tubo se trasvasó 1ml de esta dilución y se fue trasvasando 1ml a los siguientes tubos sucesivamente, agitando al hacerlo. Así se obtuvo las diferentes concentraciones de la sustancia que fueron: 1° tubo 64 mg/ml. 2° tubo 32mg/ml. 3° tubo 16mg/ml. 4° tubo 8mg/ml. 5° tubo 4mg/ml. 6° tubo 2mg/ml. y 7° tubo 1 mg/ml. (Ver Esquema 1 de Método concentración inhibitoria mínima para CuSO4):

En cada tubo se sembró 1ml del inóculo, teniendo en cada tubo un volumen final de 2ml. El inóculo se preparó hasta obtener una concentración de 2,5.103 Hongos /ml en base a una dilución 1:100 del tubo 0.5 de Mac Farland con una absorbancia a 590-595nm con una lectura de 0,250-0.09.

En cada caso se utilizó como control de crecimiento, la respectiva suspensión de hongos; como control de esterilidad del medio se utilizó un tubo al cual se le agregó únicamente medio de cultivo. Se procedió a incubar 48 y 72 horas a 35° C luego se hizo la lectura comparando cada tubo con el control de crecimiento, considerando la concentración inhibitoria mínima cuando se observó inhibición del crecimiento micótico o la menor concentración de sustancia frente a la cual los hongos ensayados no exhibieron crecimiento visible. El criterio de crecimiento fue turbidez definida o un solo botón sedimentado. (Ver Imágenes N° 2 y 3)

Imágenes 2 y 3. Concentración mínima inhibitoria para CuSO4 en hongos

Filamentosos

Estudio Cuantitativo: Sensibilidad para ZnO Al ser insoluble en agua el ZnO no se realizó la prueba en tubo. Se realizó técnica de inhibición en Agar Sabouraud en concentraciones de 2% 4% y 8% de ZnO. (Ver Imágenes N° 4 y 5)

Imágenes 4 y 5. Sensibilidad para ZnO en hongos filamentosos (a) y levaduriformes (b)

Fuente: Fotos tomadas en laboratorio de Microbiología.

 

Resultados

Los resultados de comprobación de efectividad cualitativa antifúngica del CuSO4 y ZnO fueron: En laboratorio de Microbiología los resultados de ambas cajas Petri con Sabouraud más la mezcla de ambos químicos, una con látex y otra caja sin látex y el sembrado de un hongo y una levadura, se tiene que hubo inhibición micótica en ambas cajas Petri

tanto para hongos filamentosos y levaduriformes que se ve en la imagen N° 1, es la misma imagen en el día del sembrado como en el día número 24 en que se realizó la última observación.

Resultado del estudio cuantitativo de Concentración mínima inhibitoria para CuSO4: Crecimiento de hongos filamentosos como levaduriformes hasta la concentración de 16 mg./ml.

Resultado del estudio cuantitativo para sensibilidad ante ZnO: no hubo crecimiento de hongos levaduriformes ni filamentosos a partir de la concentración 8%.

 

Discusión

Respecto a los procedimientos de preservación y conservación en Museos frente a la contaminación de microorganismos, se tiene medidas de conservación preventiva asumidas en el Museo La Plata de Argentina, con la reducción de humedad en los depósitos inferior al 40%, fumigación periódica y aspiración del mobiliario4 siendo que esto sucede en la mayoría de los Museos del mundo. Y el trabajo realizado en La Paz el 2012 donde realizaron procesos de conservación para combatir la proliferación de microorganismos a partir del uso de agroquímicos en textiles y de aceites esenciales de frutos y plantas naturales, pero no se efectuó el estudio de concentración en que se debe aplicar éstos ni la inocuidad para otros materiales orgánicos.6 En la presente investigación los resultados de las técnicas microbiológicas cualitativas y cuantitativas para sulfato cúprico y óxido de zinc dio un resultado inhibitorio total, para hongos y levaduras, que puede ser aplicado a las paredes de los museos junto a pintura látex, manteniendo la integridad de las obras de arte, cuyo efecto es sólo sobre los microorganismos que las contaminan, la inocuidad está comprobada siendo el óxido de zinc utilizado en el pintado de las mismas,22 contribuyendo de esta manera a la preservación de las obras pictóricas que se encuentran en museos y centros culturales en los que la contaminación micótica es la que mayor grado de deterioro produce respecto a la bacteriana.(5)

 

Conclusiones

A través del trabajo microbiológico realizado en las pinturas al óleo sobre lienzo del Museo Colonial Charcas a partir de la gestión 20156 y seguidamente en la gestión 201624 primeramente se logró establecer e identificar la ecología microbiana presente causante del deterioro de estas obras de arte. Con el objetivo de dar una respuesta al diagnóstico efectuado es que se continúa con la investigación resultando así el presente trabajo que fue demostrar la eficacia de la actividad de inhibición microbiana de las dos substancias químicas: CuSO4 al 1.6% y ZnO al 8%, denominado por sus autores como SOCUZINC que puede ser aplicada a las paredes de los museos junto a pintura látex logrando que ya no se produzca la proliferación microbiana en las obras al óleo sobre lienzo, por tanto sirve para preservarlas, siendo este beneficio extrapolable a otros repositorios culturales. De esta manera estas dos substancias químicas tendrán un beneficio más en el medio ambiente con su efecto inhibitorio sobre la biodiversidad microbiana que prolifera y deteriora bienes culturales.

 

Referencias bibliográficas

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