INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA Y USO DE             HERRAMIENTAS INFORMÁTICAS EN ACV                           ...
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Aplicación de etapas del ACV enherramientas informáticasElementos básicos en SimaPro• Procesos:                           ...
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Aplicación de etapas del ACV enherramientas informáticas. ContMétodos que usan Midpoint en SimaPro•    CML 1992,      – Pr...
Aplicación de etapas del ACV en  herramientas informáticas. ContFin de vida y escenarios para el ciclo de vida  Tratamient...
Aplicación de etapas del ACV en herramientas informáticas. ContIntercambio de datos  Cuál es la necesidad?     •Enviar y/o...
Aplicación de etapas del ACV enherramientas informáticas. Cont SimaPro: Importación de bases de datos                     ...
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Elaboración de un ACV con herramientasinformáticas            Paso 4: Interpretación (Presentación de los resultados)     ...
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Módulo II. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA Y USO DE HERRAMIENTAS INFORMÁTICAS EN ACV. Israel Herrera Orozco

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Módulo II.
FORMACIÓN PRÁCTICA CON HERRAMIENTAS INFORMÁTICAS

Israel Herrera Orozco

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Módulo II. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA Y USO DE HERRAMIENTAS INFORMÁTICAS EN ACV. Israel Herrera Orozco

  1. 1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA Y USO DE HERRAMIENTAS INFORMÁTICAS EN ACV II. FORMACIÓN PRÁCTICA CON HERRAMIENTAS INFORMÁTICAS Israel Herrera Orozco israel.herrera@ciemat.es Unidad de Análisis deDomínguez Javier Sistemas Energéticos javier.dominguez@ciemat.es CIEMAT GIS Team Head, Renewable Energies Division. CIEMAT. Canc ún, February 6th, 2009 EOI. Madrid. Junio 22 de 2011.ContenidoModulo II: Formación práctica con herramientas informáticas 0. Aspectos a recordar del ACV 1. Herramientas informá ticas informá 2. Aplicación de etapas del ACV en herramientas informá ticas Aplicació informá 3. Elaboración de un ACV con herramientas informá ticas Elaboració informá Paso 1: Planificación del estudio Planificació Paso 2: Introducción de la información del inventario Introducció informació Paso 3: Mé todos de Evaluación del Impacto de Ciclo de Vida Mé Evaluació Paso 4: Interpretación (Presentación de los resultados) Interpretació (Presentació 4. . Casos prá cticos prá Paso 1: Estructura Paso2: Elaboración de escenarios Elaboració
  2. 2. Aspectos a recordar del ACVDescripción general del ACV Análisis del Ciclo de Vida herramienta de evaluación ambiental Ciclo de vida: desde la cuna hasta la tumba Metodología regulada en la normativa internacional ISO (14040 y 14044) Dividido en fases iterativasAspectos a recordar del ACVAnálisis de Ciclo de VidaMetodología de evaluaci ón de cargasdel ACV Metodología ambientales asociadas a un producto,proceso o actividad, mediante la identificaci ón y cuantificaci ón de los recursos,así como los residuos emitidos al entorno, para analizar el impacto de estos Definición desobre el medio ambiente y evaluar e implementar posibles mejoras. Objetivo y Alcance Análisis de inventario Interpretación Evaluación de Impactos
  3. 3. Aspectos a recordar del ACVFASE 1: DEFINICIÓN DE OBJETIVOS Y ALCANCE• Motivos, uso y destinatario final• Funciones y unidad funcional• Límites del sistema• Reglas de corte Aspectos a recordar del ACV FASE 1: DEFINICIÓN DE OBJETIVOS Y ALCANCE (Cont) • Escenario y/o modelo: Objetivo y alcance – Objetivo – Unidad Funcional – Límites del sistemas – Elegir una metodología (basado en ISO 14044)
  4. 4. Aspectos a recordar del ACVFASE 2: ANÁLISIS DEL INVENTARIO (ICV) • Procedimientos de recopilación de datos • Descripción de los procesos unitarios • Procedimientos de cálculo • Análisis de sensibilidad • Criterios de asignaciónAspectos a recordar del ACVFASE 2: ANÁLISIS DEL INVENTARIO (Cont) • Qué es lo importante en la recolección de datos: – Cuál es la información necesaria? – Datos conocidos, datos inferidos – Bases de datos disponibles
  5. 5. Aspectos a recordar del ACV FASE 3: EVALUACIÓN DEL IMPACTO (EICV) • Selección de categorías de impacto, indicadores, etc • Clasificación • Caracterización • Pasos opcionales: normalización, agrupación, valoració Aspectos a recordar del ACVFASE 3: EVALUACIÓN DEL IMPACTO (Cont)• Se genera una lista de emisiones completa• Caracterización, indispensable: Definir las cat de impacto• Normalización si es posible: Podemos comparar con un valor de referencia ? Tenemos un valor de referencia?• Ponderación (endpoint): Cuál cat de impacto es más importante?
  6. 6. Aspectos a recordar del ACVFASE 3: EVALUACIÓN DEL IMPACTO (Cont) • Qué hay detrás de los cálculos? • Cuál es el método “adecuado”? • Midpoint Vs endpoint • Cuales categorías de impacto? Aspectos a recordar del ACV FASE 4: INTERPRETACIÓN DEL CICLO DE VIDA• Resultados, aspectos significativos• Evaluación, verificación de los análisis• Conclusiones, limitaciones y recomendaciones• Revisión crítica
  7. 7. Aspectos a recordar del ACVFASE 4: INTERPRETACIÓN DEL CICLO DE VIDA (Cont) • Muchas fuentes de incertidumbre • Datos • Modelos (para los escenarios: reales o no reales) • Elección de alternativas: suposiciones, etcétera • Cómo salvar la incertidumbre en los datos • Análisis Montecarlo • Cómo salvar las suposiciones • Análisis de sensibilidadHerramientas informáticasaplicadas al ACV Características de las herramientas Se pueden encontrar distintos programas informáticos para la aplicación del Análisis de Ciclo de Vida (ACV). Cada herramienta tiene sus propias características, aunque casi todos ellos se basan en la misma metodología y presentan rasgos comunes. Sus aplicaciones cambian en función de la etapa del ciclo de vida; desde el desarrollo de un concepto de producto, hasta que el producto está listo para salir al mercado o debe ser desmontado para su reutilización o vertido final
  8. 8. Herramientas informáticasaplicadas al ACV. ContHerramientas destacadasSimaPro es el programa de ACV más utilizado. Presenta unas características que facilitan la elaboración de estudios de ACV. Desarrollado por: Pre Product Ecology Consultants, Amersfoort, the Netherlands.Umberto es una herramienta muy potente y flexible para aplicar el ACV y realizar análisis de flujos de materiales y energía dentro de la industria. Desarrollado por: ifu - Institute for Environmental Informatics Hamburg GmbH and ifeu - Institute for Energy and Environmental Research Heidelberg GmbH.ECO-it programa informático para la aplicación del ecodiseño. Desarrollado por: Pre Product Ecology Consultants, Amersfoort, the Netherlands.Herramientas informáticasaplicadas al ACV. ContHerramientas destacadasECO-edit permite editar o crear bases de datos para ECO-it. Desarrollado por: Pre Product Ecology Consultants, Amersfoort, the NetherlandsEcoScan 3.0 programa que permite analizar de manera f ácil los impactos ambientales y costes de los productos. Desarrollado por: TNO Industrial Technology, Eindhoven, NetherlandsTEAM™ programa potente y flexible para aplicar el ACV. Desarrollado por: The Ecobilan Group, Arundel, United KingdomEcoLab es un potente programa para realizar estudios de ACV. Desarrollado por: Nordic Port, Göteborg, Sweden
  9. 9. Herramientas informáticas aplicadas al ACV. ContHerramientas destacadasGREET Model herramienta informática desarrollada por el Centro deInvestigación del Transporte, del Laboratorio Nacional Argonne de laUniversidad de California.La herramienta consiste en una hoja de cálculo multidimensional,desarrollado en Microsoft ExcelATHENA Model herramienta práctica, fácil de utilizar en la toma dedecisiones y que ofrece datos ambientales de gran calidad que ayudan aescoger entre distintas opciones. Desarrollado por: Athena SustainableMaterials Institute, Ottawa, Canada.KCL-ECO 3.01 programa para la aplicación del ACV. Desarrollado por: OyKesuslaboratorio-Centrallaboratorium Ab (KLC). Espoo, Finland Herramientas informáticas aplicadas al ACV. Cont Herramientas destacadasDesign System 4.0 herramienta para la evaluación de impactosambientales y el desarrollo de productos sostenibles. Desarrollado por:Assess Ecostrategy Scandinavia AB, Göteborg, SwedenGaBi 4 programa informático para el análisis de ciclo de vida.Desarrollado por: Institute for Polymer Testing and Polymer Science (IKP),University of Stuttgart in co-operation with PE Europe GmbH (PE),Dettingen/TeckEPS. Environmental Priority Strategies in product design, fuedesarrollado por el Centro de Evaluación ambiental de Productos ySistemas de materiales de Chalmers University of Technology
  10. 10. Herramientas informáticas aplicadas al ACV. Cont Resumen de características Herramientas Criterios Interfase Gestión Flexibilidad Cálculos y Importación/ Análisis de datos comparaciones Exportación impactos EPS SI NO SI SI NO SI CML 2 NO SI NO SI SI SI UMBERTO NO NO SI SI SI SI GREET SI SI SI SI NO NO TEAM SI SI NO SI SI SI SIMA PRO SI SI SI SI SI SI Herramientas informáticas aplicadas al ACV. ContGestión de datos Librerías generales (Bases de dato): Métodos de evaluación de impactos: Buwal 250: (Swiss) Eco-indicator 99 ETH-ESU (Swiss) EDIP97 EDIP2003 Franklin: USA EPS 2000d Idemat 2001 Europe (Dutch) LCA Handbook Industry data European data IMPACT 2002(+) LCA Food DKDenmark LIME Ecoinvent (Swiss & Europe) (SWISS) ECOSCARCITY JEPIX TRACI
  11. 11. Herramientas informáticas aplicadas al ACV. ContEjemplo de herramientaSima ProQué es, qué hace y de que es capaz SimaPro?• Software• Gestiona y almacena datos• Hace cálculos• Permite vigilar la confiabilidad de los datos utilizados Herramientas informáticas aplicadas al ACV. ContEjemplo de herramienta Da tos cre ado bajo s e tra yp stac i ón d or cre E ar 75 archivos *.nx1numerados C:Documents and Settingsall usersdocumentsSimaPro
  12. 12. Herramientas informáticasaplicadas al ACV. Cont Estructura de Sima Pro Libraries Ecoinvent BUWAL … Ecoinvent BUWAL ETH General data Units Project 1 Project A Subst. 1kg Planks Project 1p Project Project B 0,00702 dispose aluminium Project 2 part Images -,4 12 0,25 tkm 0,72 MJ … 3,6MJ 0,5tkm 1,5kg … … Electricity,low Transport,lorry Recyclingonly 1p Truck 28t B250 Electricity voltage, production 28t/CH S demo B250 avoided NetherlandsB250 LifecyclePro,no 1p UCTE, at demo takeback Lifecyclemodel 0,0257 0,0109 -1,28 0 0 Sima (plastic) 9,55 12,6 1,5kg Recycling aluminium S demo 0,48MJ 0,22 MJ 0,353 MJ 1p 903 MJ 3,65E3p Assembly model Electricity, low Useofacoffee Heat diesel B250 Electricity from coal Electricity from gas 1,35E3MJ 3,65E3 p Electricity, low Use of a coffee -1,28 Pro (aluminium) voltage, filter B250 B250 voltage, filter 14 , 6,43 1,31 0,00441 0,00187 0,00522 9,62 1,31 1p 3,65E3p 3,65E3 p 9,49 kg Housing Pro Filter production Filter production Municipal waste (extruded alumin.) NL 2002 S demo 0,974 1,19 1,19 0,927 7,4 kg 7,4kg 8,12 kg Paper, Paper, Incineration S wood-containing, wood-containing, demo 1,13 1,13 0,948 Herramientas informáticas aplicadas al ACV. ContContenidos de SPLibrerías:• Buwal 250: (Suiza)• ETH-ESU 96 (Suiza): Ecoinvent es su resultado• Franklin: Datos de USA• Idemat 2001: Material de producción. Europa.• Industry data: Datos de industrias Europas.• LCA Food DK: Datos de la industria de alimentos en Dinamarca• Ecoinvent (Suiza)• USA Input Output Database 98:• DK Input Output Database 99
  13. 13. Herramientas informáticas aplicadas al ACV. ContContenidos de SP Métodos de EIA en SimaPro •Biblioteca de métodos: mé •25 Nuevos y/o actualizados •8 desactualizados •Métodos: •Europa: 10 •América: 2 Amé •Monocategoría: 9 Monocategorí •Otros: 4 •Desactualizados: 8Herramientas informáticasaplicadas al ACV. Cont Ejemplo de Base de datos Librería: Ecoinvent •Alrededor de 3500 en la nueva versión –Aún no incluye ni aspectos sociales ni económicos –Diferencias para algunos procesos Suiza; Promedio Europeo; Algunos casos de pa íses Europeos; USA; Brasil y Malasia) •Incluido análisis montecarlo •Consistente y documentado •Actualizado regularmente •Incluye Procesos unitarios o cadenas de procesos
  14. 14. Herramientas informáticas aplicadas alACV. ContEscenarios de cultivos en Ecoinvent Aplicación de etapas del ACV en herramientas informáticasProcesos unitarios o cadenas de procesos“Unit or System” • Unit processes: Cadenas de System processes: proceso general proceso (una caja por proceso) Process Process A A Process Process Process A B C Process Process B C Process Process D E Process Process D E Process Process Process Process F G F G
  15. 15. Aplicación de etapas del ACV enherramientas informáticasElementos básicos en SimaPro• Procesos: • Etapas del producto:(Vinculados a la naturaleza) (No vinculadas a la naturaleza)• Materiales o Ensamblajes• Procesamiento (transformación) o Desensamblajes o Escenarios de Eliminación• Escenario de residuos o Reuso• Tratamiento de residuos o Ciclo de vidaAplicación de etapas del ACV enherramientas informáticasProcesos y etapas de proceso• Procesos: (vinculados con la naturaleza) Cadenas de procesos• Materiales• Procesamiento Generació Generaci ón de Aserrado energí energí a• Energía y transporte Procesos Madera Combustibles Metal Naturaleza Recursos Naturales
  16. 16. Aplicación de etapas del ACV en herramientas informáticas. Cont Procesos y etapas de proceso• Cadenas de procesos: (No vinculados con la Ciclo de vida naturaleza) Prod. Stages Cobertizo Escenario de de madera- Montajes disposició disposici ón- Ciclo de vida Generació Generaci ón de Aserrado energí energí a- Escenario de disposición Processes madera Combustibles- Reuso Metal Naturaleza Naturarela Recursos Aplicación de etapas del ACV en herramientas informáticas. ContProcesos y etapas de proceso• Processes: Ciclo de vida(vinculados con la naturaleza) Prod. Stages Cobertizo- Materiales de madera- Procesamiento Escenario de Gen.- Escenario de residuos Aserrado residuos Energí Energí a Processes Madera Combustible- Tratamiento de residuos Metal Tratamiento de resiudos Naturaleza Nature Recursos
  17. 17. Aplicación de etapas del ACV enherramientas informáticas. ContMétodos que usan Midpoint en SimaPro• CML 1992, – Primero y más famosos pero desactualizado• CML2000, Versión mejorada – Bien documentado, y muchas categorías de impacto – Problema: ecotoxicidad en oceanos siempre domina• EDIP 1997/2003, Versión actualizada y mejorada – Cuenta con un modelado sofIsticado – Contiene registros de factores de caracterización locales• Traci 2005, – Desarrollado por la EPA (US) – Contiene factores de caracterización localesAplicación de etapas del ACV enherramientas informáticas. Cont Métodos que usan Endpoint en SimaPro• Eco-indicator 95 – Usa distancia a objetivos científicos – No aplica en recursos – Desactualizado• Eco-indicator 99: Panel de evaluación• EPS 2000 – Monetarización se usa como una forma de ponderación – Implementado análisis de incertidumbre – Problema? Dominan siempre los recursos• Impact 2002 – Modelo para toxicidad humana y ecotoxicidad
  18. 18. Aplicación de etapas del ACV en herramientas informáticas. ContFin de vida y escenarios para el ciclo de vida Tratamiento de residuos Escenario de residuos • Casos: • Casos – Relleno sanitario – Residuos domésticos – Incineración – Incineración de diferentes materiales • Emisiones y procesos para el • Procesos para la recolección de tratamiento de 1 kg material residuos (similar a procesos) • Separación de residuos y tratamientos adecuados • Tratamiento para residuos • Combinación de escenarios de específicos residuos • Análisis sólo al nivel de escenario de residuos Aplicación de etapas del ACV en herramientas informáticas. Cont Modelado de escenario/tratamiento de residuos
  19. 19. Aplicación de etapas del ACV en herramientas informáticas. ContIntercambio de datos Cuál es la necesidad? •Enviar y/o recibir datos •Trabajar un proyecto en dos equipos (multiususario) •Datos para una presentación y reporte Cómo se soluciona? Importando/exportando Proyectos, procesos, Copy tree Copiando Move to Library Aplicación de etapas del ACV en herramientas informáticas. Cont SimaPro: Export of database Exportar datos generales SeleccionarSelección los proyectos librerías a expotar a exportar Sólo se incluyen los datos que se hayan utilizado
  20. 20. Aplicación de etapas del ACV enherramientas informáticas. Cont SimaPro: Importación de bases de datos Ir al archivo; llamar “import SimaPro database” Seleccionar la base de datos a importarAplicación de etapas del ACV enherramientas informáticas. Cont Puede ser leído enSimaPro: Exportación de procesos bloc de notas/ Excel Incluye o excluye fases de productos y procesos Separador específico
  21. 21. Aplicación de etapas del ACV enherramientas informáticas. ContSimaPro: Import of process Seleccionar el formato a importar Seleccionar el formato de los objetosAplicación de etapas del ACV enherramientas informáticas. Cont Intercambio de datos.• Copia de seguridad antes de cualquier importación• Si es una versión multiusuario (servidor de red): hacer una copia en el terminar donde se trabaja• No existe la función ‘deshacer’ en SimaPro• Se pueden presentar problemas con las sustancias definidas – ‘Metano’ y ‘CH4’ no son lo mismo en SimaPro! – Existen métodos de evaluación de impactos que pueden no reconocer dichas sustancias (revisar)• Revisar manualmente si hay sustancias que son sinonimos• Usar ‘append’ para reemplazar substancias que sean sinonimas
  22. 22. ¿ café ?Elaboración de un ACV con herramientasinformáticas Paso 1: Planificación del Planificació estudioØRazones para la realización del estudioØInformación que se espera obtenerØUtilización prevista de la información (interna, externa)ØDestinatario del informeØOtros
  23. 23. Elaboración de un ACV con herramientasinformáticas Paso 1: Planificación del estudio Planificació Objetivos marcados B) Alcance Compatible con Recursos económicos, técnicos y humanos Ø Funciones del sistema estudiado Ø Unidad funcional ØSistema que se estudiará y sus límites ØProcedimientos utilizados en la asignación de cargas ØTipos de impacto y metodología usada en la evaluación de impacto ØRequisitos de calidad de los datosElaboración de un ACV con herramientasinformáticasPaso 2: Introducción de la información del inventario Introducció informació Árbol de proceso Resultados del LCInv. Energía Energía Raw materials Land use Material1 Material1 CO2 VOC Material 22 Material producción Tratamiento de P producción Uso Uso Tratamiento de Residuos SO2 Residuos Material 22 NOx Material TR2 TR2 CFC reuso reuso Escenario de residuos Cd PAH DDT reciclo reciclo
  24. 24. Elaboración de un ACV con herramientas informáticas Paso 3: Mé todos de Evaluación del Impacto de Ciclo de Vida Mé Evaluació LCI result Categorías de impacto LCI result Depletion Depletion Raw materials Raw materials Land use Land use Land use Land use CO2 CO2 VOC VOC Climate change Climate change PP Normalizar SO2 SO2 Acidification Acidification o NOx NOx Ponderar? CFC CFC Eutrophication Eutrophication Cd Cd PAH Ecotoxicity Ecotoxicity PAH DDT DDT Human toxicity Human toxicity Elaboración de un ACV con herramientas informáticas Paso 3: Mé todos de Evaluación del Impacto de Ciclo de Vida Mé Evaluació Cómo seleccionar el método?• Encontrar un método que cubra aspectos relevantes. – Un LCA de bioplasticos, debe cubrir uso del suelo. – Un ACV en transporte, debe cubrir particulas.• Si se quiere ponderar… – Usar endpoint – ISO no permite publicar resultados con ponderación
  25. 25. Elaboración de un ACV con herramientasinformáticas Paso 4: Interpretación (Presentación de los resultados) Interpretació (Presentació• Solidez de acuerdo con ISO 14040/44: – Consistentes Objetivo yyalcance Objetivo alcance – Evaluación de la contribución Procesos con altas cargas Procesos con altas cargas – Algo anormal en los resultados – Faltantes entre el LCInv y LCIA Algo extraño???? Algo extraño???? – Apropiado método de impacto Faltan sustancias??? Faltan sustancias??? – Validez de elecciones subjetivas – Evaluación de la incertidumbre Análisis de Análisis de sensibilidad sensibilidad Análisis Monte Carlo Análisis Monte CarloElaboración de un ACV con herramientasinformáticas Paso 4: Interpretación (Presentación de los resultados) Interpretació (PresentacióSensibilildad versus IncertidumbreAnálisis de Sensibilidad• Elección de datos – Librerías – Procesos• Elección del método de impactos• Información incompleta• Comparar dos o más escenarios diferentes
  26. 26. Elaboración de un ACV con herramientasinformáticas Paso 4: Interpretación (Presentación de los resultados) Interpretació (PresentacióSensibilildad versus IncertidumbreIncertidumbre• Confiabilidad (mediciones, estimaciones)• Tamaño de la muestra• Representatividad• Desviaciones geográficas, técnicas y temporales• Indicar el rango de la incertidumbre y tipo de distribuciónElaboración de un ACV con herramientasinformáticas Paso 4: Interpretación (Presentación de los resultados) Interpretació (PresentacióIncertidumbre in SimaPro • Análisis de incertidumbre en los datos de inventario • No en evaluación de impactos • Análisis Monte Carlo – Diferentes distribuciones – Comparación y análisis
  27. 27. Elaboración de un ACV con herramientasinformáticas Paso 4: Interpretación (Presentación de los resultados) Interpretació (Presentació Análisis Monte Carlo• Definir distribución y desviación estandar para los parámetros de entrada• Aleatoreamente seleccionar una serie de valores, de acuerdo con la distribución• Recalcular el ACV para cada parámetro• Almacenar los resultados y graficar CASOS DE APLICACIÓN
  28. 28. CULTIVO DE CAÑA DE AZUCAR PARA APROVECHAMIENTO DE LA PAJA PARA ELECTRICIDAD ACV Metodología para el cálculo del Inventario Definición de sistemas Datos de los sistemas (memoria de cálculo) Escenarios Hoja de cá lculo.xls Escenario.csv CULTIVO DE CAÑA DE AZUCAR PARA APROVECHAMIENTO DE LA PAJA PARA ELECTRICIDAD ACVUnidad funcional: 1 Kg de caña cultivadaSistemas estudiados: Cultivo de caña de azúcar Producci ón herbicidas Cultivo Caña Producci ón fertilizantes Producci ón semilla Grano Transporte DDGS Transformació n a etanol Paja Etanol Transporte y distribución electricidad Uso final
  29. 29. CULTIVO DE CAÑA DE AZUCAR PARA APROVECHAMIENTO DE LA PAJA PARA ELECTRICIDAD ACVUnidad funcional: 1 MWh de energía producidaSistemas estudiados: Central Eléctrica de biomasa Aditivos Central eléctrica Electricidad Biomasa

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