trabajo-motor-hibrido.docx

7/25/2019 Trabajo-Motor-Hibrido.docx

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Motor Hibrido

Introduccin

En la actualidad se habla mucho del problema medio ambiental y de la emisin delos gases de dixido de carbono que producen con mucha frecuencia las

industrias en General, debido a la necesidad de reduccin de emisiones, se hancomenzado a implementar desde hace varios aos en los diferentes pasestecnologas alternativas que permitan me!orar las condiciones de propulsinreduciendo los contaminantes, Es por eso en la d"cada de #$%& alentaron a losingenieros mec'nicos a desarrollar nuevas tecnologaspara reducir el consumo delos motoresconvencionales (por e!emplo, controlando la mezcla aire)combustiblemediante microprocesadoreso reduciendo el peso de los vehculos* y a acelerarlos traba!os en motores alternativos, creando as los +M-.E/ H01.02/34El ob!etivo del desarrollo de las tecnologas hbridas es combinar dos fuentes deenerga, de manera que las cualidades de cada sistema sean utilizadas ba!ocondiciones de generacin variables, de tal forma que las venta!as globales del

desarrollo del sistema hbrido pesen m's que el costo de su con5guracin4

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http://www.monografias.com/trabajos15/nvas-tecnologias/nvas-tecnologias.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/micro/micro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/micro/micro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/nvas-tecnologias/nvas-tecnologias.shtml


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Marco terico:

Qu es un motor?

El motor es la parte encargada en un sistema de volver energia de cuaquier tipoen energia mecanica dado por una reaccion quimica, algun suceso 5sico u otro

acontecimiento

Qu es un motor Hbrido?

6uando hablamos de motor hbridonos referimos a dos tipos de potenciadistinta, que incluye la energa el"ctrica producida en una batera y un generadormovido por un motor de combustin interna4

El m's conocido es el motor el"ctrico hibrido, com7nmente el"ctrica y a gasolina,que in8uyen para generar el movimiento del vehculo4 Este tipo de motores est'nhaci"ndose cada vez m's populares debido al ahorro que implican y por sermenos peligrosos para el medio ambiente4

/on una realidad desde hace varios aos y poco a poco empiezan a hacerse maspopulares por la crisis, alza de combustibles, abaratamiento de la tecnologa yconcienciacin ambiental4 Este motor se aplica generalmente en los vehculoshbridos, en los cuales se combinan un motor convencional con un motorel"ctrico4

En el caso de hbridos gasolina)el"ctricos, cuando el motor de combustininterna funciona, lo hace con su m'xima eficiencia4 /i se genera m's energade la necesaria, el motor el"ctrico se usa como generador y carga las baterasdel sistema4 En otras situaciones, funciona slo el motor el"ctrico,aliment'ndose de la energa guardada en la batera4

9a combinacin de un motor de combustin operando siempre a su m'ximaeficiencia, y la recuperacin de energa del frenado (7til especialmente en laciudad*, hace que estos vehculos alcancen me!ores rendimientos que losvehculos convencionales4

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Funciones de los dos motores

6abe destacar que un pequeo motor a gasolina es muy e5caz cuando circula a

una velocidad 5!a, pero carece de aceleracin4 Esto es compensado por el motor

el"ctrico que tiene buena aceleracin, pero poca duracin4

2ebido a que los fabricantes de motores hbridos buscaban ambas cosas, pensaron

en un sistema en el que el motor el"ctrico, el motor a gasolina y la recarga de la

batera se comunicaran entre s4 Esto se logr mediante un mecanismo

llamado dispositivo divisor de potencia, el verdadero cerebro de los hbridosinnovadores4

Funcionamiento de un motor hbrido

El funcionamiento consiste en que el motor el"ctrico transforma la energacin"tica en electricidad, acumulada en una batera que alimenta el motorel"ctrico cuando resulta necesario su apoyo, lo cual aporta una mayor potencia alcoche4

En un motor hbrido, una serie de engrana!es conducen a una cadena que conectaa las ruedas del auto4 En concreto, se produce una interaccin delicada entre los

engrana!es que determina cu'nto combustiblequema el coche4

6uando comienza el movimiento, el motor el"ctrico gira el engrana!e exterior, y

esto le da velocidad sin derrochar una gota de gasolina4 6uando se gana

velocidad, el motor a gasolina comienza a participar4 9os ; engrana!es del divisor

de potencia comienzan a girar y aumentan la potencia del auto4

Hay un engrana!e central que tambi"n entra en accin< est' conectado a un

generador que carga las bateras, y enva potencia extra al motor el"ctrico4

9a tecnologa de los coches hbridos incluye un monitor interno que indica

cu'l es el tipo de potencia que est' traba!ando4 El funcionamiento de los autos

el"ctricos es ideal para el 'mbito urbano, pero en carretera, el coche el"ctrico

necesitar', como mucho, un par de miles de =ilmetros para lograr una recarga

completa4

>
http://comohacerpara.com/cl9/94/combustible.htmlhttp://comohacerpara.com/cl9/94/combustible.html


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En el sector del automvil esta

de5nicin de hbrido se aplica a los motores que resultan de combinar el motor

t"rmico de combustin convencional con un motor el"ctrico4 9a 5nalidad de la

aplicacin de los motores hbridos en los automviles es reducir al mnimo el nivel

de emisiones contaminantes y el consumo de combustible, sin necesidad deconectarse a una red el"ctrica para recargarse4 Esta parece ser la apuesta y

tendencia de los constructores de automviles4En el mercado actual existen ya

varias marcas de constructores que est'n incorporando alg7n tipo de motor

hbrido en diversos prototipos y modelos de automviles, entre los que se pueden

destacar los siguientes? @udi 2A, 6hrysler 60-@2E9, 6itroBn 2CD@9-, iat

Multipla Hibrid, ord F:&&& HE, GM 0MF@6-, Mitsubishi /A @2@D6E, .enault

E.- y olvo E664

9os automviles hbridos utilizan un motor el"ctrico y uno de combustin interna4En funcin del tipo de uso para el que est'n diseados, los coches hbridospueden ser en serie o en paralelo4

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En funcin del tipo de uso para el que est'n diseados, 9a con5guracin de unvehculo hbrido depende de la disposicin de los elementos que lo componen, porlo que se pueden clasi5car en hbridos serie e hbridos en paralelo4

Hbrido en serieEn estos vehculos el motor de combustin proporciona movimiento a ungenerador que o carga las bateras o suministra la potencia directamente alsistema de propulsin (motor el"ctrico* y por lo tanto reduce la demanda a labatera4El dispositivo generador se utiliza principalmente como un ampliador deprestaciones, por lo que en la mayora de los =ilmetros se circula con lasbateras4 6uando la duracin del via!e excede a las prestaciones de la batera, eldispositivo generador se enciende4 Fara via!es m's largos, el dispositivogenerador puede ser conectado autom'ticamente cuando las bateras alcanzanun nivel predeterminado de descarga4El motor t"rmico impulsa un generador el"ctrico, normalmente un alterador

trif'sico, que recarga las bateras, una vez recti5cada la corriente, y alimenta almotor o motores el"ctricos y estos son los que impulsan al vehculo4

2ependiendo del rango de velocidades que se quieran ofrecer el dispositivogenerador debe ser mayor o menor4 En un principio se propusieron soluciones deba!o rango de velocidades, pero la tendencia hoy en da es la de ir a un rangomayor4 Esto implica sistemas de generacin mucho mayor4 9a batera sedimensiona en funcin de los picos de demanda4@s, a altas velocidades, slo parte de la energa proviene de las bateras, siendo

"stas las que suministran la potencia necesaria para aceleraciones yadelantamientos4 @ velocidad de crucero, la potencia generada en exceso seutiliza para recargar las bateras4 Este sistema resulta e5ciente si el I&J de los=ilmetros recorridos son alimentados por la energa de las bateras que se hanrecargado desde la red4 En caso contrario es difcil la !usti5cacin de este tipo depropulsin hbrida ya que la energa el"ctrica de las bateras proviene en realidadde la combustin del motor t"rmico49a principal venta!a que ofrece este diseo frente al de en KparaleloK es la de undiseo mec'nico simple4 /e dispone de un motor t"rmico diseado y optimizadopara traba!ar siempre en el mismo r"gimen de revoluciones49a desventa!a de este tipo de vehculos es que toda la energa producida por el

motor t"rmico tiene que atravesar el generador el"ctrico sufriendo muchas

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p"rdidas, debido a la transformacin de energa mec'nica a el"ctrica, y toda laenerga para la traccin tiene que pasar por el motor el"ctrico4

Hbrido en paraleloEste tipo de vehculo utiliza dos sistemas de traccin en paralelo4 /eg7n estacon5guracin ambos proveen de potencia a las ruedas de modo que los dossistemas pueden ser utilizados independientemente o simult'neamente paraobtener una potencia m'xima4@unque mec'nicamente m's comple!o, este m"todo evita las p"rdidas inherentesa la conversin de energa mec'nica en el"ctrica que se da en los hbridos enserie4 @dem's como los picos de demanda de potencia le corresponden al motor

de combustin interna, las bateras pueden ser mucho menores4El motor a gasolina entra en funcionamiento cuando el vehculo necesita m'senerga4 C al detenerse, el hbrido aprovecha la energa normalmente empleadaen frenar pararecargar su propiabatera (frenado

regenerativo*4


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6omo los patrones de uso de los automviles tienden a via!es cortos y frecuentes,un hbrido en paralelo traba!ar' la mayor parte del tiempo slo con motorel"ctrico (este funcionamiento seria el ideal, aunque la realidad demuestra queactualmente las bateras de los hbridos tienen muy poca autonoma y por lo tantoestos vehculos funcionan mayormente impulsados por el motor t"rmico*4

2entro de los vehculos hbridos KparalelosK podemos distinguir dos arquitecturas?los que usan un generador independiente para cargar las bateras, o los queaprovechan el motor el"ctrico para funcionar tambi"n como generador4

6on generador independiente? su inconveniente es que tiene mas componentes,

el generador, el conversor de corriente alterna a corriente continua y latransmisin ente el motor t"rmico y el generador por lo que ser' m's pesado ycaro4 /in embargo tiene la venta!a que el generador al estar diseado parafuncionar slo como generador, ser' m's e5ciente que el motor funcionandocomo generador4Asando el motor el"ctrico como generador? se disminuye el n7mero decomponentes, pero puede disminuir el rendimiento4El vehculo hbrido paralelo con generador independiente tambi"n se le clasi5cacomo vehculo hbrido Kparalelo)serieK4 Esta con5guracin combina las venta!as deambos sistemas y es la mas utilizada por los fabricantes de automviles como pore!emplo? -oyota en su modelo Frius4

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9os tiempos de funcionamiento del motor el"ctrico (motor* y del motor t"rmico(engine* se reparten en distinta proporcin dependiendo de la con5guracin delvehculo hbrido4 Fara verlo mas claro tenemos la gr'5ca inferior donde se ve queen el hbrido KserieK los tiempos de funcionamiento se reparten por igual al L&J,en el hbrido KparaleloK sin embargo funciona mucho mas el motor t"rmico, en el

hbrido KparaleloNserieK funciona mas tiempo el motor el"ctrico4

Tipos de motores hibrido

9os coches hbridos se consideran el sistema de transicin hacia los vehculosel"ctricos puesto que su utilizacin permite reducir las emisiones contaminantes4En la actualidad millones de coches hbridos circulan por las carreteras de todo elmundo4 9os coches hbridos ya no solo utilizan gasolina y batera el"ctrica, sinotambi"n nuevos sistemas de propulsin y si bien los automviles con motor degasolina y el"ctrico son el modelo hbrido m's conocido, ya no es el 7nico modeloposible porque los principales fabricantes investigan las posibilidades comercialesde vehculos que combinan todo tipo de sistemas de propulsin y recarga?conectables a la red, di"sel gas, aire comprimido, hidrgeno o paneles solares4 Elob!etivo es desarrollar coches menos contaminantes y con un menor consumo decombustible convencional4 Existen pues, diferentes posibilidades que a

continuacin vamos a exponer4

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oches hbridos de gasolina4 9a mayora de los hbridos se basa en un

motor de gasolina y en unas bateras que almacenan la electricidad

generada en el frenado, y que se aprovecha despu"s en alg7n momento de

la conduccin4 An sistema autom'tico decide cu'ndo utilizar una u otra

propulsin de la manera m's e5ciente4 Do obstante, los distintos

fabricantes han me!orado y diseado diferentes versiones de esta idea4 9osusuarios de estos vehculos ahorran hasta el I&J del combustible en

ciudad y ;&J en carretera4 oches hbridos conectables!9os coches hbridos conectables (FHE* se

pueden recargar de electricidad en la red, a diferencia de los hbridos

convencionales4 9os FHE tambi"n se presentan como una oportunidad

para extender las energas renovables entre los ciudadanos4 Gracias a la

tecnologa :G (vehicle to grid, coche a la red*, las bateras de estos

vehculos se podran aprovechar para almacenar la energa generada por

placas solares o un mini generador elico en el hogar de su usuario4

oches hbridos disel! 9os coches hbridos di"sel aprovechan lasventa!as con!untas del menor gasto de este tipo de motores y la propulsin

el"ctrica4 9os sistemas hbridos di"sel son m's comple!os y caros de

fabricar que los hbridos de gasolina, pero con todo y aunque el precio del

gasleo ha aumentado, el menor consumo de los motores diesel hace que

todava sean interesantes para quienes recorren muchos =ilmetros4 oches hbridos a gas4 El gas en diversas formas se utiliza como

combustible para automocin4 El gas licuado del petrleo (G9F* o autog's

es el combustible lquido alternativo m's utilizado del mundo4 Mezcla de un

&J de gas natural y un ;&J del re5no del petrleo, es menos

contaminante, m's econmico (puede ahorrar entre un >LJ y un ;&J* yseguro que la gasolina convencional4 En varios pases de Europa este

sistema mueve a millones de vehculos4 El gas natural comprimido (GD6*, o

gas natural vehicular (GD*, proporciona un ahorro medio de m's del :IJ

en ON=m respecto al gasoil, un menor mantenimiento y una mayor vida 7til

que los motores convencionales4 oches hbridos de aire comprimido! El aire comprimido permite la

fabricacin de vehculos m's sencillos y econmicos que los propulsados

por gasolina o gasoil4 9os fabricantes de vehculos de aire comprimido

estiman que los hbridos de gasolina y aire comprimido podr'n alcanzar

consumos inferiores en un tercio a sus equivalentes de gasolina4 oches hbridos de hidrgeno!9os vehculos de hidrgeno se basan en

las pilas de combustible, que utilizan el hidrgeno como sistema de

almacenamiento energ"tico puesto que, adem's de ser un elemento

abundante y limpio (no emite 6: en su utilizacin*, es el compaero

idneo de las fuentes renovables, al ser un vector que almacena y

transporta la energa4 9as pilas de combustible todava no se han

generalizado, al ser caras y necesitar mucho tiempo de recarga4 Do

obstante, la tecnologa avanza y parece cuestin de tiempo que sea una

realidad en los prximos aos4 oches hbridos solares!9os coches solares se encuentran todava en

fase de prototipo4 /in embargo, el hecho de que los paneles fotovoltaicos

sean un I& J m's baratos que hace pocos aos atr's y la investigacin en

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materiales que permiten la produccin de c"lulas solares de ba!o coste y

que incluso se pueden extender sobre cualquier super5cie a modo de

pintura, han abierto nuevos caminos a la utilizacin de los paneles solares

en los vehculos a motor como fuente energ"tica complementaria que

aadira c"lulas fotovoltaicas a los techos de vehculos hbridos4

"en t a #as $ d e sv e n t a#as d e lo s au t o s h bridos

enta!as?

@horro energ"tico4 9a e5ciencia del combustible se incrementa

notablemente y tambi"n recupera energa en las deceleraciones4

Menor ruido, menor contaminacin ac7stica4

Motor m's el'stico y de respuesta m's r'pida4

Es un I&J menos contaminante que el motor convencional4

En recorridos cortos no se utiliza el motor convencional, por lo que

"ste no traba!a en fro y me!ora su enve!ecimiento4

Mayor suavidad y facilidad de uso que un motor convencional4

Es muy difcil que se queda sin batera por de!arse algo encendido4

/e puede hacer uso por e!emplo del aireacondicionado con el motor

apagado4

2esventa!as?

An coche hbrido tiene mayor peso que un coche convencional4

-ambi"n tiene m's comple!idad y m's posibilidad de desperfectos4

-iene un precio elevado4

Do hay muchos talleres donde se les puede dar el mantenimiento

necesario4

9os recursos que son necesarios para fabricarlos son muy escasos,

como el lantano y el neodimio4

Estas exento en las pagas de impuestos al gobierno4

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http://www.monografias.com/trabajos/contamacus/contamacus.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/contamacus/contamacus.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtml


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om p o n e n t e s % el &uto Hbrid o

Motor de ombustin Interna

Es un tipo de m'quina que obtiene energa mec'nica directamente de laenerga qumica de un combustible que arde dentro de la c'mara decombustin4

Estos motores de combustin interna utilizados para la construccin de unmotor hibrido son diseados para que utilicen su m'xima e5ciencia

'ateras

9as bateras en un auto hbrido son la fuente de energa del motor el"ctrico4@ diferencia de la gasolina en el tanque de combustible, que solo puedeproveer de energa al motor a gasolina, el motor el"ctrico en el auto hbridopuede suministrar energa a las bateras, as como obtenerla de estas4

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2ebido a la recarga de las bateras por parte del motor de combustin,necesita menos bateras que un vehculo solamente el"ctrico, sin embargolas bateras utilizadas son del mismo tipo4

9as 1ateras son de alta capacidad para almacenar energa el"ctrica comopara mover el vehculo4

6uenta con una 1atera inercial que permite recuperar la energadesprendida en la frenada4 9as bateras no se cargan ba!o picos de energacortos y muy altos, as que acelerar un volante de inercia y luego utilizar esaenerga cin"tica para ir cargando lentamente dichas bateras se per5lacomo una buena opcin4

Motor (lctrico@ntes de los hbridos, los motores el"ctricos se utilizaban normalmente

para alimentar pequeos dispositivos tales como? ventiladores,

computadoras e impresoras4 @ trav"s de lo que se conoce como

Kfrenado regenerativoK, el frenado y la aceleracin crea un 8u!oconstante de energa4 6on la ayuda de las ruedas del vehculo, el motor

funciona como un generador, y la energa que normalmente se pierde

en el frenado y marcha libre se aprovecha4

)enerador

Es parecido a un motor el"ctrico, pero este slo traba!a para producirenerga el"ctrica4 /e usa m's en vehculos hbridos que tienen con5guracinen serie4 /e puede usar un generador de corriente continua (dnamo* o unode alterna4 9o m's normal es usar un generador de alterna ya que aunquecon el de continua no habra que recti5car la corriente los de alterna son

m's robustos4

2entro de los de corriente alterna lo m's com7n es usar un generadorsncrono, llamado normalmente alternador4 -ambi"n se pueden usaralternadores de imanes permanentes con lo que necesita escobillas pero nose puede controlar la excitacin

onvertidor

Es una batera muy pequea que alimenta, a una tensin ba!a y pocopeligrosa (#: 4*, luces, limpiaparabrisas, etc4, mediante un convertidor

electrnico a transistores4

argador

-ransforma la corriente alterna de ::& voltios obtenida en las tomas encorriente continua a la tensin determinada4 Hacen falta dos conversores,uno para convertir la electricidad alterna proveniente del alternador encorriente continua que pueda cargar la batera y otro que adapte la salidade las bateras al motor el"ctrico4 Existir' otro para controlar el campo deexcitacin del alternador y si el motor que se usa es de comente continuacon excitacin independiente tambi"n necesitar' controlar su campo

de excitacin4

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"ariador

-oma energa de la batera y la inyecta en el motor en funcin de laposicin del acelerador4 Es decir, que transforma corriente continua

procedente de la batera en alterna variable4 /era comparable con labomba de inyeccin de un motor de explosin4En corriente alterna, la velocidad dada por un motor trif'sico de un tipo

de !aula deardilla, es fi!a y no tiene posibilidad devariacin4/olamente variando la frecuencia de alimentacin al motor, se consiguevariar la velocidad49a tensin y la frecuencia varan siempre en igualproporcin49o importante en estos variadores de frecuencia es el de conseguir unamodulacin senoidal de la corriente que alimenta el motor para que puedadar el m's elevado par nominal4

Transmisin

9a transmisin en un automvil hbrido cumple la misma funcin b'sicaque en un auto convencional4 El sistema depende de cada vehculo4/i se usa un solo motor el"ctrico hace falta diferencial para compensar ladiferencia de velocidad lineal de las ruedas en las curvas, pero si se usandos motores o incluso cuatro, uno en cada rueda, no hace falta diferencialcon lo que se simplifica la parte mec'nica pero se complica el control4

&plicacin )eneral9os motores hbridos siempre fueron de la mano de la industriaautomotriz, pero eso no quiere decir que sea su 7nica utilidad, ya que enla actualidad son utilizados para embarcaciones, montacargas, carros degolf y hasta aviones4 E!emplos de algunos medios de transporte?P-oyota Frius , siendo el hibrido m's vendido en la historiaP-oyota Hybrid, este contiene un motor el"ctrico y uno dieselPGreenline >> Hybrid, es una marca de Cates de lu!o que son en su mayorahibridos4P2iamond 2@>P@utobuses4

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onclusiones:P9a tecnologa hbrida, que con!uga lo me!or de ambos mundos (capacidadel"ctrica de desplazamiento y alta e5ciencia del motor de gasolina !untocon recuperacin energ"tica en las frenadas*, est' contribuyendo a resolvereste dilema4 /u capacidad de maximizar las venta!as de diferentesopciones tecnolgicas y de combustible convierte a la hibridacin en unat"cnica fundamental en el proceso de los mecanismos de propulsin

alternativa en la industria automovilstica4

P 2espu"s de este balance, podemos considerar a los autos hbridos una+tecnologa en transicin3, el primer paso hacia los verdaderos automvilesdel futuro, que hipot"ticamente tendr'n un mnimo impacto ambiental,desde su produccin hasta la disposicin final de sus componentes< susmotores ser'n #&&J eficientes, con suministro el"ctrico, alimentado porceldas de combustible y con emisiones nulas a la atmsfera4

P9a b7squeda tecnolgica de vehculos verdaderamente sustentables abrenuevas oportunidades de negocio y dos importantes ramas deinvestigacin? por un lado la produccin de bateras m's eficientes y porotro, la generacin de combustibles m's limpios? aire comprimido,biocombustibles, celdas de hidrgeno o energa solar4 Estas tecnologas

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est'n actualmente frenadas o en lento crecimiento debido al granfinanciamiento que requieren, el cual debera ser absorbido por compaasprivadas y gobiernos en con!unto, no por los consumidoresKvanguardistasK o los engaados por la publicidad4

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