{"id":31813,"date":"2026-08-31T13:40:38","date_gmt":"2026-08-31T16:40:38","guid":{"rendered":"https:\/\/www.inthemine.com.br\/site\/?p=31813"},"modified":"2026-08-31T13:59:29","modified_gmt":"2026-08-31T16:59:29","slug":"operacoes-mineiras-de-subsolo-eletrificacao-uso-de-ia-e-automacao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.inthemine.com.br\/site\/operacoes-mineiras-de-subsolo-eletrificacao-uso-de-ia-e-automacao\/","title":{"rendered":"OPERA\u00c7\u00d5ES MINEIRAS DE SUBSOLO: ELETRIFICA\u00c7\u00c3O, USO DE IA E AUTOMA\u00c7\u00c3O"},"content":{"rendered":"

Por Rita de Cassia Pedrosa Santos1<\/sup> e Jos\u00e9 Margarida Silva2<\/sup><\/h3>\n

Introdu\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n

Minas subterr\u00e2neas s\u00e3o consideradas entre as instala\u00e7\u00f5es de maior risco para atividades humanas devido aos acidentes e rupturas geot\u00e9cnicas registrados em todo o mundo ao longo do \u00faltimo s\u00e9culo, que resultaram em condi\u00e7\u00f5es de trabalho inseguras, problemas de sa\u00fade, les\u00f5es e fatalidades. S\u00e3o v\u00e1rias as \u00e1reas em que se notam melhorias, por exemplo, os avan\u00e7os significativos na redu\u00e7\u00e3o do risco de queda de blocos rochosos.<\/p>\n

A depend\u00eancia da lavra subterr\u00e2nea de equipamentos acionados por motores a diesel, tanto em opera\u00e7\u00f5es de desenvolvimento quanto de lavra, implica em impactos negativos no ambiente de trabalho, como emiss\u00f5es de gases poluentes e material particulado e aumento da temperatura. Com a tend\u00eancia de lavra cada vez em maior profundidade, esses complicadores se tornam mais relevantes, elevando custos operacionais e ambientais.<\/p>\n

Nesse cen\u00e1rio, a eletrifica\u00e7\u00e3o da frota com ve\u00edculos movidos a bateria surge como alternativa promissora. A redu\u00e7\u00e3o de emiss\u00f5es de gases de efeito estufa (GEE), associadas \u00e0s atividades humanas, constitui um dos principais compromissos globais deste s\u00e9culo, impulsionada pelos impactos crescentes das mudan\u00e7as clim\u00e1ticas.<\/p>\n

A transi\u00e7\u00e3o energ\u00e9tica \u00e9 considerada ponto-chave para conter a eleva\u00e7\u00e3o da temperatura global \u2014 e, localmente, da mina subterr\u00e2nea. Estudos apontam que motores el\u00e9tricos emitem cerca de tr\u00eas vezes menos calor do que os motores a diesel. Por sua vez, temperaturas elevadas causam fadiga, irritabilidade, distra\u00e7\u00e3o e redu\u00e7\u00e3o da produtividade funcional. Outro fator de destaque s\u00e3o os custos de ventila\u00e7\u00e3o, respons\u00e1veis por mais de um ter\u00e7o dos custos operacionais relativos \u00e0 energia el\u00e9trica de uma mina subterr\u00e2nea.<\/p>\n

A automa\u00e7\u00e3o crescente e o potencial de uso de Intelig\u00eancia Artificial (IA) projetam futuro diverso do atual, com mais controles e possibilidade de tomada de decis\u00e3o mais r\u00e1pida e assertiva. Em softwares, <\/em>houve solu\u00e7\u00f5es apresentadas, mas h\u00e1 lacuna tecnol\u00f3gica a ser preenchida pela cria\u00e7\u00e3o de ferramentas personalizadas, de c\u00f3digo aberto, que liguem, por exemplo, a previs\u00e3o da fragmenta\u00e7\u00e3o no desmonte \u00e0 an\u00e1lise de forma \u00e1gil e precisa.<\/p>\n

Eletrifica\u00e7\u00e3o no subsolo<\/strong><\/h3>\n

As minas subterr\u00e2neas t\u00eam estado \u00e0 frente das opera\u00e7\u00f5es a c\u00e9u aberto nesse quesito. O grande avan\u00e7o na eletrifica\u00e7\u00e3o nas minas subterr\u00e2neas se deve a v\u00e1rios fatores. A redu\u00e7\u00e3o dos custos de energia com ventila\u00e7\u00e3o pode liberar margem extra de energia para o carregamento das baterias dos ve\u00edculos. Minas subterr\u00e2neas adotam ve\u00edculos menores em suas opera\u00e7\u00f5es. Isso permite um menor custo de investimento para a aquisi\u00e7\u00e3o de frota el\u00e9trica. Opera\u00e7\u00f5es subterr\u00e2neas apresentam a vantagem de extensa estrutura el\u00e9trica j\u00e1 existente. A frota el\u00e9trica tem um menor custo de manuten\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Mais de 50 minas subterr\u00e2neas adquiriram ou testaram ve\u00edculos el\u00e9tricos a bateria, por exemplo, em 2024, sendo que minas canadenses foram as primeiras a adotarem esta tecnologia. Testes incluem minas brasileiras. \u00c0 medida que as minas se tornam mais profundas e quentes, os custos de ventila\u00e7\u00e3o tender\u00e3o a aumentar, a menos que tecnologias alternativas sejam implementadas. H\u00e1 v\u00e1rios m\u00e9todos para eletrificar a mina em rela\u00e7\u00e3o \u00e0s opera\u00e7\u00f5es de carregamento e transporte de min\u00e9rio e\/ou est\u00e9ril.\u00a0 Op\u00e7\u00f5es incluem ve\u00edculos com conex\u00e3o por cabos el\u00e9tricos, ve\u00edculos el\u00e9tricos a bateria (BEVs), sistema tr\u00f3lei e solu\u00e7\u00f5es h\u00edbridas.<\/p>\n

A assist\u00eancia de tr\u00f3lei proporciona velocidades mais altas em rampas e, portanto, aumento da produ\u00e7\u00e3o sem exigir maior o porte ou maior n\u00famero de caminh\u00f5es na mina. Durante a realiza\u00e7\u00e3o de manobras, carga e descarga, o caminh\u00e3o opera fora da linha do tr\u00f3lei com fornecimento de energia por bateria ou proveniente do alternador (caminh\u00f5es diesel-el\u00e9tricos).\u00a0 Nesse sistema, cerca de 30% da energia el\u00e9trica que \u00e9 consumida pelos caminh\u00f5es carregados durante a subida \u00e9 regenerada pelos caminh\u00f5es vazios durante o processo de descida.<\/p>\n

Ve\u00edculos el\u00e9tricos movidos a bateria oferecem maior flexibilidade, mas s\u00e3o muito mais pesados e t\u00eam de ser recarregados regularmente. O sistema de troca de baterias tem baixado consideravelmente devido a novas tecnologias desenvolvidas em rela\u00e7\u00e3o ao mecanismo de troca. Os ve\u00edculos por conex\u00e3o via cabo t\u00eam flexibilidade reduzida durante a opera\u00e7\u00e3o, uma vez que o alcance do cabo \u00e9 limitado. Presentes principalmente em carregadeiras rebaixadas tipo LHD, essa modalidade apresenta muitas desvantagens. O custo de substitui\u00e7\u00e3o do cabo \u00e9 significativo e requer-se tamb\u00e9m estrutura espec\u00edfica, com subesta\u00e7\u00f5es el\u00e9tricas, transformadores, tomada e outros dispositivos.<\/p>\n

O sistema de carregamento din\u00e2mico j\u00e1 apresenta testes em caminh\u00e3o convertido de diesel para bateria. Ele fornece energia para conduzir o ve\u00edculo (normalmente caminh\u00e3o) e para carregar as baterias, enquanto transporta a carga pela rampa. Reduz-se o custo de aquisi\u00e7\u00e3o de baterias para a troca e elimina-se o tempo necess\u00e1rio de troca e carregamento da bateria. A op\u00e7\u00e3o por caminh\u00f5es el\u00e9tricos movidos a bateria, junto com as tradicionais passagens de min\u00e9rio (ore passes<\/em>), tem proporcionado economia, al\u00e9m de garantir a longevidade do sistema vertical de movimenta\u00e7\u00e3o de min\u00e9rio. Das minas subterr\u00e2neas que efetuaram a transi\u00e7\u00e3o el\u00e9trica, 84% optaram por ve\u00edculos el\u00e9tricos a bateria, 18% optaram por equipamentos com conex\u00e3o por cabos e 6% optaram pelo sistema tr\u00f3lei (Rovithis, 2023). A Mina Borden (Canad\u00e1) foi a primeira mina subterr\u00e2nea do mundo a eliminar equipamentos movidos a motores diesel.<\/p>\n

Desempenho<\/strong><\/h3>\n

A produtividade depende de arranjo de escava\u00e7\u00f5es e opera\u00e7\u00f5es da mina, da estrat\u00e9gia de carregamento da bateria e da localiza\u00e7\u00e3o dos carregadores ou esta\u00e7\u00f5es de troca. Ve\u00edculos el\u00e9tricos movidos a bateria podem igualar a produtividade de equipamentos a diesel, mas o investimento total pode ser at\u00e9 duas vezes superior. Devido \u00e0s menores emiss\u00f5es e ao desempenho mais sustent\u00e1vel, os custos operacionais dos ve\u00edculos el\u00e9tricos movidos a bateria s\u00e3o reduzidos, resultando em custos totais equivalentes aos dos ve\u00edculos a diesel.<\/p>\n

Embora mais minas estejam adotando a eletrifica\u00e7\u00e3o de frotas, o n\u00famero de incidentes relacionados a inc\u00eandios tem se mantido relativamente est\u00e1vel. Hooli e Halim (2025) relatam incidentes devido a erros mec\u00e2nicos ou humanos, mau funcionamento da esta\u00e7\u00e3o de carregamento e \u00e0 instala\u00e7\u00e3o ou defeito no cabo de carregamento.<\/p>\n

Novos projetos, como na Noruega e no Canad\u00e1, incluem estrat\u00e9gias de projeto da mina voltadas \u00e0 otimiza\u00e7\u00e3o da efici\u00eancia operacional dos equipamentos. Entre as an\u00e1lises, al\u00e9m da redu\u00e7\u00e3o dos \u00edndices citados (gases, particulados e temperatura), caminh\u00f5es el\u00e9tricos durante o transporte em rampas s\u00e3o at\u00e9 tr\u00eas vezes mais r\u00e1pidos em rela\u00e7\u00e3o aos equipamentos a diesel. \u00a0Outro benef\u00edcio \u00e9 a a redu\u00e7\u00e3o das dimens\u00f5es de escava\u00e7\u00f5es e dos dutos de ventila\u00e7\u00e3o. Nessa condi\u00e7\u00e3o, h\u00e1 tamb\u00e9m a possibilidade de realizar altera\u00e7\u00f5es estrat\u00e9gicas no projeto (design)<\/em> da mina desde o in\u00edcio, com o objetivo de aumentar a efici\u00eancia da frota el\u00e9trica.<\/p>\n

A utiliza\u00e7\u00e3o hor\u00e1ria do ve\u00edculo el\u00e9trico aumenta 30% em rela\u00e7\u00e3o ao motor a diesel, somando-se ao impacto da substitui\u00e7\u00e3o. H\u00e1 opera\u00e7\u00f5es e projetos em que carregadeiras rebaixadas LHDs el\u00e9tricas, ao descerem as rampas carregadas, ativam um sistema de frenagem regenerativa, o que contribui para a recarga parcial das baterias, aumentando a autonomia dos ve\u00edculos e prolongando seu tempo de opera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Em publica\u00e7\u00f5es que envolvem respostas de funcion\u00e1rios, ve\u00edculos el\u00e9tricos movidos a bateria foram muito bem avaliados nos quesitos referentes a qualidade do ar e n\u00edvel de barulho, quando comparados com equipamentos a diesel.<\/p>\n

Automa\u00e7\u00e3o e IA<\/strong><\/h3>\n

Uma causa significativa de acidentes em minas subterr\u00e2neas \u00e9 a capacidade inadequada\/inexistente de monitoramento em tempo real da seguran\u00e7a. A tecnologia \u00e9 aliada importante para diminuir exposi\u00e7\u00e3o, reduzir custos e monitorar processos. Novas tecnologias emergentes, vinculadas ao paradigma da Ind\u00fastria 4.0 (sensores, Internet das Coisas – IoT, Intelig\u00eancia Artificial – IA e conectividade sem fio), est\u00e3o sendo implementadas para planejar o desempenho eficiente, seguro e sustent\u00e1vel de ambientes de trabalho.<\/p>\n

Sistemas com esses dispositivos eliminam necessidade de cabeamento caro e monitoramento manual em opera\u00e7\u00f5es de lavra. \u00c0 medida que a mina subterr\u00e2nea se expande, sensores adicionais geralmente exigem instala\u00e7\u00f5es de cabos dispendiosas, a menos que se utilize conectividade sem fio, fornecendo dados em tempo real sob condi\u00e7\u00f5es complexas, com sua transmiss\u00e3o de forma eficaz atrav\u00e9s de barreiras f\u00edsicas.<\/p>\n

Essa rede apresenta solu\u00e7\u00e3o atraente de baixo custo com caracter\u00edsticas confi\u00e1veis, simples e competitivas, que aumentam a produtividade, aprimorando indicadores-chave de desempenho (KPIs), minimizando riscos de acidentes e promovendo condi\u00e7\u00f5es ambientais sustent\u00e1veis \u200b\u200bpara os operadores. Esse potencial auxilia na tomada de melhores decis\u00f5es, garantindo a conformidade com as normas e melhorando o desempenho produtivo.<\/p>\n

O desenvolvimento de sensores para lavra subterr\u00e2nea necessita de robustez e confiabilidade, pois os componentes s\u00e3o submetidos a ambiente em condi\u00e7\u00f5es severas: alta temperatura, baixa luminosidade, umidade, poeira e obst\u00e1culos. Existem fatores a se ajustar. Poeira ou umidade variam durante a opera\u00e7\u00e3o da mina e s\u00e3o fatores que devem ser estudados na sele\u00e7\u00e3o dos sensores. Trabalhos, como de Santos et al. (2022), mostram a oportunidade de utiliza\u00e7\u00e3o de dispositivos baratos de medi\u00e7\u00e3o de par\u00e2metros de ventila\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

O uso de drones tem tornado poss\u00edvel inspecionar galerias de transfer\u00eancia de min\u00e9rio, realizar levantamento de c\u00e2maras de lavra e avaliar \u00e1reas antigas de lavra sem expor pessoas. As vantagens de us\u00e1-los s\u00e3o in\u00fameras: r\u00e1pida coleta de dados, baixo custo de repeti\u00e7\u00e3o de voo, permitindo inspe\u00e7\u00e3o de lugares perigosos de forma in\u00e9dita e gera\u00e7\u00e3o de informa\u00e7\u00f5es e solu\u00e7\u00f5es de problemas antes n\u00e3o observados, como casos de min\u00e9rios presos em escava\u00e7\u00f5es e medi\u00e7\u00f5es com precis\u00e3o de dilui\u00e7\u00e3o resultante de overbreak<\/em>.<\/p>\n

Pode-se aumentar a efici\u00eancia na movimenta\u00e7\u00e3o de mat\u00e9ria-prima, produtos e subprodutos, ao conectar diversos dispositivos e ainda fazer com que eles troquem informa\u00e7\u00f5es entre si e em tempo real. Com a ades\u00e3o de solu\u00e7\u00f5es inteligentes, estima-se que, somente no Brasil, haver\u00e1 diminui\u00e7\u00e3o de custos de R$ 73 bilh\u00f5es\/ano, sendo R$ 35 bilh\u00f5es de ganho de efici\u00eancia, R$ 31 bilh\u00f5es de redu\u00e7\u00e3o de gastos de manuten\u00e7\u00e3o de m\u00e1quinas e R$ 7 bilh\u00f5es de economia no consumo de energia no setor nos pr\u00f3ximos anos. Com aumento de vida \u00fatil dos pneus, ap\u00f3s identifica\u00e7\u00e3o de problemas por sensores instalados em m\u00e1quinas, administra-se a produtividade em tempo real com mais transpar\u00eancia. Tratando-se de equipamentos el\u00e9tricos aut\u00f4nomos, em particular, citam-se perfuratrizes e carregadeiras aut\u00f4nomas para minas subterr\u00e2neas no Canad\u00e1 (In The Mine, 2026).<\/p>\n

A minera\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m tem ampliado a utiliza\u00e7\u00e3o de controle remoto de opera\u00e7\u00f5es e equipamentos e da obten\u00e7\u00e3o de imagens para an\u00e1lises e tomadas de decis\u00e3o. Na automa\u00e7\u00e3o em subsolo, o foco est\u00e1 em atingir o n\u00edvel 4 de rastreamento (o n\u00edvel 5 \u00e9 de monitoramento cont\u00ednuo). O monitoramento de cavidades a laser<\/em>, com levantamentos de cavidades, \u00e9 realizado rotineiramente em minas subterr\u00e2neas por v\u00e1rios motivos, incluindo inspe\u00e7\u00e3o da rocha escavada, medi\u00e7\u00f5es de massa, monitoramento da geometria da cavidade, suas caracter\u00edsticas geol\u00f3gicas e identifica\u00e7\u00e3o de condi\u00e7\u00f5es de rocha potencialmente perigosas. Essas cavidades, que s\u00e3o numerosas, incluem realces, passagens de min\u00e9rio e outras aberturas subterr\u00e2neas. Alguns drones podem carregar simultaneamente um scanner<\/em> a laser<\/em> para capturar nuvens de pontos geometricamente precisas e uma c\u00e2mera para coletar imagens de alta qualidade.<\/p>\n

Ainda em automa\u00e7\u00e3o de opera\u00e7\u00f5es, o sistema VOD (considerado n\u00edvel 3 de automa\u00e7\u00e3o), permite o controle autom\u00e1tico da ventila\u00e7\u00e3o por meio de uma interface computacional que gerencia remotamente o funcionamento dos ventiladores em tempo real. Tecnologias de resfriamento s\u00e3o necess\u00e1rias para enfrentar os desafios multidimensionais. A minera\u00e7\u00e3o contribui tamb\u00e9m para o desenvolvimento de outros setores e de novas tecnologias.<\/p>\n

A lavra subterr\u00e2nea em condi\u00e7\u00f5es profundas precisa de maior quantidade de dados para poder compreender o comportamento do maci\u00e7o rochoso, em resposta ao campo de tens\u00f5es em constante mudan\u00e7a, e operar com seguran\u00e7a e efici\u00eancia em tais ambientes extremos. Assim, na mec\u00e2nica de rochas aplicada ao subsolo, a automa\u00e7\u00e3o assume papel importante, com a capacidade de capturar imagens a partir de diferentes \u00e2ngulos, otimizando o tempo de coleta de dados em estruturas como realces de grande porte. Uma melhoria global na geomec\u00e2nica da mina pode ser obtida na forma de mais observa\u00e7\u00f5es de dados, afinal informa\u00e7\u00f5es geot\u00e9cnicas s\u00e3o necess\u00e1rias para modelar e prever o potencial de rupturas estruturais e dimensionar o suporte necess\u00e1rio a fim de garantir um ambiente de trabalho seguro.<\/p>\n

Entre as aplica\u00e7\u00f5es de IA, est\u00e3o: classifica\u00e7\u00e3o da estabilidade de realces em mina, sele\u00e7\u00e3o de m\u00e9todo de lavra e determina\u00e7\u00e3o de vari\u00e1veis mais relevantes na ocorr\u00eancia de dilui\u00e7\u00e3o operacional. A automa\u00e7\u00e3o de tarefas est\u00e1 progredindo consideravelmente, levantando tamb\u00e9m quest\u00f5es que dizem respeito a aspectos \u00e9ticos e operacionais.<\/p>\n

Coment\u00e1rios Finais<\/strong><\/h3>\n

A lavra subterr\u00e2nea possui demanda muito grande de capital intensivo. Quanto mais a mina se aprofunda, maiores s\u00e3o os investimentos necess\u00e1rios. A tecnologia demonstrou sucesso particular nas opera\u00e7\u00f5es de platina na \u00c1frica do Sul, em que a implementa\u00e7\u00e3o mostrou potencial para reduzir a dilui\u00e7\u00e3o na lavra em veios estreitos.<\/p>\n

A eletrifica\u00e7\u00e3o de frota tem se destacado como estrat\u00e9gia vi\u00e1vel de descarboniza\u00e7\u00e3o, especialmente diante do avan\u00e7o das metas corporativas, do aumento dos custos operacionais e da disponibilidade comercial de ve\u00edculos el\u00e9tricos a bateria para uma ampla gama de aplica\u00e7\u00f5es em opera\u00e7\u00f5es mineiras subterr\u00e2neas. A transi\u00e7\u00e3o tem sido observada, principalmente, em pa\u00edses com fortes regula\u00e7\u00f5es e taxa\u00e7\u00f5es sobre a emiss\u00e3o de carbono e em \u00e1reas ambientalmente sens\u00edveis. O sistema de ventila\u00e7\u00e3o sob demanda (VOD), em que o fornecimento de energia el\u00e9trica aos ventiladores \u00e9 ajustado conforme a quantidade de ar necess\u00e1ria, tamb\u00e9m contribui para economia de energia.<\/p>\n

Resultados de an\u00e1lises evidenciam ganhos potenciais em efici\u00eancia, redu\u00e7\u00e3o de emiss\u00f5es e melhorias em planejamento e custo de opera\u00e7\u00f5es subterr\u00e2neas. Al\u00e9m da redu\u00e7\u00e3o de emiss\u00e3o de gases e particulados e de temperatura, a melhoria do bem-estar de pessoas \u00e9 outro resultado importante. Existe grande potencial de combinar IoT e aprendizado de m\u00e1quina para monitoramento eficaz em tempo real na lavra subterr\u00e2nea.<\/p>\n

A minera\u00e7\u00e3o exige solu\u00e7\u00f5es que conciliem produtividade, seguran\u00e7a e disponibilidade operacional. Para alcan\u00e7ar o equil\u00edbrio, a escolha da tecnologia faz diferen\u00e7a, junto com o conhecimento de aplica\u00e7\u00e3o. O futuro da tecnologia na minera\u00e7\u00e3o est\u00e1 pronto para decolar.<\/p>\n

\"Rita<\/a>
1\u00a0Rita de C\u00e1ssia Pedrosa Santos, Professora do curso de Engenharia de Minas da UFOP ((UFOP\/Divulga\u00e7\u00e3o)<\/figcaption><\/figure>\n

 <\/p>\n

\"Jos\u00e9<\/a>
2<\/sup>Jos\u00e9 Margarida Silva,Vice-coordenador do Programa de P\u00f3s-Gradua\u00e7\u00e3o em Engenharia Mineral da UFOP (UFOP\/Divulga\u00e7\u00e3o)<\/figcaption><\/figure>\n

Refer\u00eancias<\/strong><\/p>\n

Hooli, J.; Halim, A<\/strong>.<\/strong> Battery electric vehicles in underground mines: insights from industry<\/em>. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v.208, p.115024, 2025. Dispon\u00edvel em: https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.rser.2024.115024. Acesso em: 19 abr. 2025.<\/p>\n

In The Mine. 2026, n.120, p.50-51. Facto Editorial.<\/p>\n

Rovithis, D. Design criteria for an autonomous, electric mine. 2023. Master Thesis.\u00a0 Aalto University. Dispon\u00edvel em:\u00a0 https:\/\/aaltodoc.aalto.fi\/server\/api\/core\/bitstreams; acesso: 28\/10\/2024.<\/p>\n

Santos, R.C.P.; Silva, J.M.; Junior, W.A.; Pinto, C.L.L.; Oliveira, M.M.; Mazzinghy, D.B. Development of a Low-Cost Device for Monitoring Ventilation Parameters (Temperature, Humidity and Pressure) in Underground Environments to Increase Operational Safety Using IoT. Mining, v.2, p.746-756. 2022. Dispon\u00edvel em: https:\/\/doi.org\/10.3390\/mining2040041<\/a>.<\/p>\n

Foto em destaque: Eletrifica\u00e7\u00e3o da frota e sistema de ventila\u00e7\u00e3o sob demanda se comprovam vi\u00e1veis em opera\u00e7\u00f5es minerais subterr\u00e2neas (SIVM 2026\/Gerada por IA)<\/h5>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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