Introduction: Aerostato (hot Air Balloon)

En Argentina se acostumbra lanzar pequeños globos aerostáticos para las fiestas de Navidad y Año Nuevo. Como acá es pleno verano, es sumamente divertido para los chicos salir al patio y gritar "¡Allá va uno!" o "¡Ese está bajando!". Y los adultos contribuimos al jolgorio, inventando avistamientos inexistentes o bromas por el estilo.

Algunas de mis nietas me pidieron que hiciera un globo para estas próximas fiestas, y yo por las dudas hice dos, y me sobró papel como para hacer varios más. Lo que no tengo es tiempo, dado que los dos que hice me insumieron toda una tarde. Y este instructable me llevó casi todo un día.

Los aerostatos se venden hechos en librerías y otros lugares, pero para mí la diversión está en hacerlos, aunque finalmente salgan más caros. He hecho unos cuantos a lo largo de los últimos años, y descubrí algunos secretitos que voy a compartir con ustedes.

Una advertencia importante: un globo aerostático es un juguete potencialmente peligroso, que debe ser manejado por personas conscientes de lo que hacen y de los peligros que se afrontan. En época de sequía no deben lanzarse, por el riesgo de incendio, y tampoco si hay vientos, porque estos lo pueden hacer incendiar mientras está subiendo, con lo cual el algodón ardiendo caerá a tierra y tardará varios segundos en agotar el combustible.

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In Argentina it is customary to launch small balloons for Christmas and New Year holidays. As here is high summer, it is extremely fun for the kids go out into the yard and shout "There goes one!" or "That is downing". And adults contribute to the fun, inventing nonexistent sightings or jokes like that.

Some of my granddaughters asked me to do a balloon for these upcoming holidays, and just in case I made two , and I left over paper to make several more. What I have is not time, as the two did took me all afternoon. And this instructable took me almost a whole day.

The aerostats are sold in bookstores, kiosks and other places, but for me the fun is in make them, although eventually they go more expensive. I've done a few over the years, and discovered some secrets that I will share with you.

An important caveat : a balloon of these is a potentially dangerous toy , that should be handled by somebody conscious of what they do and the dangers that face. In times of drought should not launch because of the risk of fire, nor if there are winds, because they can do it burning while lifting, thus the burning cotton fall to the ground and take several seconds to burn the fuel.

 

Step 1: Diseñar El Globo (designing the Balloon)

Los primeros aerostatos que hice tenían la forma clásica: arriba una semiesfera, abajo un cono truncado. Con el tiempo me di cuenta de que esa forma es mpas propicia al bamboleo, dado que el globo se comporta dentro del aire como una articulación esférica. Por otra parte las formas esféricas producen inevitablemente mucho desperdicio de papel. Lo mejor es optar por una forma que tenga una cierta cantidad de ángulos, como por ejemplo un cuerpo cilíndrico con un cono arriba y un cono truncado abajo. Eso permite aprovechar el papel prácticamente en su totalidad y facilitar el armado.

En cuanto al tamaño, hay que tener en cuenta que el poder ascencional del aire caliente es directamente proporcional a su volumen y aproximadamente proporcional a la diferencia de su temperatura con el aire exterior. Esto, en la práctica, significa que un globo aerostático de estos debería tener un volumen no menor que 1/7 de metro cúbico, dependiendo del peso de los materiales utilizados. Para tener un cierto margen, yo sugiero hacerlo de un volumen no menor que 1/6 m3. Yo me decidí por un cilindro de unos 70 cm de diámetro por 36 de alto, coronado por un cono de unos 20 cm de alto, y abajo una embocadura para el fuego de unos 25 cm de diámetro. Esto da un volumen de

Vol.Cilindro = pi . r**2 . h
CALC 3.14159 * 35**2 * 36         = 138544.11900

Vol.Cono = (pi . r**2 . h) / 3
CALC (3.14159 * (35**2) * 13) / 3 = 16676.606916666666666666666666666666666666666666667
CALC (3.14159 * (35**2) * 22) / 3 = 28221.950166666666666666666666666666666666666666667

                                                    Total 183442.6760833333333333334 cm3 ~ 1 / 5,5 m3

Obviamente, estos cálculos son solamente ilustrativos, no es necesario atenerse a ellos. Usted trate de hacer un globo no demasiado chico, y así se asegurará de no fracasar.

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The first aerostats that I made had the classic form: a hemisphere above, below a truncated cone. Over time I realized that this form is more conducive to wobble, as the balloon into the air behaves as a spherical joint. Moreover spherical shapes inevitably produce a lot of waste paper . It is best to choose a shape having a certain number of angles, such as a cylindrical body with a cone above and below. This takes advantage almost entirely the paper and the assembly is easier.

As regards the size, it should be noted that the hot air ascensional power is directly proportional to its volume and approximately proportional to the temperature difference with the outside air. This, in practice, means that a balloon of these should have volume no less than 1/7 cubic meter, depending on the weight of the materials used. To a certain degree, I suggest do not less than 1/6 m3. I decided on a cylinder of 70 cm diameter by 36 cm high, topped by a cone of about 20 cm high, and down a mouthpiece for the fire about 25 cm in diameter. This gives a volume of

Vol.Cilindro = pi . r ** 2 . h
CALC 3.14159 * 35 ** 2 * 36          = 138544.11900

Vol.Cono = (pi . R ** 2 . H ) / 3
CALC ( 3.14159 * ( 35 ** 2) * 13) / 3 = 16676.606916666666666666666666666666666666666666667
CALC ( 3.14159 * ( 35 ** 2) * 22) / 3 = 28221.950166666666666666666666666666666666666666667

                                                       Total 183442.6760833333333333334 cm3 ~ 1 / 5.5 m3

Obviously, these calculations are illustrative only, it is not necessary to follow them. You try to make a not too small balloon, and thus ensure not fail.

Step 2: Comprar Papel (buy Paper)

Se puede utilizar cualquier papel delgado, tipo barrilete o también del que usan las modistas para hacer moldes. Hay distintas calidades, algunos coloreados, otros de color crudo o natural, cualquiera sirve si es lo suficientemente liviano. EL PAPEL DE DIARIO NO SIRVE, a menos que se pretenda hacer un globo realmente grande, de un metro o más de diámetro. No lo recomiendo, porque las dificultades de construcción son proporcionales al cubo de las dimensiones (según la ley de Schiavoni).

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You can use any thin paper, kite type or even the type used y dressmakers to make molds. There are different qualities, some colored, some natural or crude color, any will work if enough lightweight. DAILY PAPER NO MANS, unless it is intended to make a really big balloon, a meter or more in diameter. Not recommended, because the difficulties of construction are proportional to the cube of the dimensions (according to the law of Schiavoni).

Step 3: Diseñar El Gajo (design the Segment)

Mi método constructivo está basado en gajos idénticos. Para mi manera de ver, es el más sencillo.

Para dibujarlos, hice un diseño a mano alzada del globo propuesto, y estimé un diámetro de 70 cm. Luego dibujé a su lado una línea vertical que representa el eje del gajo, y sobre este marqué las longitudes de las tres partes principales: el cuerpo cilíndrico, el cono superior y el cono inferior.

Luego calculé el ancho de cada parte, de la siguiente forma, muy sencilla: a un diámetro de 70 cm le corresponde una circunferencia de 3.1416 * 70 = 219.9120 cm. Como serán 8 gajos, cada uno tendrá un ancho de 27.489 cm.

El cono superior no ofrece ninguna complicación, dado que en su base mide 70 cm y en la punta 0 cm. La única precaución que hay que tener es que la generatriz (el "lado" del cono) deberá ser unos cm más larga que el radio del cilindro.

El cono inferior en su base mayor mide 70 cm igual que el cilindro, y en la menor, si la abertura es de 20 cm, tendrá 3.1416 * 20 = 62.8320, que dividido 8 da 7.854.

A estas medidas calculadas hay que sumar 1 cm de ancho para tener un cierto margen al manejar el adhesivo. Redondeando, serían 28.5 cm y 8.9 cm.

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My construction method is based on identical segments. To my view , is the easiest .

To draw , I did a freehand design of the proposed balloon, and estimates a diameter of 70 cm. After his side drew a vertical line representing the axis of the segment, and this I scored the lengths of the three main parts: the barrel, the top cone and bottom truncated cone.

Then I calculated the width of each part as follows, very simple: a diameter of 70 cm it is up a circumference of 3.1416 * 70 = 219.9120 cm. As will be 8 parts, each will have a width of 27.489 cm.

The upper cone offers no complication, since its base is at 70 cm, and 0 cm the tip . The only precaution to be taken is that the generator (the " side" of the cone) must be longer than the cylinder radius some cm.

The lower cone base is equal the 70 cm cylinder, and the minor, if the opening is 20 cm, have 3.1416 * 20 = 62.8320 , divided 8 gives you 7,854 .

To these calculated measures you must add 1 cm wide to have some margin to handle the adhesive. Rounding, would be 28.5 cm and 8.9 cm.

Step 4: Cortar Los Gajos (cut Segments)

No existiendo líneas curvas, cortar los gajos resulta sencillo. La parte central es un simple rectángulo, y los triángulos de los extremos, correspondientes a los conos superior e inferior, se pueden hacer muy fácilmente y adherirlos a la parte central con adhesivo escolar. En caso de que sus hojas de papel sean lo suficientemente grandes, lo único que tendrá que hacer usted será cortar las tiras del ancho máximo (28.5 cm), doblarlas a lo largo y cortarles los extremos con regla y cúter.

Es fundamental que todos los gajos sean iguales, no más de 2 o 3 mm de diferencia entre uno y otro.

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There being no curved lines, cut the segments is simple. The central part is a simple rectangle, and the triangles at the ends, corresponding to the upper and lower cones, can be made very easily and adhere them to the middle with school adhesive. If your sheets are large enough, the only thing you have to do is cut the strips of maximum width (28.5 cm), fold over length axis and cut the ends with cutter and ruler.

It is essential that all segments are equal, no more than 2 or 3 mm apart from each other.

Step 5: El Secreto Del Armado (assembly's Secret)

Ahora viene la parte interesante. El armado es mucho más sencillo de lo que parece a primera vista. En el dibujo se puede ver un corte transversal de la pila de gajos a medida que van siendo agregados. Por si no queda claro, trataré de explicar con palabras el proceso:

. Se pone el primer gajo extendido sobre la mesa, y se hace en uno de sus bordes una línea de adhesivo.
. Se superpone el segundo gajo, haciendo coincidir lo más perfectamente posible su borde con el del que tiene el adhesivo.
. Se dobla longitudinalmente el gajo recién pegado, y se hace en el borde libre una línea de adhesivo.
. Se superpone el tercer gajo.
. Se dobla longitudinalmente el gajo recién pegado... etc.
. Finalmente, el borde libre del último gajo se adhiere sobre el borde libre del primer gajo.

Este proceso, si bien es sencillo, requiere prolijidad, porque es muy fácil que una gota de adhesivo arruine todo el trabajo. Hay que tener a mano un trapo húmedo para actuar rápidamente en un caso así, y también un cuchillo para despegar un par de gajos que puedan haberse pegado incorrectamente entre sí. Un par de fotos adjuntas ilustran cómo me vi obligado a remendar un gajo por haberme descuidado un poco.

El adhesivo a usar debe ser semilíquido, y salir por un agujerito bien chico para que forme un cordón delgado. Si no, se dificulta mucho el proceso. Una regla ayuda mucho a distribuir el adhesivo en forma de línea delgada.

Es importante revisar uno por uno todos los cordones de adhesivo una vez seco, porque si queda algún agujero es muy probable que el globo no pueda subir. Este es el momento de hacerlo.

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Now comes the interesting part. The assembly is far much simpler than it seems at first glance. In the picture you can see a cross section of the stack segments as they being added. If not clear, I will try to explain in words the process:

. The first segment is placed extended on the table, and over one of its edges put a line of adhesive.
. The second segment is superimposed by matching as perfectly as possible with the edge having the adhesive .
. Longitudinally folded the newly pasted segment, and at the free edge put a new line of adhesive.
. The third segment overlaps .
. Longitudinally folded the newly pasted segment ... etc .
. Finally , the free edge of the last segment adheres on the free edge of the first segment .

This process , although it is simple, requires prolixity, because it is very easy for a drop of adhesive ruin all the work. You must have on hand a damp cloth to act quickly in a case, and a knife to peel a couple of segments that may have stuck together incorrectly. A couple of photos attached illustrate how I had to patch a slice for having neglected a little.

The adhesive used must be semi-liquid, and go out for a nice little hole to form a thin cord. Otherwise, it makes the process much difficult. A rule really helps distribute the adhesive in a thin line .

It is important to check one by one all beads when adhesive dries, because if there is a hole, is very likely that the balloon can not rise. This is the time to do it.

Step 6: El Aro De La Boca (the Rim of the Mouth)

Una vez seco el adhesivo, lo cual puede insumir una o dos horas, es necesario hacer un aro de cartón liviano para reforzar la abertura inferior, y atravesarle una ligera red de alambres de metal que puedan sostener el algodón empapado en alcohol que será la fuente de calor. Yo utilicé algunas tiras de cartón corrugado provenientes de una caja de pizza, pero también servirá una cartulina. Para darle al aro el diámetro correcto fui procediendo por prueba y error hasta que quedó aceptable, y entonces lo cerré con cinta de pintor, SIN PEGARLO AL GLOBO.

El alambre podría haber sido de aluminio, pero el único que encontré en casa era de cobre, lo suficientemente fino como para resultar liviano. Entrecrucé tres trozos del mismo para que le den cierta resistencia estructural al aro de cartón, al mismo tiempo que hacen de soporte para el futuro algodón. Finalmente agregué un trocito de alambre, atado solamente por un extremo a uno de los otros, para que al momento de colocar el algodón en el centro sirva como brida.

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Once dry the adhesive , which can consuming one or two hours, you need to make a lightweight ring of cardboard to reinforce the lower opening , and pierce a light metal wire netting that can hold the alcohol pad that will be the heat source. I used some strips of corrugated cardboard from a pizza box, but also serve a pasteboard. To give the ring the correct diameter I was proceeding by trial and error until it was acceptable, and then closed it with masking tape , NO PASTE TO THE BALLOON.

The wire could have been aluminum , but the only thing I found in household was copper, thin enough to be lightweight. Interweaving three pieces of the same for give certain structural strength to the cardboard ring, while it will be the support for cotton future. Finally I added a piece of wire , attached only at one end to one of the other so that when placing cotton in the center it serves as a flange.

Step 7: Guardarlo Hasta Las Fiestas (keep It Until Holidays)

El plegado es sumamente sencillo, pero debe hacerse en zigzag, porque si no los diferentes gajos se arrugan demasiado y podrían incluso rasgarse. El aro con sus alambres se deja sin adherir a la boca hasta último momento, para facilitar el guardado. Es sencillo pegarlo con cinta de embalaje o de pintor un minuto antes de lanzar el globo.

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The folding is very simple, but must be done in zigzag, otherwise the different segments will be too wrinkled and could even tear. The ring with wires is left without adhering to the mouth until the last moment, for easy storage. It's simple paste it with packing or painter tape a minute before the balloon launch.

Step 8: Cómo Lanzarlo (how to Launch)

Para este paso, es prácticamente imprescindible tener un ayudante. Y que este sea más o menos despierto.

Como dije en el paso anterior, cuando llegue el momento de lanzar el globo, hay que desplegarlo y abrirle la boca para pegarle el aro de cartón, lo que puede hacerse con cualquier cinta adhesiva. Tener en cuenta que cada gramo de peso adicional puede ser causa de que el globo no pueda subir, o sea que no se debe abusar de la cinta. Mientras el ayudante sostiene el globo desde la punta, usted hace la tarea.

Luego viene el tema del combustible. Yo uso algodón empapado en alcohol. He tratado de agregar algún pequeño recipiente para proveerle más duración, pero comprobé que NO CONVIENE. Casi cualquier cosa que se le agregue al bollo de algodón, disminuirá el flujo de aire alrededor, con lo cual no llegará a producir suficiente calor para elevar el globo. Además, el peso del combustible adicional es demasiado para un globo de este tamaño.

Obviamente, hay que tener mucho cuidado al ponerle el alcohol al algodón. Primero se pone el algodón seco en su lugar, sujetándolo con el trozo de alambre que se menciona al final del paso 6. Luego se lo empapa con alcohol de buena calidad, cuidando de no mojar el globo. Esto se debe hacer a último momento, dado que el alcohol es muy volátil y pierde rápidamente su fuerza.

Antes de encender el alcohol, es IMPRESCINDIBLE desplegar o inflar totalmente el globo, para lo cual se puede usar un secador de pelo, una pistola de calor, un ventilador o incluso una fuente de calor como una pequeña fogata. Recién cuando el globo adquiere su tamaño máximo (es fácil darse cuenta dado que las paredes no se estiran), mientras el ayudante lo sostiene por las "costuras", usted puede encender el alcohol.

El ayudante no debe soltar el globo hasta que este empiece a tirar hacia arriba, porque de otra manera se prenderá fuego (el globo, y posiblemente el ayudante también).

Recuerde lo que mencioné en la introducción: un globo aerostático es un juguete relativamente peligroso, debe ser manejado por personas conscientes de lo que hacen y de los peligros que se afrontan. En época de sequía NO DEBEN LANZARSE, por el riesgo de incendio, especialmente si hay vientos, porque estos lo pueden hacer incendiar mientras está subiendo, con lo cual el algodón ardiendo caerá a tierra y tardará varios segundos en agotar el combustible.

Aunque no haya sequía, no lo lance en o cerca de zonas arboladas. Tenga en cuenta que el viento lo puede llevar a varios kilómetros de distancia. Normalmente caerá recién cuando el fuego se haya extinguido, pero se sabe que "el diablo mete la cola" y la prudencia es fundamental.

RESUMIENDO: a fin de evitar convertir una fiesta divertida en una tragedia, absténgase de lanzar un globo aerostático alimentado con fuego en CUALQUIERA de las siguientes circunstancias:
  • Si hay sequía.
  • Si hay viento, más allá de una ligera brisa apenas perceptible.
  • Si hay muchos árboles cerca, o un árbol alto o un edificio en el camino previsible del globo.
  • Si no tiene un ayudante DESPIERTO.
  • Si no se siente seguro de su capacidad para lanzarlo.
Aunque está de más aclararlo, no me hago responsable de los estragos que usted pueda ocasionar por no respetar TODAS estas precauciones.

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For this step , it is almost essential to have a helper. And he/she must be more or less awake.

As I said in the previous step, when the time comes to launch, the balloon must be deployed and open its mouth to stick the cardboard ring , what can be done with tape. Note that each gram of additional weight can cause the balloon can not take off, so tape should not be abused. While the assistant holds the balloon from the tip, you do the task.

Then comes the issue of fuel. I use an alcohol swab. I have tried to add a small container to provide more length , but I found that THIS IS NOT APPROPRIATE. Almost anything you add to cotton bun will decrease the flow of air around , which will not come to produce enough heat to raise the balloon . Moreover, the weight of the additional fuel is too much for a balloon of this size.

Obviously , we must be very careful to put alcohol on cotton. First the dry cotton is put in place, holding it with the piece of wire that is mentioned at the end of step 6. Then soak it with a good quality alcohol, being careful not to wet the globe. This should be done at the last minute, because alcohol is very volatile and rapidly loses its strength.

Before turning on the alcohol, THE BALLOON MUST FULLY DEPLOYED OR INFLATED, for which you can use a hair dryer, a heat gun, a fan or even a heat source such as a small bonfire. Just when the balloon reaches its maximum size (it is easy to see because the walls do not stretch), while the helper holds it for the "seams" , you can light the alcohol.

The assistant should not release the balloon until it begins to pull up, because otherwise fire will light (the balloon , and possibly also the assistant).

Remember what I mentioned in the introduction: a balloon is a potentially dangerous toy, it should be handled by conscious people of what they do and the dangers that face. In times of drought you SHOULD NOT launch it because of the risk of fire, especially if there are winds, because they can do it fire up wile rising, thereby the burning cotton will fall to the ground and take several seconds to burn the fuel.

Although there is not drought , not lunch it in or near wooded areas. Note that the wind can carry it several kilometers away. Normally it will fall only when the fire is extinguished, but it is known that "the devil sticks his tail" and prudence is essential.

IN SUMMARY: In order to avoid turning a fun holiday into a tragedy, refrain from launching a fire-fed balloon in ANY of the following circumstances:

  • If there is a drought .
  • If there is wind, beyond a slight, barely noticeable breeze.
  • If there are many trees nearby, or a tall tree or building in the foreseeable way the globe.
  • If you do not have an AWAKE helper.
  • If you are not sure of your ability to launch it.

Although it hurts to clarify, I 'm not responsible for the ravage you might cause for not following ALL these precautions.

Comments

author
rimar2000 made it!(author)2013-12-27

Para nochebuena lancé uno de los dos que hice. Me faltó un poco más de alcohol, por eso el globo subió demasiado lentamente, y a unos 100 metros de distancia el viento lo inclinó demasiado y se prendió fuego. Por suerte ya había alcanzado suficiente altura como para caer totalmente consumido.

author
mschrank2 made it!(author)2013-12-26

Gracias por esta instrucion. Vivo en Alemania y aqui estos glovos salen carisimo. Estoy pensando en hacer uno con una cuerda abajo asi no puede irse volando. A ver si me sale. saludos de alemania

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rimar2000 made it!(author)2013-12-27

Me alegro de que esto te sea útil. Lo de la cuerda no me parece buena idea, por dos razones:
1) El peso de la misma puede ser suficiente para impedir que el globo se eleve. Un gramo de más es crítico.
2) Salvo que no haya absolutamente nada de viento, el globo se va a inclinar, favoreciendo mucho la posibilidad de que el fuego lo incendie. Es muy difícil que no haya siquiera una leve brisa.

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bwh13 made it!(author)2013-12-11

Thank you !!

author
rimar2000 made it!(author)2013-12-12

I hope this simple method will be useful for you, as it has served me.

author
r_harris2 made it!(author)2013-12-10

Thank you for posting this. You are right, the assembly is simpler than I was imagining. Folding the pieces longitudinally and assembling flat is a great way to do this!

I have seen these types of balloons before and have thought of trying one. I have some paper at home that should work. Perhaps I will try a small one.

author
rimar2000 made it!(author)2013-12-10

Thanks for your comment. PLEASE BE CAREFULL at launching.

author
r_harris2 made it!(author)2013-12-11

I certainly will, thanks :-)

author
Jaxton+Maez made it!(author)2013-12-10

This is cool. We made one in school but I was sick when they launched them. I'll have to make one.

author
rimar2000 made it!(author)2013-12-10

Thanks for your comment. PLEASE BE CAREFULL at launching.

author
Penolopy+Bulnick made it!(author)2013-12-06

Suena como una tradición maravillosa!

author
rimar2000 made it!(author)2013-12-07

Gracias, Penelopy, por tu comentario. Bueno, yo no me atrevería a calificar esto como una tradición, porque no es tan generalizado. Solo un porcentaje pequeño de las personas se animan a hacerlo, y la mayoría se desanima cuando intentan lanzar el aerostato y este prende fuego.
¿Hablas castellano (español)?
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Thank Penelopy, for your comment. Well, I would not dare to qualify this as a tradition, because it is not as widespread. Only a small percentage of people are encouraged to do so, and most are discouraged when they try to launch the aerostat and this ignited.
¿Do you speak Spanish?

author
Penolopy+Bulnick made it!(author)2013-12-07

Haha, sadly no. But I can use google translate! Did the comment come out right?

author
rimar2000 made it!(author)2013-12-08

Yes, perfectly. I sent you a PM about how you got this instructable. It does not appears in RECENT page. I use RECENT as my default option.

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