25/4/16

Amenaza sísmica en el Eje Cafetero

   

  Amenaza sísmica en el Eje Cafetero



      Por: Gonzalo Duque-Escobar *

      Manizales, abril 25 de 2016. Act. 2023.

Portada: Mapa no oficial de Amenaza Sísmica para Colombia según Carlos A. Vargas, en UN Periódico (2011), y Espectros de la Microzonificación Sísmica para Manizales, del SIMOC (2002).

Resumen:


Ima 01- Colombia: Izq. Principales sistemas de fallas geológicas activas (SGC,2017; París, 1999) Der. Sismicidad registrada del 1-01-2020 al 30-06-2020 (SGC, 2020).

El Eje Cafetero, está ubicado en el centro occidente de Colombia, sobre una provincia sismotectónica donde los terremotos de 1938, 1961-62, 1979 (2) y 1995 (2) ponen en evidencia una fuente sísmica generadora de  eventos profundos fuertes y dobles cada dos o tres décadas, con sismos de magnitud cercana a 7 grados provenientes de la zona de subducción; pero también, además de lo que ocurre en el Magdalena Centro (1805) y Huila (1967), las fallas del sistema Cauca-Romeral son otra fuente que merece mayor consideración, dadas las devastadoras consecuencias de sismos superficiales asociados a fallas activas, de magnitud 6 pero de mayor intensidad, como los de Popayán 1983 y Quindío 1999.

      Ver:  “Riesgo sísmico: los terremotos.

      Agua y Clima en Colombia.


Ima 02- Provincias sismotectónicas y fuentes sísmicas de Colombia. Manual de Geología de GDE.

En Colombia los sismos son frecuentes en la región del Pacífico y Andina, eventuales en la del Caribe y escasos en la Orinoquía y la Amazonía. Casi toda la población del país habita zonas de alto y moderado riesgo sísmico. Y los sismos intraplaca o generados en la confrontación de dos placas tectónicas- Nazca y Sudamericana-  y no por fallas activas, que son someros e intensos en la región del Pacífico, pese a su magnitud, son de menor intensidad aunque se sienten en toda la Región Andina.

Hay singularidades en Riosucio (Chocó) y en la región de Bucaramanga, como también fallas de gran actividad en la joven cordillera Oriental y en otras regiones del país, según lo visto atrás. La falla Atrato afecta a los departamentos del Valle del Cauca, Chocó y Antioquia. La falla de Romeral atraviesa los departamentos de Nariño, Cauca, Tolima, Quindío, Risaralda, Caldas, Antioquia, Córdoba, Sucre, Bolívar y Magdalena.

      Ver: Gestión ambiental del riesgo en el territorio.

      El volcán y el desastre de Armero

     


Ima 03- Amenaza Sísmica en Colombia.: mapas de  Aceleración Pico y Velocidad Pico, efectivas. AIS

El Contexto

La falla del Cauca recorre los departamentos de Nariño y Cauca. La falla de Palestina cruza los departamentos de Tolima, Caldas, Antioquia y Bolívar. La falla de Santa Marta-Bucaramanga afecta a los departamentos de Cundinamarca, Boyacá, Santanderes, Cesar y Magdalena. La falla Guaicaramo cruza los departamentos del Meta, Cundinamarca, Boyacá y Arauca. También se han registrado sismos en Puerto Carreño, Putumayo y San Andrés.

El Eje Cafetero está localizado en una de las zonas de alto riesgo sísmico de Colombia. Los sismos de 1938, 1961-62, 1979 y 1985 ponen en evidencia una fuente sísmica de importancia, generadora de eventos de magnitud cercana a 7 grados e intensidades de VII, la que por la profundidad (70 a 100 km.) y posición de los focos (basamento de la Cordillera Occidental) se ha relacionado con la zona de subducción de la Placa de Nazca (Pacífico). Las aceleraciones registradas en superficie por estos eventos profundos, han alcanzado valores del 11% de la gravedad.

      Ver: Amenazas naturales en los Andes de Colombia.

      La adaptación de la ciudad al trópico andino. 


Ima4- Arriba: Mapa de riesgo sísmico en Colombia, por Noel Maldonado (Adap); y Sismo de Tumaco, fuente USGS, en Earthquake.usgs.gov. - Abajo: Fenómeno de amplificación Sísmica en suelos blandos (Beatriz Benjumea).

La Ecorregión:

Pero las fallas del sistema Cauca-Romeral y las que delimitan la fosa tectónica del Magdalena, son dos fuentes sísmicas someras que merecen consideración en esta poblada región. Los terremotos superficiales de Popayán 1983 y Quindío 1999, con magnitud Richter 6 e intensidad Mercalli VIII, anuncian una segunda fuente sísmica de implicaciones diferentes; con ellos, las aceleraciones en los depósitos mal consolidados, han alcanzado aceleraciones hasta 5 veces superiores a las registradas en los sismos profundos, aunque en intervalos de tiempo muy pequeños.

Esta temática ha sido uno de los principales objetivos de técnicos y científicos que laboran en el Programa de la Red Sísmica del Eje Cafetero y el Tolima, para llegar a lo que se conoce como respuesta sísmica. Es importante señalar que las tres ciudades capitales de la conurbación, afectadas por la Falla Romeral, están sobre potentes abanicos asociados a depósitos fluviotorrenciales de origen volcánico, asociados a los ríos Chinchiná, Otún y Quindío. El de Manizales anuncia levantamiento desde el terciario tardío hasta el holoceno. Allí, la formación Manizales con sus depósitos fluviotorrenciales a la altura de Chipre y Villa Kempis, anuncia un levantamiento tectónico respecto a Villamaría y Morrogacho.

      Ver: Laderas del Trópico Andino: caso Manizales.

      La gestión ambiental del hábitat.

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Ima 05- Arriba: Espectros de Amenaza Sísmica Uniforme para Romeral y Zona de Subducción (CIMOC 2002)- Abajo: Rutas de Huracanes y Zonas Sísmicas del Planeta. Mapa de Munich RE, en Razón Pública.

En la zona Andina de Colombia, las características sismotectónicas de la región apenas empiezan a conocerse, y el catálogo de información sísmica se remonta apenas a algunas décadas, manteniendo lagunas, imprecisiones e inconsistencias. No se sabe aún cómo se atenúa la intensidad en función de la magnitud y distancia focal del sismo y a lo sumo podríamos suponer que la actividad sísmica del futuro tendrá alguna semejanza con la del pasado. Aún deberá caracterizarse mejor las fuentes sismotectónicas superficiales identificadas y conocer otras que puedan provocar sismos destructores, aunque locales.

Como no es posible aún predecir los fenómenos sísmicos de un modo determinista, se ha recurrido a modelos probabilísticos para elaborar pronósticos cuya eficacia depende de la validez, cantidad, calidad y extensión de los datos que alimentan el modelo. Pero dada la limitación en nuestras bases de datos, se ha buscado representar la historia sísmica con la recurrencia de las magnitudes generadas por las diferentes sismofuentes, asumiendo su localización y unas determinadas leyes de atenuación de intensidad, donde las variables se modelan con características aleatorias dada la incertidumbre de los registros y del fenómeno en sí (modelo estadístico bayesiano).

Nota, al examinar la imagen del Espectro de Amenaza Uniforme, para Romeral y Subducción. Al superponer el sismo del Quindío1999, se infieren dos cosas: a) que la fuente sísmica fue Romeral, y b) que el período de retorno de este evento es de unos 750 años.

      Ver: Huracanes y terremotos acechan.

      Dinámicas del clima andino colombiano.


Ima 06- Modelación del riesgo sísmico en Bogotá al 2018: daños esperados y tipología de suelos. Instituto Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático.

La interacción suelo-estructura (SSI) es un factor clave en la evaluación del riesgo sísmico ya que considera el impacto sobre las estructuras por el movimiento del suelo generado en un terremoto, y evalúa con precisión el peligro sísmico para adaptar el diseño minimizando los daños causados. Se parte del presupuesto de que la intensidad es la variable más determinante en los daños sísmicos, y que la calibración de los resultados finales y consistencia entre tasas de excedencia de magnitudes e historia sísmica regional se obtiene con el catálogo sísmico del lugar.

Ciertamente la incertidumbre e imprecisión, inherentes a un tratamiento estadístico, no resultan aceptables al evaluar el impacto sobre el total de pérdidas probables que pueden tener las obras de infraestructura comunitaria, razón por la cual cada caso (cada línea vital o cada centro de servicio) debe ser tratado particularmente. La vulnerabilidad física de una estructura se describe en términos de la aceleración basal, del período fundamental de vibración de la estructura y de la función de daños correspondiente.

      Ver:  Gestión del riesgo natural y el caso de Colombia. 

      Escombros a la espera” en zonas sísmicas densamente pobladas

     

Anotaciones al Riesgo Sísmico.


Ima 07- Impactos por Tsunami de 1979 en Tumaco- Nariño. Corporación OSSO.

En el Riesgo se conjugan dos factores: la Amenaza y la Vulnerabilidad. Aunque sabemos que en el tiempo, a escala humana la Amenaza sísmica permanece como un variante, la Vulnerabilidad cambia y con ella el Riesgo sísmico; éste, que crece cuando los escenarios vulnerables lo hacen, también se puede reducir si se implementan gestiones integrales para acometer su mitigación, sobre todo por la mejora estructural de la estructura y de sus defensas, y en particular con diseños que consideren la amplificación sísmica, donde intervienen factores como tipo de suelo, topografía y características de la estructura.

Ahora, si en la región y el país se han dado avances significativos en lo técnico y en lo administrativo, como la institucionalidad alcanzada con el desarrollo de un Sistema Nacional, la incorporación del Riesgo en la Ley Orgánica de Ordenamiento Territorial de 2011 y la expedición de normas sismo resistentes con el  NSR-10, que ya permiten incorporar el bahareque y las estructuras de madera, aún falta mucho por hacer en la dimensión socio-ambiental.

Veamos estas tres anotaciones sobre la materia, para el Eje Cafetero:

      Ver: Colombia – Sismos de 1979. 

      La amenaza volcánica del Cerro Machín. 


Ima 08- Geología del área del Volcán Nevado del Ruiz. Modificado de González 2001.

En cuanto a la Amenaza, el Eje Cafetero se ubica al norte de una provincia sismo tectónicamente homogénea, ubicada entre la fosa del Pacífico Colombiano y la Cordillera Central de los Andes más septentrionales de América, un territorio sísmicamente activo que parte del Macizo Colombiano y llega hasta las Montañas de Antioquia, donde transcurren de Sur a norte los Sistemas de Fallas de Romeral y del Cauca-Patía.

La Falla Cauca y sector central de la Falla de Romeral, desde Cartago a Puerto Valdivia, delimitan una graben comprimido o depresión estructural, entre las dos cordilleras; allí, al observar las trazas de la Falla de Romeral con una distribución alineada de cuerpos ígneos afines a la corteza oceánica en su contorno, se prevé que dicha ruptura profundice la corteza.

      Ver: Calentamiento global en Colombia. 

      No hay más terremotos, simplemente desastres más grandes


Ima 09- Evolución geológica del Magdalena desde el Mesozoico (250 m.a) hasta el presente. Fuente: Colciencias, 2005.

Según la investigación del potencial geotérmico del Ruiz hecha por la Central Hidroeléctrica de Caldas (CHEC, 1979-1985), y la Geología de Manizales y sus alrededores estudiada por José Luis Naranjo y Carlos Borrero de la Universidad de Caldas, un esquema de los rasgos estructurales de la región señala las fallas o lineamientos inferidos, cuya verificación en varios casos se ha venido haciendo por investigadores del Observatorio Vulcanológico y Sismológico del Ingeominas, establecido en Manizales desde 1985.

Y respecto a la Vulnerabilidad, como desafíos de importancia se puede añadir que, aunque conocemos las fuentes sísmicas, para abordar la gestión integral del riesgo a nivel del Eje Cafetero, además del estudio y valoración espacio temporal de la amenaza, está de por medio el conocimiento y desarrollo de instrumentos para la gestión participativa del hábitat y manejo de la dimensión socioambiental, para no dejar el asunto sólo en la dimensión técnica de carácter reduccionista.

      Ver: Doble terremoto en Turquía y Siria.

      De la amenaza climática a la gestión del riesgo

     


Ima 10- Variación espacial de las formaciones superficiales y espesor de suelos en Manizales, y espectros de diseño en función de los suelos de la ciudad, según sean ellos suelo blando (verde), semi-blando (amarillo) o duro (café). CIMOC (2002).

En lo urbano, ésta compleja dimensión pasa por la presión de las frágiles laderas del escarpado territorio, en especial en los ambientes periurbanos de Manizales, y por el control urbano sobre todo en las zonas deprimidas de los centros urbanos de las áreas metropolitanas en rápida expansión, caso Pereira-Dosquebradas, donde las múltiples actividades comerciales mixtas e informalidad, sumada a la alteración estructural de los viejos inmuebles de mampostería no reforzada y de bahareque para su adecuación y expansión, recurriendo a prácticas inadecuadas, hacen del escenario un cúmulo de potenciales escombros, ya por la amenaza de las sacudidas en suelos con amplificación sísmica, ya por la de la propagación de los incendios.

En los medios rurales, donde la deforestación y potrerización relacionadas con usos conflictivos del suelo, afectan severamente el territorio exponiéndolo a la creciente amenaza del cambio climático, y con él a las comunidades asentadas en condición vulnerable, además de las vías de comunicación, líneas vitales e infraestructura de conectividad, como elementos expuestos a la ocurrencia de flujos torrenciales causados por deslizamientos en caso de sismo.

      Ver: Cambio Climático en Colombia: La Amenaza

      Análisis de la Vulnerabilidad frente a la Amenaza Hidrogeológica.


Ima 11- Microzonificación Sísmica de Armenia (1999) y Pereira (2000). Fuente: IDEGER. Bogotá.

Y finalmente, sobre los actores en la escena: Además de los aportes fundamentales del Geofísico Jesús Emilio Ramírez S.J., con investigaciones como el Proyecto Nariño (1973) y la Historia de los terremotos en Colombia (1969), de la permanente labor por décadas de monitoreo a cargo del OVS de Manizales, y de los estudios a nivel regional de Hans Meyer y su equipo de trabajo desde el Observatorio Sismológico del Sur Occidente Colombiano OSSO, en el Eje Cafetero también merecen mención los siguientes trabajos, entre otros:

– Desde la U.N. en Manizales los del Idea liderados por el Profesor Omar Darío Cardona, donde además de actividades fundamentales como la Microzonificación Sísmica de Manizales (SIMOC 2002), se avanza con el concurso de los profesores de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura en la instrumentación y el estudio detallado de la amenaza para Manizales; y desde la Sede Bogotá el valioso aporte de Carlos A. Vargas con la propuesta de Caldas Tear (2011), donde se modifican el modelo geotectónico y la amenaza sísmica en el centro del país. – También en Pereira, los trabajos de Anna Campos y sus compañeros y colaboradores haciendo lo propio en el 2000, para obtener un mapa preliminar de riesgos del área urbana y otras investigaciones para valorar los efectos de sitio en el A.M. de Pereira; y finalmente en Armenia, la labor continuada y reconocida de los Profesores de la Universidad del Quindío: Hugo Monsalve quien maneja el Observatorio Sismológico del Eje Cafetero, y Armando Espinosa quien ha estudiado en detalle la historia sísmica regional.

      Ver: Anotaciones sobre el riesgo sísmico en Manizales. 

      La amenaza volcánica de Cerro Bravo.

     

      Gracias

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      *Por: Gonzalo Duque Escobar, Profesor Especial de la Universidad Nacional de Colombia, Ingeniero Civil con estudios de posgrado en Geotecnia, Geofísica y Economía, y con autoría y coautoría de 18 textos y más de mil documentos publicados en repositorios de la U.N. de Colombia y páginas propias, o en físico. Socio de la SMP de Manizales, Miembro Correspondiente de la Academia Caldense de Historia y Socio Honorario de la SCIA adscrita a la Sociedad Colombiana de Ingenieros SCI. http://godues.webs.com

      Contraportada: Borde destructivo de las placas tectónicas frente al Pacífico de Colombia, plano de Benioff, y Fallas geológicas en los Andes más septentrionales de América, como fuentes sísmicas. Elaboración propia.

     

      Fuentes bibliográficas y de complemento

       Al Bahareque le Fue Muy Bien. Jorge E. Robledo; José F. Muñoz y Gonzalo Duque Escobar (2009). Idea U.N. Boletín 45.

      Análisis de la sismicidad en el Pacífico colombiano. Por: Edgar Castilla; Ronald Sánchez. Bol. Cient. CIOH 2014;32:135-147

      Análisis estructural al noreste del volcán Nevado del Ruíz, Colombia – aporte a la exploración geotérmica. Eliana L. Mejía; Francisco Velandia; Carlos A. Zuluaga; Julián A. López; Thomas Cramer. Bol.geol. vol.34 no.1 Bucaramanga Jan./June 2012.

      Anotaciones sobre el riesgo sísmico en Manizales. Duque Escobar, Gonzalo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Manizales, 2012-02-27

      Aprendiendo del sismo de Honshu, Japón. Duque Escobar, Gonzalo. Observatorio Astronómico de Manizales (OAM). Manizales, 2011-03-13.

      Caracterización General del Escenario de Riesgo Sísmico. Instituto Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático. Bogotá, 2021.

      Colombia: riesgos geodinámicos y hábitat. Gonzalo Duque Escobar. Febrero 19 de 2018, Escuela de Arquitectura y Urbanismo – U. N. de Colombia.

      Colombia – Sismos de 1979. Por Gonzalo Duque-Escobar. In: Manualgeo. Universidad Nacional de Colombia. Noviembre 25, 2021.

      Costa Pacífica, Amenaza y Riesgo sísmico. MEYER, Hans Jurgen y VELÁSQUEZ Andrés. OSSO. Desastres & Sociedad. Nº1. La Red. 1993. 

      De la evaluación de amenazas al control de riesgos – la Estadística y las catástrofes naturales. MEYER, Hansjürgen. (2007) OSSO. Desastres & Sociedad. MEYER, Hans Jurgen y VELÁSQUEZ, Andrés. Costa Pacífica, Amenaza y Riesgo sísmico. OSSO. Nº1. La Red. 1993.

      Desafíos del Complejo Volcánico Ruiz – Tolima. Duque Escobar, Gonzalo (2013) [Objeto de aprendizaje – Teaching Resource] Documento UN-SMP- para el Día del Medio Ambiente. Colrosario. Neira, Caldas. Junio 5 de 2013.

      Deslizamiento en Rosas, una tragedia mitigada. Por: Gonzalo Duque-Escobar; Profesor de la Universidad Nacional de Colombia, Miembro Correspondiente de la Academia Caldense de Historia, Miembro Honorario de la SCIA y Miembro de la SMP de Manizales. Manizales, enero 16 de 2023.

      Doble terremoto en Turquía y Siria. Por: Gonzalo Duque-Escobar; Profesor Especial de la Universidad Nacional de Colombia, Ingeniero Civil con estudios de posgrado en Geotecnia, Geofísica y Economía. Manizales, febrero 6 de 2023.

      El volcán y el desastre de Armero. Gonzalo Duque-Escobar. Universidad Nacional de Colombia. Manizales, 30 de junio de 2020.

      Estudio de la microzonificación Sísmica en el Eje Cafetero. Gabriel Bernal. UN- Ingeniar. In: Conmemoración de los 20 años del Terremoto del Quindío. Idea.  2019.

      Erupción volcánica con tsunami en Tonga. Gonzalo Duque-Escobar. Universidad Nacional de Colombia. Especial para la Revista Eje 21. Manizales, 19-01-2022.

      Erupción y éxodo en el V.N. del Huila. Por: Gonzalo Duque Escobar. Profesor de la U.N. de Colombia Sede Manizales y Director del AOM. Abril 28 de 2007.

      “Escombros a la espera” en zonas sísmicas densamente pobladasGonzalo Duque-Escobar.  Ed. Circular RAC 553 2010. Observatorio Astronómico de Manizales.

      Gestión ambiental del riesgo en el territorio. Duque Escobar, Gonzalo. Febrero 26, 2018. IDEA de la Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales.

      Gestión del riesgo. Anexo. Duque Escobar, Gonzalo (2014) Anexo al Manual de Geología para Ingenieros. Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales.

      Haití sin resiliencia para el desastre. Duque Escobar, Gonzalo. U.N. de Colombia. Observatorio Astronómico de Manizales (OAM). Manizales, 2010-01-16.

      Historia de los terremotos en Colombia. Front Cover. Jesús Emilio Ramírez. Instituto Geográfico Agustín Codazzi, 1969. 

      Historia sísmica de Bogotá. Por Armando Espinosa Baquero. 2004. Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.

      Huracanes y terremotos: ¿y cómo está Colombia? Duque Escobar, Gonzalo (2017) [Objeto de aprendizaje – Teaching Resource] Documento para el Contexto de CTS – Universidad Nacional de Colombia – Sede Manizales.

      La adaptación de la ciudad al trópico andino. Gonzalo Duque-Escobar; Profesor de la Universidad Nacional de Colombia. Manizales, febrero 7 de 2022.

      La amenaza climática en la Ecorregión Cafetera. Por: Gonzalo Duque Escobar. Conferencia del Museo Interactivo Samoga, In: Semana Ambiental del Instituto Universitario de Caldas. Manizales. Junio 7 de 2022.

      La amenaza volcánica de Cerro BravoDuque Escobar, Gonzalo (2013-06-24). Observatorio Astronómico de Manizales (OAM).

      La amenaza volcánica del Cerro Machín. Duque Escobar, Gonzalo. Documento elaborado en el marco del programa RAC II de la Red Ambiental de Caldas. Manizales, diciembre 4 de 2021.

      La amenaza volcánica y la gestión del riesgo, en la planeación y ordenamiento del territorio de Colombia. Por Gonzalo Duque-Escobar. Documento de trabajo UN-SMP. Manizales, 1 feb 2008.

      La catástrofe del Eje Cafetero en un país sin memoria. Por María Rosario Saavedra y Gonzalo Duque Escobar. CINEP, Bogotá, 1999.

      Microzonificación sísmica de la ciudad de Manizales. Centro de estudios sobre desastres y riesgos - CEDERI, Centro de Investigación en Materiales y Obras Civiles – CIMOC. Universidad de Los Andes 2002.

      Manual de geología para ingenieros. Duque Escobar, Gonzalo (2003) Universidad Nacional de Colombia, Manizales.

      No hay más terremotos, simplemente desastres más grandes. Duque Escobar, Gonzalo (2010) OAM de la U.N. de Colombia Sede Manizales. Circular RAC 554.

      Nueva falla geológica altera mapa de amenaza sísmica en Colombia. Carlos A. Vargas (2011) U.N. Periódico. 

      Riesgo en zonas de montaña por laderas inestables y amenaza volcánica. Duque Escobar, Gonzalo (1995) In: VII Curso Internacional sobre Microzonificación y su Aplicación al Planeamiento Urbano para la Mitigación de Desastres- CISMID, 16 de Octubre al 10 de Noviembre de 1995, Lima, Perú.

      “Riesgo sísmico: los terremotos”. Gonzalo Duque-Escobar. Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Manizales. Junio 1 de 2020.

      Sismo, Bahareque y Laderas, Gonzalo Duque-Escobar. Museo Interactivo Samoga. U. N. de Colombia. Mayo 30 de 1999.

      Sismos. Duque Escobar, Gonzalo (2017) In: Manual de geología para ingenieros. U. N. de Colombia – Sede Manizales, Manizales, Colombia.

      Sismos y volcanes en el Eje Cafetero: Caso ManizalesDuque Escobar, Gonzalo. Mayo 2 de 2012. Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Departamento de Matemáticas y Estadística.

      Sismos y volcanes en Colombia. Duque Escobar, Gonzalo (2010) Documento de trabajo. Universidad Nacional de Colombia – Sede Manizales.

      Una política ambiental pública para Manizales, con gestión del riesgo por sismos, volcanes y laderas. Duque Escobar, Gonzalo (2012) Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales. Foro “Políticas Públicas Ambientales”. Concejo Municipal de Manizales. Documento de discusión.

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