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Descripción general de ONE Aquaculture Systems

Objetivos y descripción general

EL OBJETIVO INICIAL del Proyecto del Sistema Optimizado de Exportación de Nutrientes (en adelante, "UN Proyecto") fue el desarrollo de un sistema de acuicultura terrestre escalable, de contención cerrada, que utiliza medios patentados e innovadores para lograr una reducción completa de los desechos que es el resultado del aporte de nutrientes (alimentación, actividad metabólica de la cohorte y microorganismos residentes), con: rendimiento suficiente para justificar la inversión inicial y continua en recursos temporales y monetarios asociados con la instalación y operación del sistema, respectivamente; los requisitos de espacio que están dictados principalmente por el espacio físico que ocupa la cohorte (en contraposición a dedicar la cantidad mucho mayor de espacio asociado con la filtración, en relación con el que ocupa la cohorte, en los sistemas convencionales de contención cerrada); requisitos operativos que requieren solo una formación modesta y que pueden ser llevados a cabo según sea necesario por personas sin ninguna educación formal; utiliza energía 100% renovable; es capaz de expandirse para criar organismos alimentarios para la cohorte a lo largo de todo el curso de la cría; evita el uso de biocidas convencionales para controlar los organismos percibidos como dañinos para la cohorte; está dentro de los medios monetarios de los agricultores independientes y / o cooperativas, estén o no subvencionados por incentivos gubernamentales. Inicialmente, se pronosticó un retorno de la inversión del 100% dentro de un período operativo de 2 a 5 años, dependiendo del valor de mercado de la cohorte que se aumente.

El objetivo secundario del Proyecto ONE era: fabricar sistemas completos y todos los componentes utilizados en la construcción y operación de ONE Systems; prestar el servicio de instalación de ONE Systems y monitorizarlos de forma remota; la formación (in situ o remota) de los cuidadores de ONE System disponible a escala mundial. Los propietarios potenciales de ONE Systems incluyen, entre otros:

  • Individuos y comunidades rurales con necesidades alimentarias que no pueden satisfacerse sin dañar su medio ambiente local a través de prácticas de pesca convencionales;

  • Minoristas de productos del mar de origen ético;

  • Organizaciones de investigación;

  • Criaderos operados para la cría de especies de peces de caza para la pesca recreativa;

  • Criaderos financiados por el estado y / o el gobierno federal para la preservación de especies;

  • Acuicultores comerciales que deseen criar organismos para su venta a terceros.


El diseño básico del sistema ONE es adecuado para aumentar todas las etapas de la vida de:

  • Pez de aleta

  • Invertebrados móviles, que incluyen, entre otros:

  • Crustáceos

  • Ctenóforos

  • Equinodermos

  • Gasterópodos

  • Medusozoos

  • Invertebrados sésiles, incluidos, entre otros:

  • Bivalvos

  • Cnidarios

  • Poriferans

  • Tunicados

  • Plantas acuáticas, macroalgas (incluidas las algas marinas) y microalgas

  • Plancton, para la alimentación del ganado, la industria de la salud, la producción de biocombustibles y la investigación.


Los diseños de ONE System pueden modificarse para adaptarse a los requisitos únicos de ciertos organismos, como los medusozoos.

El diseño fundamental del ONE System incorpora una infraestructura única que mitiga la agresión asociada con la competencia de recursos en los peces, aprovechando las tendencias de comportamiento instintivas y, al mismo tiempo, mejorando el rendimiento y mejorando las tasas de absorción de nutrientes. Este beneficio se obtiene sin la necesidad de exponer a la cohorte a sustancias químicas que alteran el estado de ánimo.

Captiv8 Aquaculture es único en el sentido de que toda la fabricación de equipos y la combinación de compuestos iónicos y biológicos empleados para mantener los valores de los parámetros críticos dentro de los rangos apropiados para la cohorte se realiza internamente, por nuestro propio personal, en nuestras propias instalaciones. Los componentes eléctricos y ciertos materiales de construcción provienen de socios industriales específicos con las calificaciones más altas en cuanto a rendimiento del producto, calidad y satisfacción del cliente. El sistema ONE puede considerarse un paquete verdaderamente completo, esencialmente "llave en mano", diseñado para llevar el éxito a los cuidadores de cualquier nivel de experiencia.

Orígenes del concepto

El concepto del Sistema ONE nació del deseo de presentar a los groenlandeses una alternativa aceptable (e incluso deseable) a la captura de salmón del Atlántico salvaje, cuyo impacto se asocia con una disminución significativa en la fuerza de la población de salmón del Atlántico salvaje que deriva en gran parte de las poblaciones de América del Norte. El diseño tiene aplicaciones comerciales y de conservación, que van desde la cría de diversos organismos acuáticos para el consumo y la producción de biocombustibles hasta el mantenimiento a largo plazo de especies acuáticas con estado de conservación de la UICN Amenazadas. Solo en los Estados Unidos, esto comprendería una larga lista de salmónidos de importancia recreativa.

El diseño del ONE System es tal que una pequeña inversión producirá una cosecha abundante cuando se gestiona adecuadamente y evita varios problemas asociados con el diseño de un sistema de acuicultura de contención cerrada convencional:

  • Diseño complejo y uso de equipos especiales, que solo pueden ser instalados y administrados por técnicos capacitados o por acuicultores o investigadores experimentados;

  • Relación sesgada del volumen del sistema dedicado a la filtración, en oposición a que la gran mayoría del volumen del sistema se inclina hacia el espacio de crecimiento de la cohorte;

  • Costo de diseño e instalación de las instalaciones *;

  • Requerimientos masivos de energía *;

  • Inflexibilidad del diseño del sistema una vez que un proyecto ha comenzado la construcción u operación.

* Con respecto a las proyecciones operativas y de rendimiento basadas en el diseño de ONE System.

En resumen, el diseño del sistema ONE logra dos objetivos del inventor: proporciona una solución a los groenlandeses y elimina los diseños obsoletos y los requisitos operativos de los sistemas de acuicultura de contención cerrada convencionales. Lo primero es necesario porque los pescadores nativos de Groenlandia aparentemente ya no están interesados ​​en recibir propuestas de ONG para limitar su captura de salmón; más bien, los pescadores han expresado una profunda frustración y, en algunos casos, resentimiento hacia los forasteros que intentan dictar su captura de salmón, ya sea mediante la sugerencia de una obligación moral o una compensación monetaria. El último aspecto del diseño del sistema es necesario porque los diseños convencionales de sistemas de acuicultura de contención cerrada dependen de inversiones monetarias muy superiores a lo que está dentro de los medios de la mayoría de los individuos o incluso de las comunidades (de ahí la implementación de tales sistemas, casi sin exclusión, por parte de la acuicultura comercial). empresas y / o grupos de inversionistas) en países desarrollados, mucho menos en países en desarrollo, y además requiere un espacio y energía considerables para lograr un rendimiento moderado (generalmente, los sistemas convencionales operan con pérdidas durante varios años antes de obtener ganancias, mientras que El diseño de ONE System puede generar ganancias con la primera cosecha si la cohorte se maneja adecuadamente). Ambos aspectos del diseño del Sistema ONE permiten a los groenlandeses criar sus propios salmónidos a perpetuidad y se analizan (en orden inverso) con mayor detalle a continuación con referencia tanto a este ángulo del proyecto como a otras consideraciones comerciales.

Sistemas tradicionales de filtración de acuicultura de contención cerrada: masivos, costosos, ineficientes.
Una barrera importante para la entrada al mercado de la acuicultura para la alimentación del pescado es que la mayoría de las empresas que operan instalaciones comerciales insisten en que su enfoque es el único económicamente viable que puede funcionar a gran escala. Es más exacto afirmar que están demasiado comprometidos con su infraestructura existente para realizar modificaciones en sus prácticas. Este no es un problema poco común en los círculos industriales, sin embargo, esta práctica a menudo impide el progreso en detrimento del consumidor y / o el medio ambiente (la discusión volverá más adelante al tema específico del impacto ambiental).

Limitando la discusión a la acuicultura de contención cerrada de peces comestibles, la aplicación de los conceptos de "filtración de acuarios públicos de gran tamaño" ha resultado en el fracaso de varias empresas comerciales de acuicultura de contención cerrada en la última década, y existe una gran probabilidad de que otras que actualmente están el uso de este enfoque seguirá. Existen múltiples razones por las que este enfoque no es factible para que la producción de alimentos responda a la demanda mundial; Irónicamente, tampoco es factible para aplicaciones de acuarios públicos. A riesgo de parecer demasiado crítico en la evaluación de los enfoques tradicionales de filtración de contención cerrada, los siguientes párrafos proporcionan una descripción pragmática de las deficiencias que se aplican a una solución mundial de acuicultura de contención cerrada. En resumen, los enfoques de filtración tradicionales carecen de la eficiencia para gestionar adecuadamente la tasa de producción de nutrientes de la cohorte en sistemas acuáticos densamente poblados. La ineficiencia del diseño se debe principalmente a dos factores relacionados: la falta de una población microbiana de tamaño adecuado para reducir el contenido de nutrientes de manera satisfactoria y la falta de un diseño que maximice la tasa de absorción de nutrientes por estos mismos microbios.

Los acuarios públicos rara vez, o nunca, operan en un sistema de circuito cerrado de manera indefinida; esto es el resultado de la acumulación gradual de nutrientes a concentraciones dañinas o fatales para los organismos acuáticos cautivos. La acumulación de nutrientes es una de las razones principales por las que tales operaciones casi siempre se realizan en cuerpos de agua naturales o muy cerca de ellos (lo que permite que el agua de acuario rica en nutrientes se filtre según los estándares establecidos por el organismo rector, en general (dentro de los Estados Unidos). Estados) una rama estatal de la EPA, antes de descargarla en el cuerpo de agua cercano). Como tal, los sistemas de filtración están diseñados para disminuir el contenido de nutrientes (específicamente, nitrato y fosfato) a un nivel ligeramente más bajo que la tolerancia máxima de los organismos cautivos; sin embargo, este umbral de tolerancia es generalmente muy superior al que los organismos criaron para el consumo humano. deben exponerse a largo plazo (como durante las últimas etapas de crecimiento (justo antes de la cosecha), cuando los requisitos de alimentación y las tasas metabólicas son más altas en el sistema, lo que resulta en tasas muy altas de aporte de nutrientes). Por lo tanto, el uso de esta tecnología como el medio principal de control de nutrientes en un sistema de acuicultura de contención cerrada no es factible cuando la carga de nutrientes impartida al sistema excede la velocidad a la que la filtración existente puede eliminar los nutrientes, ya sea mediante eliminación directa o mediante conversión. en formas cada vez más elementales (por ejemplo, reducción y desmineralización).

Los acuarios públicos, incluidos los operados a través de donaciones estatales, son negocios, contrariamente a las nociones de lo contrario, y funcionan como tales. La presión de arriba hacia abajo existe para emplear solo la filtración necesaria para procesar adecuadamente el contenido de nutrientes del agua hasta los niveles máximos permitidos, según lo dictado por la EPA o por la tolerancia observada de los organismos alojados. Además, los acuarios públicos se basan en principios de gestión de aguas residuales que han estado vigentes durante muchas décadas (según los principios específicos), la mayoría de los cuales se adaptan directa o parcialmente a los procesos de tratamiento de aguas residuales. Incluso los acuarios públicos más nuevos emplean principios de filtración obsoletos, porque los directores de cría responsables de supervisar el diseño de las instalaciones generalmente han trabajado en el sector de los acuarios públicos durante varias décadas en el momento en que se consideran elegibles para ser considerados como directores de instalaciones. A menudo, estas personas pueden recomendar diseños con los que están familiarizados. De manera similar, los planificadores de tales instalaciones están familiarizados con los costos asociados con la adquisición de equipos y la implementación de los mismos en una configuración tradicional, lo que hace que los diseños tradicionales se conviertan en un elemento presupuestario. La forma en que la acuicultura de contención cerrada queda atrapada en esta red es doble: el personal contratado para ayudar con el diseño de las instalaciones generalmente proviene del sector de acuarios públicos o parques zoológicos, y los proveedores que suministran equipos a las instalaciones de acuicultura también cuentan los acuarios públicos. entre su clientela. Por lo tanto, los proveedores recomiendan productos y procedimientos basados ​​en economías de escala (teniendo en cuenta los márgenes de beneficio asociados). Estos mismos proveedores también se ocupan de las instalaciones de importación / almacenamiento / distribución de peces e invertebrados que atienden al sector de los acuarios públicos; Estas instalaciones generalmente utilizan los mismos enfoques y tecnología de filtración que los acuarios públicos y, como tales, deben enjuagar sus sistemas con agua "limpia" y pobre en nutrientes (probablemente clorada, que requiere neutralización con un aditivo químico) de forma casi continua para garantizar que Los niveles de nutrientes dentro de sus sistemas no se vuelven letales para los animales que se almacenan.

No es nuestra intención insinuar que es imposible controlar los niveles de nutrientes en un sistema completamente cerrado con los principios descritos anteriormente; Sin embargo, la relativa ineficiencia de esos principios requiere que la parte de filtración de una instalación se amplíe drásticamente en todos los casos, para que sea considerablemente más grande de lo que se diseñó originalmente, lo que aumentará el costo general de dicho proyecto, si se desea que la carga biológica sea mayor. mantenerse (en lugar de reducirse a un nivel que la filtración realmente pueda soportar). Considere el ejemplo del Acuario de Georgia, que se construyó en la década de 2000 y en ese momento era el acuario público más grande del mundo, y se suponía que utilizaba principios de filtración de última generación. Según los informes, el acuario no reparó en gastos en la instalación o el diseño de las instalaciones, e inicialmente contrató al ex director (durante mucho tiempo) del Acuario de Waikiki, que había trabajado anteriormente para la Universidad de Hawai, como director de las instalaciones. El Acuario de Georgia fue noticia mundial al ser el primer acuario público en los Estados Unidos en albergar tiburones ballena (Rhincodon typus) en cautiverio. Desafortunadamente para los peces, los sistemas de filtración no pudieron mantenerse al día con la carga de nutrientes y dos de los tiburones ballena murieron como resultado. Si la tecnología de filtración implementada se hubiera ampliado considerablemente, es posible que este problema se hubiera evitado o, al menos, se hubiera retrasado lo suficiente como para llevar los peces a los alojamientos adecuados. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, la ineficiencia de esta tecnología de filtración tradicional requiere un enorme espacio y energía para operar, los cuales son costosos y continúan haciendo que la acuicultura de sistema cerrado operada con estos principios de filtración sea un éxito extremadamente improbable.

Dejando de lado el ejemplo de los acuarios públicos y centrándose en la acuicultura para la producción de alimentos, está en juego más que la apariencia física de los organismos que componen la cohorte. Aunque la salud de la cohorte es de suma importancia, también existe la consideración de la estabilidad financiera del acuicultor. En resumen, si la tasa de crecimiento de la cohorte está limitada por la incapacidad de alimentarse en un horario establecido como resultado del contenido de nutrientes del sistema que excede la capacidad de absorción del sistema de filtración por unidad de tiempo, entonces el costo de operación del sistema aumenta, lo que resulta en margen disminuido. En pocas palabras, la filtración ineficiente da como resultado tasas de crecimiento más lentas de la cohorte y / o una mayor incidencia de enfermedades y mortalidad debido a la resistencia inmunológica suprimida y / o la toxicidad de los nutrientes, todos los cuales son costos adicionales para la operación del sistema de acuicultura.

Volviendo al tema del estancamiento del progreso como resultado de la economía de escala, la presión de arriba hacia abajo para economizar y aceptar resultados deficientes se evita fácilmente cuando las empresas innovadoras permanecen bajo el control operativo completo de técnicos e ingenieros acreditados y experimentados, que se han ocupado de todos los posibles problemas operativos. escenarios con un plan de contingencia y que estén operando dentro de un presupuesto adecuado. Preferiblemente, estas personas comprenden> 50% de la propiedad de la empresa, como un medio para asegurar la viabilidad del producto y del proyecto a largo plazo; Esto no quiere decir que algunos propietarios no opten por denigrar su producto abaratándolo o empleando medidas de reducción de costos que impacten negativamente en el producto, sin embargo, los propietarios que mantienen su pasión por la visión inicial de la empresa y / o operación, y quienes permanecen informados del impacto positivo que los avances tecnológicos tienen en su producto, son aptos para mantener sus estándares iniciales, si no mejorarlos con el tiempo a medida que mejoran los recursos disponibles. El progreso y la innovación tienden a estar impulsados ​​por la demanda de los consumidores, particularmente cuando los consumidores son expertos en tecnología y muestran voluntad de invertir su capital privado en un producto de interés personal. El recurso monetario dentro del sector privado es mucho mayor que los recursos de los capitalistas de riesgo, las ONG y las organizaciones financiadas por el gobierno; además, la decisión de emprender un proyecto a escala individual no está dictada por una junta de directores financieros y / o un equipo de contables. Además, los recursos intelectuales dentro del sector privado impulsan el progreso independientemente de los consorcios, corporaciones y organizaciones. Estos aspectos sitúan el alcance potencial del proyecto ONE System, en términos de sistemas gestionados individualmente y cooperativamente, mucho más allá del de todas las operaciones de acuicultura comercial global, combinadas.

Beneficios del diseño del sistema

Aspectos físicos
El enfoque ahora se desplaza hacia la discusión de cómo el diseño del Sistema ONE aborda las deficiencias mencionadas anteriormente de la filtración acuícola tradicional de circulación cerrada. (Recordatorio: la ineficiencia se debe a dos factores relacionados: la falta de una población microbiana del tamaño adecuado para reducir el contenido de nutrientes de manera satisfactoria y la falta de un diseño que maximice la tasa de absorción de nutrientes por estos mismos microbios). El diseño del sistema ONE supera las dos limitaciones principales de una manera única.

Primero, utiliza un sustrato de filtración e infraestructura con un área de superficie para la colonización microbiana que es> 30 veces mayor que la siguiente mejor opción de sustrato. Este aspecto del sustrato ONE permite que la totalidad de la biomasa microbiana se mantenga dentro de un espacio que es dramáticamente más pequeño que el siguiente mejor sustrato (por no hablar de los sustratos más convencionales en uso, que son ~ 1,700 veces más bajos en su área de superficie a relaciones de volumen).

En segundo lugar, el diseño del sistema ONE expone intermitentemente el sustrato de filtración al oxígeno atmosférico dentro de un recipiente protector que no utiliza partes móviles, pero que es alimentado continuamente por una bomba que extrae agua del tanque de crecimiento. Esta exposición alterna del consorcio microbiano al agua rica en nutrientes y al oxígeno atmosférico maximiza la velocidad a la que los nutrientes se convierten en biomasa microbiana adicional o se reducen en formas progresivamente elementales de desechos orgánicos, y finalmente salen del sistema en forma de gas inerte. Este método de reducción de nutrientes está pendiente de patente. La descarga intermitente del agua filtrada y pobre en nutrientes de los recipientes de filtración y de regreso al tanque de crecimiento da como resultado el desplazamiento físico del agua, lo que alienta a que el material orgánico particulado (el resultado de los alimentos no consumidos y los desechos metabólicos sólidos) quedar suspendido en la columna de agua donde se extrae más fácilmente por medios mecánicos de filtración.

En tercer lugar, como se mencionó en otra parte de esta página, el diseño del Sistema ONE incorpora una infraestructura única que mitiga la agresión asociada con la competencia de recursos, aprovechando las tendencias de comportamiento instintivas para mejorar realmente el rendimiento. Este beneficio se realiza con la necesidad de exponer a la cohorte a sustancias químicas u otros estímulos que alteran el comportamiento.

La modificación de un sistema ONE para satisfacer los requisitos de cría de organismos con "necesidades especiales" (ya sea debido a requisitos físicos o de comportamiento) es posible debido al diseño del sistema básico relativamente simple, y tales modificaciones pueden ser impermanentes o permanentes según lo desee el operador (además , con la excepción de la inversión del operador en cualquier equipo necesario para lograr sus objetivos específicos, el costo asociado con la modificación de un Sistema ONE sería minúsculo en relación con el costo de modificar un sistema convencional de contención cerrada). También es posible incorporar características en un Sistema ONE que aborde específicamente el comportamiento y la agresión de ciertas familias de peces y crustáceos, reduciendo la mortalidad asociada y mejorando la consistencia de la tasa de crecimiento en toda la cohorte. Por ejemplo, esta característica está incorporada en los sistemas ONE utilizados para criar salmónidos, los cuales exhiben agresión intraespecífica y competencia de recursos después de la etapa de alevín.

La escalabilidad y flexibilidad del diseño del ONE System también se presta a unidades móviles y temporales. Las unidades móviles comprenden aquellas empleadas para transportar organismos acuáticos, como cuando se trasladan peces de un criadero a un lugar de almacenamiento, o durante una emergencia (por ejemplo, corte de energía a largo plazo, ruptura del tanque o desastre natural que amenaza la ubicación y / o el sistema ONE). la cohorte (como una inundación o un incendio forestal)). Se ha completado un diseño para tal sistema, que se puede escalar desde una unidad que se encuentra en la caja de una camioneta hasta una empleada en un tanquero o un buque de navegación marítima, y ​​está pendiente de patente. Las unidades temporales se pueden configurar por un período corto de tiempo antes de ser deconstruidas según sea necesario. Los biólogos pesqueros que recolectan especímenes de cuerpos de agua naturales con el propósito de obtener reproductores, y aquellos que realizan estudios estacionales dentro de una región geográfica específica, también podrían utilizar este sistema.

Finalmente, el diseño del Sistema ONE ofrece modularidad, lo que permite la expansión o contracción de un sistema según se desee. Esta característica permite a un operador adaptar un sistema ONE existente sin comprar uno nuevo en caso de que sus requisitos de producción cambien con el tiempo.

El transporte del sistema ONE se simplifica por el hecho de que la mayoría de los componentes se ensamblan en el sitio y, por lo demás, ocupan poco espacio físico durante la fase de transporte de una instalación. Esta característica permite la entrega de ONE Systems a destinos donde los tanques de contención rígidos utilizados en los sistemas convencionales de acuicultura de contención cerrada no podrían ser transportados.

Desde una perspectiva de conservación, es completamente posible incorporar materiales post-consumo en ONE Systems, específicamente en componentes tradicionalmente hechos de compuestos a base de petróleo (por ejemplo, caucho, plásticos).

Aspectos operacionales
Es fundamental para el objetivo principal del Proyecto ONE que, aparte de la capacitación básica, no se requiera experiencia previa para criar con éxito una cohorte desde huevos fertilizados hasta la etapa de mercado en un Sistema ONE. De hecho, el funcionamiento del sistema debe ser comprensible para una persona con lectura y comprensión básicas, o que pueda completar con éxito un curso de capacitación impartido por un técnico certificado de ONE System.

Los operadores requieren una formación básica relacionada con:

Principios de cría asociados con el cuidado de organismos acuáticos en cautiverio, que consisten principalmente en las relaciones entre el flujo de agua, el consorcio microbiano y la cohorte;

  • Métodos básicos de análisis de agua y ajuste de parámetros según sea necesario;

  • El propósito de cada tipo o pieza de equipo utilizado en el Sistema ONE, y la manera en que está destinado a funcionar;

  • El ciclo de vida y los requisitos físicos de las especies que se crían en la cohorte;

  • Necesidades alimentarias y su evolución a medida que la cohorte avanza a lo largo del ciclo de vida.

Captiv8 Aquaculture ofrece un servicio de monitoreo y asesoría remota a los clientes que operan ONE Systems, hecho posible a través de la incorporación de equipos que se comunican a través de Internet, a través de cualquier conexión (física, celular, satelital). En tal servicio, los sistemas son monitoreados por técnicos en nuestra sede. Los datos pertinentes (principalmente relacionados con los parámetros del agua) se registran para cada sistema individual, y se aconseja a los operadores cómo abordar los desequilibrios según sea necesario.

Los elementos utilizados en el funcionamiento de ONE Systems incluyen, entre otros, los siguientes:

  • Medios de filtración, específicos para el funcionamiento de ONE System

  • Sustancias empleadas para mantener parámetros específicos del agua (orgánicos e inorgánicos), según lo requiera la cohorte, siendo las más utilizadas:

    • Mezcla microbiana

    • Mezcla amortiguadora

    • Mezcla química de agua iónica

    • Feeds

    • Equipo de análisis de agua

    • Equipo operativo para reemplazo de artículos vencidos, como:

    • Zapatillas

    • Calentadores

    • Recipientes de filtración

    • Estructuras de soporte

    • Revestimientos

Todos los artículos mencionados anteriormente son almacenados por Captiv8 Aquaculture. Los recipientes de filtración se fabrican dentro de nuestras instalaciones utilizando polietileno, que es mucho más duradero y rentable que el uso de polímeros a base de policarbonato y / o acrilato.

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