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Fluke 62 MAX+ Detecta problemas de temperatura
La temperatura es la segunda medición más común en el mundo (la primera es el tiempo). ¿No sería genial tener un termómetro tan fácil de transportar y tan rápido de leer como su reloj de pulsera?
El termómetro infrarrojo Fluke 62 MAX+ cuenta con una ventaja adicional en comparación de otros de la misma familia de equipos Fluke, este modelo cuenta con una orientación de láser mejorada para mediciones con mayor exactitud.
El termómetro Fluke 62 MAX+ proporciona dos láseres de orientación para ayudarlo a ver mejor “el punto de medición”. Para comprender mejor cómo lo ayudará el 62 MAX +, echemos un vistazo a lo que significa “el punto de medición”. Para cualquiera que use un termómetro IR, comprender el punto de medición es clave para obtener mediciones exactas.
Piensa en usar “el punto” de la misma manera que ves las cosas con los ojos. Si estás cerca de un objeto, solo puedes ver las cosas directamente frente a ti. A medida que retrocede, su campo de visión se expande y ve una perspectiva mucho más amplia.
El nombre formal para esto es “relación de distancia al punto”. Si tu termómetro tiene una relación de distancia a punto de 10: 1 y está a 10 pulgadas de su objetivo, medirá la temperatura de un círculo de una pulgada. Si está a 10 pies de distancia, su punto de medición será un círculo de un pie.
La siguiente imagen muestra un ejemplo de por qué esto es importante. En la ilustración, una tubería caliente está montada en una pared de ladrillos. En el lado izquierdo de la ilustración, un usuario toma una medición desde una distancia donde el punto cubre no solo el tubo caliente, sino también la pared de ladrillo más fría.
La lectura muestra el promedio de todo el lugar. En el lado derecho, el usuario se ha acercado y el lugar es más pequeño. El termómetro proporciona una lectura exacta de la temperatura de la tubería caliente. Los termómetros infrarrojos más comunes usan un solo láser en el centro del punto. Si puedes hacer los cálculos mentales para estimar el punto de medición, genial. Pero el Fluke 62 MAX + ofrece un enfoque diferente, utilizando láseres giratorios duales para mostrar el exterior del círculo que define el punto de medición. En otras palabras, con el 62 MAX +, el punto está entre los puntos.
En la siguiente imagen podemos ver el mismo ejemplo de una tubería caliente montada en una pared de ladrillos, pero que usa el 62 MAX + con láser doble giratorio.
Con láser doble, se vuelve fácil para el usuario visualizar el tamaño del círculo que se está midiendo. Los resultados son los mismos, pero es más fácil para el usuario ver y medir exactamente lo que se pretendía.
Los termómetros infrarrojos dirigidos por láser son excelentes herramientas para realizar mediciones rápidas de temperatura. Para mejorar la exactitud, los usuarios deben comprender el tamaño del punto de medición. Y para realmente estar a la vanguardia del juego, use un termómetro IR con láser dual que defina los bordes exteriores del punto.
Referencia: Fluke Application Note “How hot? Use the spot” Documento en línea en https://dam-assets.fluke.com/s3fs-public/4221738_6003_ENG_A_W.PDF , última actualización abril 2020
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FLUXUS F721XLF – Medición no intrusiva de caudales bajos de líquidos
Con FLUXUS F721 XLF, FLEXIM presenta un medidor de flujo no intrusivo para aplicaciones donde cada gota cuenta.
El nuevo sistema de medición de flujo ultrasónico está diseñado para proporcionar una medición exacta de caudales tan bajos como 3 l /h e inferiores en tuberías pequeñas con diámetros de 10 mm a 50 mm.
Como los transductores de abrazadera están montados en el exterior de la tubería, la instalación y puesta en servicio del medidor no requiere modificaciones en la tubería y, por lo tanto, no interrumpe el proceso.
Además, la medición del flujo externo funciona independientemente del grosor de la pared de la tubería y los intervalos de presión, además de no causar pérdida de presión. Como el dispositivo de medición no entra en contacto directo con el fluido que fluye, no está sujeto a desgaste. Por lo tanto, las lecturas a la deriva y los altos esfuerzos de mantenimiento son cosa del pasado.
Todo esto se traduce en menores costos operativos durante todo el ciclo de vida y una mayor seguridad operativa y ambiental porque se descarta cualquier riesgo de fugas.
La alta exactitud y reproducibilidad del FLUXUS F721 XLF incluso con los caudales más bajos se logra mediante transductores cuidadosamente combinados y con compensación de temperatura (según ANSI / ASME MFC 5.1-2011), electrónica de alta sensibilidad y procesamiento inteligente de señales, así como un calibración de flujo húmedo altamente exacta y trazable (de acuerdo con los patrones del NIST) en la instalación de calibración de flujo bajo de FLEXIM.
El transmisor de medición está disponible en carcasa de aluminio y acero inoxidable y está certificado para su uso en áreas peligrosas de la zona 2. Se encuentran disponibles transductores a prueba de explosión para uso en ATEX-zona 1, así como transductores para operación continua sumergidos bajo el agua (IP68).
Las aplicaciones típicas de FLUXUS F721 XLF son, por ejemplo:
- Inyección química de inhibidores de corrosión e incrustaciones en Oil & Gas
- Dosificación química en el tratamiento de aguas residuales
- Medición de líneas de pintura en aerosol de bajo flujo en la industria automotriz
- Entre otras.de acuerdo con los patrones del NIST
Medición de pequeñas fuerzas con alta carga inicial
En la industria es frecuente encontrar una situación particular en diversas aplicaciones. Hablamos de cuando el transductor de fuerza utilizado para la aplicación ya se encuentra bajo una carga inicial alta que no es el objetivo de la medición. La fuerza que se va a medir es en realidad una superposición muy pequeña.
Ejemplos de aplicaciones típicas:
- Las arandelas de fuerza están pretensadas debajo de los pernos y sin embargo, necesitan registrar fuerzas extremadamente pequeñas.
- Los sensores que se sujetan en su lugar con una fuerza considerable deben detectar la más mínima aplicación de fuerza para las tareas de monitoreo.
En este artículo presentamos las ventajas de los sensores piezoeléctricos y los sensores de fuerza basados en galgas extensiométricas.
Ventajas de la tecnología de medición piezoeléctrica
Los sensores piezoeléctricos generan una carga eléctrica cuando se aplica una fuerza. El diagrama anterior ilustra el principio de funcionamiento.
Las cargas se generan proporcionalmente a la fuerza. La unidad de medida de la carga es pC (10-12 Coulombs, lo que equivale a una carga de 3,12 * 10-6 cargas elementales).
Los sensores que utilizan cuarzo como material del sensor piezoeléctrico exhiben una sensibilidad de aproximadamente 4,3 pC/N. Esto significa que si se aplica una fuerza de un Newton al sensor, se produce una carga de 4,3 pC.
Algunos sensores utilizan fosfato de galio como cristal piezoeléctrico. La ventaja es que de esta manera se puede lograr el doble de sensibilidad. La misma fuerza produce el doble de carga. Las cargas se dirigen a un amplificador de carga, que convierte la señal en una señal de 0 … 10 V.
La ventaja de esta tecnología es que la sensibilidad del sensor sigue siendo la misma independientemente de la fuerza nominal (nominal), asumiendo el mismo material. También se puede usar un sensor muy grande para medir una fuerza muy pequeña.
Otra razón para preferir esta tecnología es que las cargas pueden ajustarse físicamente a cero. Se puede utilizar un cortocircuito para producir una carga de cero pC en la entrada cuando el sensor se carga con una fuerza (en nuestro ejemplo, tensión previa).
En esta situación, el amplificador de carga puede ajustarse a una sensibilidad más alta para que el intervalo de medición corresponda a la fuerza que se está midiendo. El pre-estrés no es relevante. No hay diferencia para la resolución y exactitud de la medición si un sensor piezoeléctrico funciona con carga inicial o sin ninguna. Siempre es posible poner a cero la entrada del amplificador de carga utilizando la función RESET.
Ejemplo:
Se instala una arandela de fuerza debajo de un perno. El objeto es medir una fuerza de tracción que actúa sobre la conexión por tornillo. Primero se aplica la fuerza de pretensado. La fuerza de tensión previa también se puede determinar midiéndola con la propia arandela de fuerza.
Se puede realizar un balance de cero para la cadena de medición activando un RESET en el amplificador de carga. Entonces no hay carga en la entrada. Ahora el amplificador de carga se puede configurar en cualquier intervalo de medición. Y se pueden medir de forma fiable incluso fuerzas muy pequeñas.
Para tener en cuenta:
- Esta medición es especialmente sencilla con los amplificadores de carga digitales modernos como el amplificador de carga digital CMD600, que se puede ajustar a cualquier intervalo de medida.
- En el ejemplo que se muestra aquí, la medición está en la derivación de fuerza. Se requiere una calibración en la instalación antes de que las fuerzas puedan medirse cuantitativamente.
- Los sensores piezoeléctricos siempre están sujetos a variaciones. Esto hace que sea necesario llevarlos a cero cíclicamente o utilizar un filtro de paso alto. Si ninguna de las opciones está disponible, se deben utilizar sensores basados en galgas extensiométricas.
Ventajas de la tecnología basada en galgas extensiométricas
Los sensores basados en galgas extensiométricas (SG) funcionan según el siguiente principio:
- Se aplica una fuerza a un elemento de resorte de modo que el elemento de resorte se deforme mínimamente.
- Las galgas extensiométricas se pegan en puntos adecuados para convertir la deformación en un cambio de resistencia eléctrica.
- Con un cableado experto (un circuito de puente de Wheatstone) y un suministro de tensión, este cambio en la resistencia finalmente se puede convertir en una tensión medible.
La ventaja de los sensores de galgas extensiométricas es que se pueden calibrar eléctricamente con diferentes características, como el coeficiente de temperatura del punto cero y la sensibilidad, el efecto del momento flector y también la linealidad. Dependiendo de los requisitos, se puede lograr una exactitud incomparable con esta tecnología.
La señal de salida de un sensor de este tipo es una tensión. La tensión siempre depende de la tensión de excitación que alimenta al sensor. Sin tener en cuenta las señales de salida resultantes de efectos de error (temperaturas, cargas parásitas, etc.), quedan dos parámetros que determinan la señal general:
- El “error relativo de señal cero” describe la señal de salida de un transductor descargado.
- La fuerza aplicada sobre el sensor se convierte en una señal de salida eléctrica medible como se describe anteriormente.
Si se realiza un balance de cero en el software o en un amplificador de puente de medición, siempre es una suma o resta de las dos tensiones descritos anteriormente. Por lo general, esto se puede hacer mediante cálculo en el amplificador o software. La tensión de salida de la cadena de medición permanece sin cambios. El intervalo de medición del sensor debe seleccionarse para que corresponda a la fuerza total, es decir, la tensión previa aplicada y la fuerza a medir.
En el ejemplo anterior, al monitorear un cable de acero que soporta una línea eléctrica, los cambios en la fuerza de tensión son muy pequeños en comparación con la tensión base. Dado que es necesario adquirir un pequeño cambio de señal en un amplio intervalo de medición, es comprensible que, se requiera una resolución muy alta para la señal de medición. Los errores en la cadena de medición de la fuerza también deben ser significativamente menores que los cambios en la fuerza que se están midiendo.
Las magnitudes de influencia, especialmente las relacionadas con el valor de escala total en las observaciones de incertidumbre de medición, juegan un papel importante aquí.
Un bajo efecto de la temperatura en las señales de cero, un pequeño error de linealidad y una baja fluencia son muy importantes para obtener resultados de medición fiables. Sin embargo, a diferencia de la medición de fuerzas muy pequeñas con sensores con una fuerza nominal alta, el coeficiente de sensibilidad a la temperatura es una consideración importante en esta aplicación. Como se explicó anteriormente, el sensor cargado genera una tensión de salida, incluso si no se muestra porque el amplificador se ha puesto a cero. Si la sensibilidad del sensor cambia debido al efecto de la temperatura, esto impacta directamente en la señal de salida. Este impacto aumenta cuando aumenta la carga inicial aplicada constantemente, en nuestro ejemplo, una alta tensión del cable.
Para tener en cuenta:
- Los transductores de fuerza cortante radialmente simétricos son muy exactos y resistentes y han demostrado su eficacia en muchos casos, especialmente si la medición se realiza a temperaturas cambiantes. Los sensores de este tipo exhiben muy poca fatiga (250 ppm en 30 min) y especialmente muy pocos errores de temperatura. El nuevo transductor de fuerza de compresión C10 tiene una dependencia de la temperatura del punto cero de solo 75 ppm/10K. El transductor de fuerza U10M alcanza valores característicos excelentes similares.
- Vale la pena considerar los transductores de fuerza en forma de S (S2M, S9M) para fuerzas pequeñas. También funcionan con mucha exactitud. Sin embargo, a diferencia de los transductores de fuerza cortante radialmente simétricos, se deben aceptar las restricciones en el comportamiento dinámico.
- Debido a que los sensores SG no están sujetos a deriva, no hay alternativa a la tecnología basada en galgas extensiométricas si no es posible un RESET cíclico o el uso de filtros de paso alto.
Conclusión
La medición de pequeñas fuerzas o pequeños cambios en las fuerzas impone altos requisitos en la precisión de los sensores.
El principio piezoeléctrico ofrece la ventaja de que el intervalo de medición del amplificador de carga se puede seleccionar de manera que se ajuste exactamente a la pequeña fuerza que se va a medir.
Los sensores basados en SG ahora están disponibles con una exactitud extremadamente alta. Los efectos de la baja temperatura, las pequeñas desviaciones de linealidad y la excelente ausencia de deriva según el principio de funcionamiento los convierten en la primera opción para todos los procesos en los que no es posible la puesta a cero cíclica.
Measuring small forces with high initial load. (s.f). [Tips & Tricks]. HBK Company. Recuperado de: https://www.hbm.com/en/4615/measuring-small-forces-with-high-initial-load/ [junio 2021].
Principios básicos del uso del calibrador vernier
El Calibrador Vernier
Es un instrumento de medición dimensional también denominado pie de rey, es el instrumento mecánico de medición lineal más utilizado en la industria.
El calibrador vernier fue desarrollado para satisfacer la necesidad de contar con un instrumento de lectura directa, que pudiera tomar una medida fácilmente en una operación.
La escala vernier la invento Pedro Nunes (1942-1577), matemático, astrónomo y geógrafo portugués, también conocido por su nombre latino Petrus Nonius, por lo que se le denomino nonio a la escala vernier.
El diseño actual del calibrador vernier fue desarrollado por el francés Pierre Vernier (1580-1637) en el año 1631, un matemático inventor de instrumentos de medición de alta exactitud.
Nomenclatura
Aplicaciones
Medición de exteriores
Medición de interiores
Medición de profundidad
Medición de peldaño
Principio de funcionamiento
La lectura del instrumento se realiza mediante la escala vernier (nonio) que se desliza a lo largo de la escala principal, lo cual nos permite realizar mediciones fraccionales de la división mínima de la escala principal
En un calibrador con vernier la escala principal nos da el valor entero de la medición y la escala vernier nos proporciona la fracción o el decimal de la lectura de la medición.
Dependiendo del número de divisiones que tenga la escala vernier será la resolución que tenga el calibrador vernier.
Donde:
L – legibilidad.
d – división mínima de la escala principal.
n – número de graduaciones de la escala vernier.
Buenas prácticas de medición del calibrador vernier.
- Antes de usar un calibrador se debe limpiar cuidadosamente todas sus partes principalmente las superficies de medición, con el objeto de evitar partículas que provoquen una lectura errónea al momento de hacer una medición.
- Comprobar su ajuste a cero, verificando que las líneas de referencia de la escala principal y escala vernier coincidan cuando las caras de medición están cerradas, no debe observarse un claro de luz entre las superficies de medición.
- Como la estructura de los calibradores no está diseñada de acuerdo la ley de Abbe, al efectuar una medición la pieza deberá ser colocada tan cerca como sea posible al eje axial de instrumento.
- El calibrador no está equipado con un dispositivo que proporcione una fuerza constante de medición, por lo que es importante tener cuidado de no aplicar una fuerza excesiva sobre las piezas.
- No medir piezas cuando estén en rotación ya que es peligroso, además de provocar desgaste en la superficie de medición.
- Al efectuar una lectura se debe alinear la vista perpendicularmente al instrumento para evitar el error de paralaje. Para hacer lo anterior se debe utilizar el tornillo de fijación, es decir, una vez colocado las caras de medición en la pieza a medir se aprieta el tornillo de fijación sin mover la pieza y el calibrador vernier, se retira de la pieza el calibrador vernier y se lee la lectura en forma perpendicular a la vista.
- Cuando se va a dejar de utilizar el calibrador vernier es recomendable dejar separadas las caras de medición al guardarlo en su estuche para evitar que se oxiden las caras de medición.
Si va a estar guardado por mucho tiempo el calibrador en su estuche es recomendable protegerlo contra oxidación untando en las caras de medición un poco de grasa natural dejando las caras de medición separadas.
Toma de lecturas en milímetros.
- Conociendo la legibilidad o división mínima del calibrador vernier y siguiendo las buenas prácticas de medición del calibrador vernier se coloca el calibrador vernier en la pieza a medir y se procede a obtener la lectura medida.
- Se inicia tomando el valor en milímetros de la escala principal, el cual es el más próximo a la izquierda de la línea cero de la escala vernier. Por ejemplo,
La lectura en milímetros es de 7 mm de la escala principal.
3. Ahora para los decimales, si tenemos un calibrador vernier con legibilidad de 0.05 mm, tiene 20 divisiones en la escala vernier, identificamos en la escala vernier cuál de las divisiones coincide con una línea de la escala principal y notamos que solo una de las veinte divisiones de la escala vernier coincide. En el ejemplo podemos ver que coincide la división número 10 o en el número 5 de la escala vernier.
El número 5 corresponde a 0.50 mm, también podemos obtener los decimales de la lectura así: número de división x legibilidad (10 x 0.05) = 0.50 mm
4. Finalmente, el valor de la pieza medida es:
Toma de lecturas en fracciones de pulgada
- Conociendo la legibilidad o división mínima del calibrador vernier y siguiendo las buenas prácticas de medición del calibrador vernier se coloca el calibrador vernier en la pieza a medir y se procede a obtener la lectura medida.
- Se inicia tomando el valor en fracciones de pulgadas de la escala principal (la pulgada está dividida en 16 partes, es decir la división mínima de la escala principal es de 1/16 pulgada), el cual es el más próximo a la izquierda de la línea cero de la escala vernier. Por ejemplo:
La lectura en la escala principal en fracciones de pulgadas es 4/16 pulgada.
3. Ahora para la fracción de la escala vernier, si tenemos un calibrador vernier con legibilidad de 1/128 pulgada, la escala vernier tiene 8 divisiones, identificamos en la escala vernier cuál de las divisiones coincide con una línea de la escala principal y notamos que solo una división de las 8 divisiones de la escala vernier coincide. En el ejemplo podemos ver que coincide la división número 6.
La fracción de la escala vernier es número de división x legibilidad (6 x 1/128) = 6/128 pulgada.
4-Finalmente, el valor de la pieza medida es:
Autor. Cesar Cabrera, Director de Capacitación, MB Instrumentos, S.A. de C.V.
Medición de la concentración (° Brix) de azúcar y sustitutos del azúcar
Un productor suizo de bebidas de renombre mundial fue una de las primeras empresas suizas sujetas a los estrictos requisitos de calidad y seguridad de la Norma Internacional de Alimentos (desde 2004) y ha sido certificada de acuerdo con FSSC 22000: 2011-2012.
Desde finales de 2005, la compañía ha estado operando una de las plantas de embotellado aséptico en frío más modernas de la industria de bebidas. Las bebidas no contienen conservadores ni están sujetas a un calentamiento prolongado; las bebidas solo se calientan suavemente durante un breve período de tiempo para conservar los valiosos ingredientes.
Un factor clave para la calidad del producto es garantizar que se mantenga exactamente la concentración requerida de azúcar o suplementos del azúcar en los refrescos carbonatados.
Por lo tanto, la concentración es monitoreada por dos refractómetros de proceso PIOX R que se instalan directamente en el flujo de producción antes y después de la pasteurización instantánea. Los refractómetros que se tenían instalados previamente para este propósito funcionaban según el principio del ángulo crítico. Éstos rápidamente mostraron una desviación de la medición debido a la formación de depósitos en el prisma y no pudieron hacer frente a los requisitos de alta exactitud. Además, para asegurar el valor requerido de ° Brix, que también se debe mantener en los refrescos bajos en calorías, la reproducibilidad de los resultados de la medición debe ser mejor que 0.01 ° Brix, una resolución que es difícil de alcanzar con los refractómetros anteriores.
Refractómetro PIOX R.
El refractómetro de proceso de luz transmitida PIOX R de FLEXIM fue el único analizador de procesos que pudo lograr la exactitud de medición requerida en el proceso.
Además, el PIOX R detecta de manera confiable el cambio de medio durante el proceso de inserción y extracción, es decir, al cambiar entre la producción de bebidas y el ciclo de limpieza (CIP).
Ventajas
· Medición continua de la concentración directamente en el proceso, asegurando un control de calidad permanente.
· Determinación confiable de la capa de separación entre el producto y el agua o el medio de limpieza al cambiar entre la fase de producción y la fase de lavado (CIP)
· Medición confiable, sin desviaciones y estable a largo plazo utilizando el método de luz transmitida
· Alta exactitud de medición, reproducibilidad excepcionalmente alta
· Instalación posible directamente en la corriente principal, no es necesario un “bypass”
· Detección de la formación de depósitos mediante el control de la amplitud de la señal y, por lo tanto, la activación automática de los intervalos de limpieza.
Concentration (°Brix) Measurement of Sugar and Sugar Substitutes (s.f). [Application]. Flexim. Recuperado de: https://www.flexim.com/us/node/494 [abril 2021].
Soluciones de medición para la industria del gas
En AMETEK STC, tanto Crystal Engineering como JOFRA tienen una larga historia de producción de equipos de prueba y calibración de alta calidad que se encuentran en toda la industria del gas. Desde manómetros y calibradores de presión, hasta calibradores de temperatura y balanzas de pesos muertos tenemos los productos para ayudarte a trabajar de manera más inteligente.
Calibrador de presión HPC50
Nuestro calibrador de presión dual con opciones para agregar dos módulos externos de presión o temperatura es nuestro último producto intrínsecamente seguro. También incluye conexiones eléctricas para medir y generar mA y V. Todas las lecturas de presión, eléctricas y de temperatura están totalmente compensadas por temperatura.
Calibrador de temperatura CTC-652
El último calibrador de temperatura JOFRA es el único calibrador de temperatura de grado industrial con un inserto de 200 mm. El gran tamaño del inserto proporciona al CTC-652 una profundidad de inmersión de 190 mm, lo que lo hace ideal para calibrar sensores largos. El intervalo de temperatura es de 28 a 650 °C.
Manómetro digital XP2i
Nuestro medidor de prueba digital ultrarresistente sigue siendo el medidor más popular en la industria.
Se crearon características como recordatorios y alertas de calibración, intervalos de presión absoluta bajos y múltiples niveles de exactitud para atender solicitudes específicas de la industria del gas. Una actualización de registro de datos opcional permite que el XP2i registre 32,000 lecturas.
Calibrador de temperatura RTC
Nuestra familia de calibradores de temperatura de referencia es la serie insignia de nuestra familia JOFRA. Con una exactitud de ± 0.04 °C y un intervalo de temperatura en toda la familia de calibradores de -100 a 700 °C, tenemos el modelo para probar y calibrar de manera exacta y confiable los sensores que se encuentran en la industria del gas. Incluso tenemos un modelo de combinación de bloque seco / baño líquido para agregar aún más flexibilidad.
Registrador de referencia nVision
NVision Reference Recorder es nuestro modelo flexible que permite a los usuarios conectar y usar módulos de presión, eléctricos y de temperatura para adaptarse a su aplicación. Con espacio para registrar hasta 1 millón de lecturas y una velocidad de grabación de 10 veces por segundo, nVision se utiliza en toda la industria para una variedad de aplicaciones de registro.
Balanza de pesos muertos PKII
Nuestra balanza de pesos muertos más popular proporciona una exactitud de hasta el 0,015 % de la lectura para aplicaciones de baja presión de hasta 30 psi. Con un sistema de nivelación rápido y un tripié opcional, hemos diseñado la PKII para un uso confiable en el campo.
Referencia: Gas Industry Measurement Solutions (s.f.), [Application Note]. Ametek Calibration Recuperado de: Application Note, https://www.ametekcalibration.com/knowledge/library/application-notes/gas-industry-measurement-solutions
[abril 2021]. Traducción y adaptación por MB Instrumentos, S.A. de C.V.
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