Comparativa lámparas LED chinas SMD 5730 con LFC e incandescencia


Si buscas lámparas LED en vendedores chinos internacionales de AliExpress, Ebay o similar, vas a encontrar una variedad de lámparas LED muy baratas a que integran el LED SMD 5730.

Esta familia de lámparas LED está formado por un “racimo” con un número variable de LED SMD 5730. Las dimensiones y características de la lámpara dependen del número de LED montados. Los precios varían de 1.20 a 1.70€ según potencia.

Encontramos modelos con casquillo E27 o E14. Aunque no tiene ningún efecto en las características técnicas de la lámpara, lógicamente tendremos que adquirir la lámpara adecuada para nuestra luminaria.

Sin embargo, las especificaciones técnicas que dan los vendedores chinos son bastante poco fiables (por decirlo suavemente). Así que nos surgen muchas dudas respecto a estas lámparas.

Estas lámparas ¿Son realmente eficientes? ¿Estamos tirando el dinero? ¿Es mejor comprar una lámpara LED de un fabricante conocido? Incluso cabe preguntar ¿Son mejores las lámparas de fluorescencia compacta? ¿Merece la pena sustituirlas?

Y ante tanta pregunta, me ha apetecido realizar un ensayo para comprobar realmente si estas lámparas tan baratas merecen la pena, o si sus características y eficiencia son tan malas que no merece la pena comprarlas.

Así que en esta entrada vamos a comprar distintos modelos de lámparas LED SMD 5730 chinas, frente a distintos tipos de lámparas de incandesdencia y de fluorescencia compacta (LFC).

LED SMD 5730

En primer lugar, vamos a ver las características técnicas del SMD 5730, extraídas de su DataSheet.

Dimensiones5.7 x 3.0 x 1.0 mm
Tensión alimentación3,1-4V
Corriente máxima150mA
Flujo luminoso35-55 lm
Potencia0,53W
Ángulo120º

Parámetros del ensayo

Dentro de que este ensayo es totalmente casero, para que por lo menos sea útil vamos a intentar dotarle de cierta rigurosidad, dentro de los medios técnicos que tengo a mi alcance. Por tanto, en primer lugar, vamos a exponer los parámetros del ensayo.

Lámparas ensayadas

Para el ensayo tenemos varios modelos de lámparas LED SMD 5730 que he comprado para el ensayo, con distinto número de LED y todas de color blanco.

Para comparar, tenemos diversos tipos de lámparas de incandescencia y fluorescencia compacta. Básicamente, todo lo que he podido pillar por casa, y que no estuviera muy viejo para evitar degradaciones en el comportamiento.

Lógicamente, ya sabemos que las lámparas de incandescencia van a dar muy malos resultados. Pero nos sirve como referencia de comparación o “patrón de control”. No en vano, los propios fabricantes de lámparas siempre comparan la eficiencia con la equivalente en incandescencia, no entre ellas.

Mucho más interesante va a ser la comparación con fluorescencia compacta. En teoría, los resultados de eficiencia lumínica deberían estar en el orden de magnitud de una lámpara LED. Frente a una lámpara LED de calidad es previsible que la LFC salga perdiendo, pero ¿y ante estas lámparas LED SMD 5730 baratas?

Las lámparas que vamos a probar son, de arriba abajo, e izquierda a derecha.

Incandescencia

  • Lámpara incandescencia esférica de 60W
  • Lámpara incandescencia esférica de 40W
  • Lámpara incandescencia spot de 60W

Fluorescencia compacta

  • Lámpara LFC Doble tubo 15W
  • Lámpara LFC Triple Tubo 21W
  • Lámpara LFC Triple Tubo 20W
  • Lámpara LFC Triple Tubo 11W
  • Lámpara LFC Espiral 22W
  • Lámpara LFC Espiral 20W

Lámpara LED SMD 5730

  • Lámpara LED 108 SMD (¿11W?)
  • Lámpara LED 80 SMD (¿9W?)
  • Lámpara LED 69 SMD (¿7W?)
  • Lámpara LED 48 SMD (¿5W?)
  • Lámpara LED 24 SMD (¿3W?)

Los datos de potencia nominal de las lámparas de Incandescencia y fluorescencia compacta están impresos en la propia lámpara, por lo que aquí no hay duda respecto a las especificaciones del fabricante.

Sin embargo, las lámparas LED SMD 5730 chinas no tienen ninguna referencia de potencia ni en la lámpara ni en la caja. La única referencia que tenemos es en las páginas de los vendedores, y vemos muchas discrepancias.

Las potencias que figuran en el listado anterior (por eso aparecen entre ¿?) son las más “razonables” de los varios anuncios que hemos visto. Pero también encontramos que otros vendedores ponen potencias muy superiores para las mismas lámparas (ver siguiente imagen) Discutiremos sobre esto más adelante.

Por otro lado, hay que decir que las lámparas de 24SMD, 48SMD, y 69SMD son de un vendedor, y las de 80SMD y 108SMD de otro. Externamente parecen de la misma gama, pero no puedo garantizar que internamente sean idénticas.

Medición eléctrica

Para la medición eléctrica voy a usar un medidor de potencia eléctrica KETOTEK, un dispositivo que normalmente se instala en un carril DIN y que permite medir la corriente eléctrica, el voltaje, la potencia real y aparente, y el coseno de Phi.

Para la medición le he acoplado dos casquillos E14 y E27, porque tengo lámparas con ambos tipos de casquillos. El casquillo debería ser totalmente independiente del comportamiento de la lámpara.

El montaje queda así.

Por otro lado, voy a usar un sensor de corriente no invasivo SCT-013 conectado con un Arduino. El motivo es que quiero tener una segunda medición del consumo eléctrico, ya que el medidor de corriente no está pensado para cargas tan pequeñas. Y, por otro lado, porque quiero aprovechar para comprobar la precisión del SCT-013.

Medición lumínica

Para una caracterización de las lámparas deberíamos medir los lúmenes emitidos por la lámpara. Lamentablemente, no tengo una esfera integradora en mi salón, así que nos vamos a tener que conformar con medir los luxes.

Por tanto, las mediciones de iluminación no van a ser absolutas si no cuantitativas. Es decir, nos van a servir para comparar las lámparas entre sí, pero el propio valor númerico no tiene un significado físico más allá de este ensayo.

Para la medición he colocado dos sillas con un travesaño en sobre ellas. En mitad del travesaño de madera tengo un gancho, que me servirá para poner las lámparas siempre en el mismo punto. La distancia del extremo inferior del casquillo al suelo son 700mm.

Durante los cambios de lámpara vamos a mantener fija la posición del casquillo. Dado que las lámparas tienen longitudes diferentes, el centro lumínico de la lámpara variará respecto al sensor.

Mantener el casquillo, en lugar del centro de la lámpara, se ha hecho así porque, en la realidad, al cambiar una lámpara lo que mantenemos inmóvil es el casquillo o la luminaria. No obstante, en la realidad, la distancia también suele ser mayor a 700mm, por lo que el efecto de la longitud de la lámpara puede tener menor influencia que en este ensayo.

El ensayo se ha hecho de noche y en ausencia de cualquier otra fuente de luz. Por otro lado, las lámparas se encuentran alejadas de pareces y techo, para que los rebotes de luz del entorno tengan una influencia mínima, y los luxes que medidos caractericen lo mejor posible a la lámpara, y no a la sala.

Como luxómetro voy a emplear un BH1750 conectado a Arduino y a un ordenador.

Por otro lado, dado que las lámparas tienen distinta distribución en función del ángulo, voy a realizar la medición a 0º (frontal a la lámpara) y a 90º (transversal a la lámpara).

Para evitar mover el luxómetro y que se modifique su posición, primero vamos a realizar todas las mediciones a 0º y después a 90º. De esta forma podemos mantener el sensor fijo durante cada serie de mediciones.

  • En la ubicación a 0º el sensor esta simplemente puesto en el suelo
  • En la ubicación a 90º el sensor está pegado a una de las sillas.

En ambas orientaciones, he intentado mantener la distancia al luxómetro a 700mm. No obstante, dado el cambio de condiciones (ubicación del sensor y su entorno), no será totalmente correcto comparar los valores de luxes a 0º y 90º. No obstante, repito que he intentado que ser lo más preciso posible, para que sean comparables.

Cada montaje se registra durante 10 min y el valor final de la medición es la media de los últimos 20 segundos de la medición. Se ha hecho así dado que las lámparas de fluorescencia aumentan su luminosidad con el tiempo, hasta alcanzar un valor estable. Por el contrario, las lámparas LED disminuyen levemente su luminosidad con el tiempo, debido al incremento de la temperatura.

No obstante, es posible que transcurridos 10 min las lámparas LFC pudieran aumentar aún más su valor. En cualquier caso, a los 10 minutos el valor observado permanecía estable. Aunque es posible que en un funcionamiento en continuo durante varias horas LFC incrementaran más su nivel de luminosidad considero que,

  • El incremento restante debería ser bastante pequeño.
  • La posible “penalización” no parece demasiado injusta, dado que en muchas ocasiones encendemos la luz para menos de 10 minutos. Si te cuesta 2 horas alcanzar la iluminación nominal, te “mereces” que te penalicen un poco.
  • No puedo probar ocho lámparas durante varias horas, en dos ángulos distintos, porque… necesito usar mi salón y tengo vida y eso.

Resultados

Lámparas de incandescencia

Como hemos dicho, las lámparas de incandescencia van a ser nuestro “patrón de control”. Ya sabemos que las lámparas de incandescencia son ineficientes y no deberíamos usarlas, pero nos van a servir para comparar con el resto.

Estas son las mediciones eléctricas,

LámparaNominalVAWCosPhiSCT013
Esferica40W36361,0036
Esferica60W56561,0054
Spot60W54541,0052,8

Vemos que el coseno de Phi es 1. Por tanto, la potencia aparente (VA) y la potencia activa (W) coinciden. Por otro lado, los valores medidos se aproximan bastante a las potencias nominales marcadas por el fabricante.

Finalmente, la medición con el STC-013 se también se aproxima bastante a lo registrado por el medidor de potencia.

En cuanto a iluminación, aquí tenemos los valores,

LámparaNominalLuxes 0ºLuxes 90º
Esferica40W92,00122,00
Esferica60W147,00206,00
Spot60W1200,0043,00

En las lámparas esféricas los luxes a 0º y 90º son del mismo orden de magnitud, mientras que en la de tipo Spot, lógicamente, la mayor parte de luz está dirigida hacia el frente.

En cuanto a la eficiencia resulta lo siguiente.

LámparaNominalLux0º/WLux90º/W
Esferica40W2,563,39
Esferica60W2,633,68
Spot60W22,220,80

Estos valores se tomarán como referencia para comparar con las lámparas LFC y LED SMD 5730.

Pero vuelvo a recordar que las medidas de Luxes/W son magnitudes cuantitativas, válidas para comparar en este ensayo. Pero fuera del ensayo (o si modificáramos cualquier elemento del montaje) el número deja de tener un significado.

Más allá de las mediciones, las lámparas se calientan hasta el punto de quemar al tacto a los pocos segundos de estar conectadas. ¡Todo un despilfarro de energía!

Lámparas de fluorescencia compacta

A continuación, tenemos las mediciones eléctricas para las lámparas de fluorescencia compacta.

LámparaNominalVAWCosPhiSCT013
3 tubos21W29140,5216,4
3 tubos20W23110,5013
3 tubos11W1560,408,2
2 tubos15W23110,4813,7
Espiral20W1570,479,8
Espiral22W22110,5012,5

Es bastante interesante. En primer lugar, y curiosamente, las lámparas no cumplen las especificaciones de potencia nominal del fabricante ni por casualidad, pese a ser lámparas de marcas reconocidas (¡estas no son chinas!). Esperaba más rigurosidad en cuanto al valor nominal.

Por otro lado, y como era de esperar, tenemos un coseno de phi muy bajo, en torno al 0.5. Esto hace que la potencia activa (W) absorbida sea en torno a la mitad que la potencia aparente (VA)

Por su parte, el STC-013 parece tener desviaciones respecto a la potencia activa. La medición que obtengo es algo superior. En principio, diría que el coseno de phi está originando la desviación. Me lo apunto como punto a considerar en posteriores calibraciones del STC-013.

En cuanto a la iluminación, estos son los valores registrados,

LámparaNominalLuxes 0ºLuxes 90º
3 tubos21W140394
3 tubos20W135323
3 tubos11W70198
2 tubos15W59215
Espiral20W82147
Espiral22W143157

Que en términos de eficiencia se convierten en lo siguiente,

LámparaNominalLux0º/VALux90º/VA%(VA)/incand
3 tubos21W4,8313,59388%
3 tubos20W5,8714,04401%
3 tubos11W4,6713,20377%
2 tubos15W2,579,35267%
Espiral20W5,479,80280%
Espiral22W6,507,14204%

Y ahora viene una parte muy interesante. Respecto a la potencia aparente, las lámparas de fluorescencia compacta son entre 2-4 veces más eficientes que las incandescentes.

Sin embargo, la mayoría de usuarios domésticos (no así los consumidores industriales) pagamos por potencia activa (W) y no por potencia aparente (VA), mientras no nos pasemos de un factor de potencia de 0.9, momento en el que nos empiezan cobran un recargo por consumo de reactiva.

Respecto a la potencia activa, la eficiencia es de 4-9 veces la de una lámpara de incandescencia.

LámparaNominalLux0º/WLux90º/W%(W)/incan.
3 tubos21W10,0028,14804%
3 tubos20W12,2729,36839%
3 tubos11W11,6733,00943%
2 tubos15W5,3619,55558%
Espiral20W11,7121,00600%
Espiral22W13,0014,27408%

Es decir, el hecho de que la lámpara este consumiendo energía reactiva, a efectos prácticos para nosotros, está “mejorando” la eficiencia de la lámpara, porque un consumidor doméstico no paga por VA si no por W.

Con esto no estamos diciendo que consumir un poco de energía reactiva sea bueno. De hecho, deberíamos tener la instalación compensada por una cuestión de “higiene” eléctrica.

Pero lo cierto es que, en este caso, nos está saliendo más barato porque la potencia en W es la mitad que en VA. (siempre que no lleguemos a la penalización del 0.9, lo cual no debería pasar si las únicas cargas inductivas no compensadas que tenemos son una cantidad razonable de lámparas de fluorescencia compacta).

Lámparas LED SMD 5730

Por fin llegamos a las lámparas SMD5730. Estas son las mediciones eléctricas,

LámparaNominalWVACosPhiSCT013
24 smd3W660,007
48 smd5W440,005.18
69 smd7W440,254.65
80 smd9W990,008.8
108 smd11W11110,0911

Que también son muy interesantes. En principio vemos que la potencia nominal no coincide con la medición, y eso que los valores los hemos cogido del vendedor que tenía “más sentido”.

Ni que decir que otros vendedores, que para las mismas lámparas están dando, por ejemplo, 20W para la de 69SMD, y 30W para la de 108SMD, no tienen ningún sentido y directamente podemos afirmar que nos están mintiendo.

Entiendo que algunos vendedores chinos falsean las potencias aumentándolas para que creamos que son más potente, llegando hasta el punto del absurdo (como decir que una pequeña lámpara LED de 1.5€ da 30W, cuando en realidad consume 9W).

De esta forma actúan como reclamo “engaña bobos”, porque algún comprador piensa que está comprando una lámpara, por ejemplo, de 15W LED, y por tanto “va a dar mucha luz”. Lógicamente, luego vemos comentarios con quejas del tipo “esta lámpara de 10W da mucho menos potencia que otra que he comprado de 10W”. Claro, porque la lámpara china en realidad consume 4W.

Lo realmente absurdo es que, si me compro una lámpara LED es, precisamente, para que consuma poco. Sin embargo, el vendedor te está diciendo que consume más energía de la que consume realmente. En realidad, si el nivel de luz es aceptable, cuanta menos energía absorba mejor.

Es decir, yo cambio una lámpara por una de estas lámparas LED chinas, y el nivel de luz que da me parece adecuado. El vendedor dice que consume 20W. Si luego mido y realmente consume 6W… ¡Pues mucho mejor! De forma que algunos vendedores están tirando piedras a su propio tejado.

Dejando el tema de las potencias nominales, y el sinsentido de algún que otro vendedor chino, otro punto interesante es que, el coseno de phi que me está dando el medidor de energía es 0. Eso es imposible, dado que estaría absorbiendo una cantidad infinita de amperios de la red (y el mundo hubiera explotado en plan Big Bang).

La lógica conclusión es el driver electrónico de la lámpara tiene algún tipo de fuente conmutada que está introduciendo armónicos, y provoca que el medidor de corriente sea incapaz de calcular correctamente el coseno de phi.

Lamentablemente, en el momento de realizar el experimento no tenía en casa los medios adecuados para medir los armónicos, por lo que nos vamos a quedar con las ganas de ver la forma de la onda absorbida por las lámparas LED.

Lo que si sabemos seguro es que introducir armónicos no es algo positivo para la red eléctrica. No obstante, dado el pequeño consumo de las lámparas, tampoco parece algo especialmente preocupante (en tu casa tienes muchos elementos de mayor potencia que también tienen este comportamiento).

Por otro lado, las mediciones del STC-013 si vuelven a ser muy similares a la obtenidas con el medidor de consumo eléctrico. Es un alivio, ya que valida en cierta forma la medición obtenida, de la que podríamos desconfiar por haber obtenido el coseno de phi de 0.

Otra cosa curiosa, la lámpara de 24SMD consume más que las de 48SMD y 69SMD. Está claro que el fabricante está jugando con la regulación electrónica de los distintos modelos de lámpara, y en este caso la lámpara de 24SMD está más forzada que las de mayor número de LED SMD 5730, porque de lo contrario apenas daría luz.

Vamos ahora con las mediciones de luminosidad,

LámparaLuxes 0ºLuxes 90º
24 smd6272
48 smd80138
69 smd77160
80 smd70170
108 smd130175

Y las medidas de eficiencia

LámparaLux0º/WLux90º/W%/incan.
24 smd10,3312,00343%
48 smd20,0034,50986%
69 smd19,2540,001143%
80 smd7,7818,89540%
108 smd11,8215,91455%

Como intuíamos la lámpara de 24SMD tiene una eficiencia muy baja y aun así da muy poca luz. Sin embargo, los modelos de 48SMD y 69SMD tienen una eficiencia realmente buena. Por su parte, las de 80SMD y 108SMD son algo peores.

Desconozco si la bajada de eficiencia de los modelos de 80SMD y 108SMD respecto a las de 48SMD y 69SMD son porque son de otro vendedor. Externamente, desde luego, parecen similares. Puede que sea nuevamente por ajuste de la electrónica interna, como ya hemos visto en el modelo de 24SMD.

Sería interesante tener más modelos de lámparas de más fabricantes. Pero lo siento, no puedo comprarme todas las lámparas de AliExpress para medirlas.

Ahora vamos a comparar los valores medidos con los valores nominales de los LED SMD 5730,

LámparaMax. Pot.% Pot.W/LEDLux0º/LEDLux90º/LED
24 smd12,4848,1%0,252,583,00
48 smd24,9616,0%0,081,672,88
69 smd35,8811,1%0,061,122,32
80 smd41,621,6%0,110,882,13
108 smd56,1619,6%0,101,201,62

Como ya nos intuíamos cada lámpara está en un punto trabajo distinto, que depende de la regulación electrónica que haga el fabricante en cada modelo.

En el modelo de 24SMD los LED SMD 5730 están trabajando al 48% de su potencia nominal. Por su parte, las lámparas de 48SMD y 69SMD, que son las que mejor comportamiento presentan están, respectivamente, al 16% y 11% de su potencia nominal. Los modelos superiores, de 80SMD y 108SMD están dando un 20% de su potencia nominal.

El mayor consumo de potencia relativo de las lámparas de 80SMD y 108SMD se traduce en una potencia absorbida muy superior (9 y 11W) respecto a las de 48SMD y 69SMD (4W en ambos casos). Sin embargo, el mayor consumo energético se traduce en un incremento muy leve de la iluminación.

En cuanto a apreciación personal, a simple vista, las lámparas de 24SMD e, incluso, la de 48SMD dan muy poca luz y realmente no son muy utilizables.

Por contra, las lámparas de 69SMD y 80SMD dan una luz muy aceptable, algo que podríamos clasificar como “normal” (lo que podríamos esperar en una lámpara).

Por contra, la de 108SMD es bastante decepcionante, y apenas se nota diferencia respecto a la de 80SMD. No parece que tenga sentido comprar lámparas de más de 80SMD, porque tienen un mayor consumo energético, y no está compensado en un incremento equivalente de la iluminación.

Conclusiones

Después de tanta medición, tabla y análisis, toca extraer unas conclusiones. Que no es fácil, ya que hemos visto que intervienen muchos factores. Pero, a modo resumen:

  • Nuevamente repetir, las lámparas de incandescencia están descartadas. Si aún tenéis lámparas de incandescencia deberías cambiarlas inmediatamente.
  • No hay que creerse las potencias que ponen los vendedores chinos ni remotamente. Algunos se acercan, pero otros hinchan las potencias para parecer que dan más luz. Aunque en realidad esto no tenga sentido, y precisamente es más interesante que consuman menos energía.
  • Curiosamente, las de fluorescencia compacta tampoco han mostrado mucho rigor en el cumplimiento de la potencia nominal.
  • El coseno de phi de 0.5 de las lámparas de fluorescencia compacta contribuye a que el cálculo de la eficiencia sea más favorable para ellas, ya que el usuario doméstico no paga por potencia aparente (VA) si no por potencia activa (W). Sin embargo, esto NO significa que absorber potencia reactiva sea algo positivo, pero económicamente nos está beneficiando.
  • Los fabricantes chinos juegan con la electrónica para llevar los LED SMD 5730 que los forman a distintos puntos de trabajo. Los LED están muy por debajo de su solicitud máxima, lo cual seguramente sea positivo para su vida útil.
  • Como resultado de la electrónica interna, las lámparas LED están generando armónicos lo cual, si bien puede no ser preocupante dado el bajo consumo, no es positivo para la red eléctrica.
  • En general, el resultado de las lámparas LED SMD 5730 chinas es bastante mejor de lo que esperaba.
  • Quitando el modelo de 24 SMD, que es ridículamente pequeño, las lámparas LED SMD 5730 analizadas son superiores a todos los modeles de LFC analizadas en cuanto a potencia aparente. Incluso son equiparables cuando se compara con el consumo en potencia activa.
  • En particular, los modelos de 48SMD, 80SMD y, muy especialmente, el de 69SMD son muy buenas.
  • No encuentro una ventaja a comprar los modelos de 108SMD en adelante. La luz no es muy superior a las de 69SMD y 80SMD, y el consumo eléctrico si es superior.
  • Obviando la eficiencia energética, en cuanto a valores absolutos de iluminación las lámparas LFC pueden llegar a dar mucha más luz. Es decir, si tenemos una estancia con escasez de puntos de luz, una única lámpara LFC de gran potencia puede darnos mucha más luz que una lámpara LED (aunque también consumirá mucho más).
  • Las lámparas LED se encienden instantáneamente, mientras que las LFC necesitan un tiempo para alcanzar un régimen estacionario. Esto es una ventaja cuando las lámparas vayan a estar encendidas poco tiempo (ejemplo típico, en un pasillo).

En general, estoy sorprendentemente contento con la compra. El modelo de 69SMD es un “todo terreno” que da muy buena luz y tiene una eficiencia energética impresionante. La de 80SMD me da la sensación de dar más luz, pero ver que consume más del doble que la de 69 SMD me hace arrepentirme un poco de haberlas comprado. El resto de modelos no les veo utilidad.

Desde luego, si tenéis lámparas de incandescencia podéis sustituirlas sin ningún problema por este tipo de lámparas. Ahorraréis desde el minuto 0, y al coste que tienen, la amortización es rápida.

Si tenéis fluorescencia compacta la decisión es algo más compleja. En general, también puede ser recomendable sustituirlas por lámparas LED SMD 5730. No obstante, lo más inteligente es esperar a que se funda la FLD, y después sustituirla por una LED.

También hay que tener en cuenta que, seguramente, las lámparas LED os van a dar menos luz que las LFC que tengáis. En algunas estancias esto no va a suponer un problema, pero hay que tenerlo en cuenta.

Además, hemos visto que algunas LFC dan mucha luz (también consumen mucho más). Si en una estancia tenéis pocos puntos de luz (ejemplo, un sótano con una única bombilla LFC de gran potencia) puede que el cambio por LED sea insuficiente, y tengáis que plantearos poner más puntos de luz.

Finalmente, nos queda la gran incógnita de la vida útil de las lámparas, cosa que lógicamente no puedo medir (porque mi mujer se enfadaría si tengo dos sillas con bombillas encendidas en el salón 50.000 horas). Pero, dado que los SMD 5730 están bastante alejados de su potencia nominal, es posible que realmente tengan una vida útil aceptable.

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