Par entregado a la palas de un aerogenerador (Valoración de 5.00 sobre 5, resultante de 1 votos)

Intervenciones relativas a energía solar (no incluidas en el ámbito de la edificación), eólica, de la biomasa, minihidráulica, geotérmica y de los mares
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#307706
Cuando he querido hallar la potencia que entrega el viento a un aerogenerador, siempre me salen con la ecuación para allar la potencia extraida del viento y haciendo referencia al area de barrido de las palas, pero yo pienso que el viento que entrega par a las palas, es únicamente el que incide en las mísmas ya que entre pala y pala pasa una gran cantidad de viento que no es aprovechado, pienso que catidad de potencia recibida por éstas, dependerá del diseño de las mísmas, cuerda aerodinámica, grosor, tamaño ancho-largo-superficie etc., teniendo en cuenta el ángulo de ataque a fin de calcular la potencia aerodinámica, entiendo que se tendría que usar entre otras la ecuación de la sustentación.
Alguien puede explicarme ¿Por qué? lo del área de barrido, que es un concepto muy amplio y genérico, para poder calcular con algo de precisión el par que reciben las palas por parte del viento. Me estoy refiriendo a grandes máquinas, no a minieólica.
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#307753
zulu99 escribió:Cuando he querido hallar la potencia que entrega el viento a un aerogenerador, siempre me salen con la ecuación para allar la potencia extraida del viento y haciendo referencia al area de barrido de las palas, pero yo pienso que el viento que entrega par a las palas, es únicamente el que incide en las mísmas ya que entre pala y pala pasa una gran cantidad de viento que no es aprovechado, pienso que catidad de potencia recibida por éstas, dependerá del diseño de las mísmas, cuerda aerodinámica, grosor, tamaño ancho-largo-superficie etc., teniendo en cuenta el ángulo de ataque a fin de calcular la potencia aerodinámica, entiendo que se tendría que usar entre otras la ecuación de la sustentación.
Alguien puede explicarme ¿Por qué? lo del área de barrido, que es un concepto muy amplio y genérico, para poder calcular con algo de precisión el par que reciben las palas por parte del viento. Me estoy refiriendo a grandes máquinas, no a minieólica.


Aparte de :google que tiene de todo... una cosa es lo que "ves" y otra la que "pasa". El rotor ideal es el monopala. Ahí es nada.

Cuantas mas palas, menos velocidad de rotación y un ligero aumento de par entregado.

Ya te pongo yo el primer link.
http://learn.kidwind.org/learn/wind_tur ... ladedesign
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#307776
Bueno en eso de que una cosa es lo que se vé y otra lo que pasa, puede ser, el viento no se vé, pero lo que sucede cuando éste pasa por un elemento con forma aerodinámica de sustentación si se sabe como actúa, o al menos a mi me lo han enseñado en aerodiámica.
Un aerogenerador con 20 palas sería muy complicado pornelo a 19 rpm, es mucho más sencillo el tripala, se gana en estabilidad y rpm. aunque la masa sea menor.
Voy a contar el porqué de mi pregunta; un día me fuí a la UAB Universidad Autónoma de Barcelona para que me hicieran un estudio, sobrae la cantidad de potencia que reciben las palas de un aerogenerador "Según los libros de física", o sea teoría pura. La Maquina un Bazán Bonus de 1.300Kw. palas de 29 m. cuerda en inicio 2,40 y 0,80 al final, 0,80 m. de grosor y ángulo de ataque de 20º, una vez me los hicieron los comparamos con los datos de la curva de potencia dados por el fabricante y la sorpresa fué que era superior en tras veces más, lo que daba la máquina real, puesta en campo, que la teórica. Lógicamente eso no puede ser, pero ya he consultado con ingenieros, físicos, con la Universidad Politécnica y nadie puede darme una respuesta, por eso lo expongo en este foro.
Ah por cierto el estudio de la UAB obra en mi poder, si alguien quiere hecharle una ojeada, con mucho gusto se lo envío.
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#307796
Sin ser mi especialidad, se me ocurren muchas cosas, puesto que hasta la fecha nadie ha pillado en renuncio a la física (Lo han intentado con lo de los neutrinos pero parece que el radar del guardiacivil estaba mal calibrado...), pero por donde yo empezaría a mirar.....


Premisas y reaildad distinta. Sobre todo en velocidad de aire. Con la altura, la velocidad del aire aumenta mucho, y siendo que la energía va con la velocidad al cuadrado... pues lo mismo no sale lo mismo... Especialmente importante para molinos "pequeños" como este de 29 m que comentas.

También puede ser que la velocidad del aire no esté bien medida.... por efectos de la orografía tengas componente de velocidad no exactamente horizontal.. el punto donde midas no vea el mismo aire que las palas.. un monton de etcs.

El rendimiento de una tripala rondará aproximadamente el 45%, siendo el límite de Betz aprox el 59%. Calcula la energía de la masa de aire que impacta contra el área del molino (si, tan sencillo como la energía cinética... 1/2 m*v^2), o caudal por área... y aplicale el rendimiento... Fijo que clavas los 1300 Kw.

Por mucha aerodinámica que metas, el libro fundamental por el que hay que empezar para comprender la eolica y poder sacar el número gordo en 2 minutos es "energía eólica práctica". Hnos. Urquía Lus.

Entendido este, el resto es sumar y restar.
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#307808
zulu99 escribió:Voy a contar el porqué de mi pregunta; un día me fuí a la UAB Universidad Autónoma de Barcelona para que me hicieran un estudio, sobrae la cantidad de potencia que reciben las palas de un aerogenerador "Según los libros de física", o sea teoría pura. La Maquina un Bazán Bonus de 1.300Kw. palas de 29 m. cuerda en inicio 2,40 y 0,80 al final, 0,80 m. de grosor y ángulo de ataque de 20º, una vez me los hicieron los comparamos con los datos de la curva de potencia dados por el fabricante y la sorpresa fué que era superior en tras veces más, lo que daba la máquina real, puesta en campo, que la teórica.

Estoy en la misma opinión que Spam, se ha colado algún dato que distorsiona los resultados, el cálculo de la potencia máxima teórica es muy sencillo:
P = 1/2 x Densidad aire x Área barrido x V³ x 16/27

Además, la curva de potencia de potencia de los aeros para gran eólica se contrasta in situ, por lo que no debería haber diferencias con respecto a la características técnicas dadas por el fabricante.

Sube el estudio que seguro alguién del foro apunta donde está "el truco".
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#307968
Spam escribió:Sin ser mi especialidad, se me ocurren muchas cosas, puesto que hasta la fecha nadie ha pillado en renuncio a la física (Lo han intentado con lo de los neutrinos pero parece que el radar del guardiacivil estaba mal calibrado...), pero por donde yo empezaría a mirar.....


Premisas y reaildad distinta. Sobre todo en velocidad de aire. Con la altura, la velocidad del aire aumenta mucho, y siendo que la energía va con la velocidad al cuadrado... pues lo mismo no sale lo mismo... Especialmente importante para molinos "pequeños" como este de 29 m que comentas.

También puede ser que la velocidad del aire no esté bien medida.... por efectos de la orografía tengas componente de velocidad no exactamente horizontal.. el punto donde midas no vea el mismo aire que las palas.. un monton de etcs.

El rendimiento de una tripala rondará aproximadamente el 45%, siendo el límite de Betz aprox el 59%. Calcula la energía de la masa de aire que impacta contra el área del molino (si, tan sencillo como la energía cinética... 1/2 m*v^2), o caudal por área... y aplicale el rendimiento... Fijo que clavas los 1300 Kw.

Por mucha aerodinámica que metas, el libro fundamental por el que hay que empezar para comprender la eolica y poder sacar el número gordo en 2 minutos es "energía eólica práctica". Hnos. Urquía Lus.

Entendido este, el resto es sumar y restar.


Normalmente se toma todo el area de barrido de las palas para hacer los cálculos de potencia recibida, pero nosotros creemos que solo entrega par, el viento que impacta en la superficie de las mísmas y esto dependerá de las dimensiones de éstas. Betz dice que el viento entra en al area de barrido a una velocidad y sale a otra, la diferencia entre una y otra digamos que es la potencia entregada. Las palas de un aerogeneraqdor, giran a 19 rpm, 29 m.de longitud, aunque no tengan forma aerodinámica, por ejemplo cilíndricas, o planas, también provocaran este efecto, el de entrar a una velocidad y salir a otra, sin embargo no antregarán ningun par efectivo a la pala.
Unas palas de 29 m. girando a 19 rpm., viento de 8 m/segundo, las palas a esas revoluciones, apartir de los 7 metros a contar desde el buje, ya van más rápidas que el viento ¿Como empuja el viento a la pala a partir de ese punto?
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#307970
wenner escribió:
zulu99 escribió:Voy a contar el porqué de mi pregunta; un día me fuí a la UAB Universidad Autónoma de Barcelona para que me hicieran un estudio, sobrae la cantidad de potencia que reciben las palas de un aerogenerador "Según los libros de física", o sea teoría pura. La Maquina un Bazán Bonus de 1.300Kw. palas de 29 m. cuerda en inicio 2,40 y 0,80 al final, 0,80 m. de grosor y ángulo de ataque de 20º, una vez me los hicieron los comparamos con los datos de la curva de potencia dados por el fabricante y la sorpresa fué que era superior en tras veces más, lo que daba la máquina real, puesta en campo, que la teórica.

Estoy en la misma opinión que Spam, se ha colado algún dato que distorsiona los resultados, el cálculo de la potencia máxima teórica es muy sencillo:
P = 1/2 x Densidad aire x Área barrido x V³ x 16/27

Además, la curva de potencia de potencia de los aeros para gran eólica se contrasta in situ, por lo que no debería haber diferencias con respecto a la características técnicas dadas por el fabricante.

Sube el estudio que seguro alguién del foro apunta donde está "el truco".


Datos del fabricante del aerogenerador Bazán Bonus de 1.300 Kw. extraido de la curva de potencia del mismo, con vientos de 8 m/s. la máquina genera 439 Kw, vamos ha hacer el cálculo para hallar el área de impacto:
P= 1/2 x 1.225 x ? x 8 al cubo (512) = 439.000 w.
Area Impacto = 439000 x 2 / 1.225 x 512 = 1.400,31 m2.
Esto nos dice que las palas reciben el impacto de 1.400,31 metros cúbicos de aire por segundo ¿como se distribuye todo ese viento sobre las tres palas, que en total las tres no tiene una superficie superior a 200 m2?
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#307972
zulu99 escribió:
wenner escribió:
zulu99 escribió:Voy a contar el porqué de mi pregunta; un día me fuí a la UAB Universidad Autónoma de Barcelona para que me hicieran un estudio, sobrae la cantidad de potencia que reciben las palas de un aerogenerador "Según los libros de física", o sea teoría pura. La Maquina un Bazán Bonus de 1.300Kw. palas de 29 m. cuerda en inicio 2,40 y 0,80 al final, 0,80 m. de grosor y ángulo de ataque de 20º, una vez me los hicieron los comparamos con los datos de la curva de potencia dados por el fabricante y la sorpresa fué que era superior en tras veces más, lo que daba la máquina real, puesta en campo, que la teórica.

Estoy en la misma opinión que Spam, se ha colado algún dato que distorsiona los resultados, el cálculo de la potencia máxima teórica es muy sencillo:
P = 1/2 x Densidad aire x Área barrido x V³ x 16/27

Además, la curva de potencia de potencia de los aeros para gran eólica se contrasta in situ, por lo que no debería haber diferencias con respecto a la características técnicas dadas por el fabricante.

Sube el estudio que seguro alguién del foro apunta donde está "el truco".


Datos del fabricante del aerogenerador Bazán Bonus de 1.300 Kw. extraido de la curva de potencia del mismo, con vientos de 8 m/s. la máquina genera 439 Kw, vamos ha hacer el cálculo para hallar el área de impacto:
P= 1/2 x 1.225 x ? x 8 al cubo (512) = 439.000 w.
Area Impacto = 439000 x 2 / 1.225 x 512 = 1.400,31 m2.
Esto nos dice que las palas reciben el impacto de 1.400,31 metros cúbicos de aire por segundo ¿como se distribuye todo ese viento sobre las tres palas, que en total las tres no tiene una superficie superior a 200 m2?

P = 1/2 x Densidad aire x Área barrido x V³
Densidad aire (estándar) = 1,225
r = 29 m
v = 8 m/s
Pmáx = 1/2 x 1,225 x 3,1416 x 29² x 8³ / 1000 = 828,5 kW
Paero (8 m/s) = 439 kW

Cp = Paero / Pmáx = 439/828,5 = 0,529 = 52,9% < 59,2%

zulu99 escribió:Voy a contar el porqué de mi pregunta; un día me fuí a la UAB Universidad Autónoma de Barcelona para que me hicieran un estudio, sobrae la cantidad de potencia que reciben las palas de un aerogenerador "Según los libros de física", o sea teoría pura. La Maquina un Bazán Bonus de 1.300Kw. palas de 29 m. cuerda en inicio 2,40 y 0,80 al final, 0,80 m. de grosor y ángulo de ataque de 20º, una vez me los hicieron los comparamos con los datos de la curva de potencia dados por el fabricante y la sorpresa fué que era superior en tras veces más, lo que daba la máquina real, puesta en campo, que la teórica.

Por tanto, aunque tiene un coeficiente de potencia muy alto, está dentro de límite de Betz.
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#307979
zulu99 escribió: Datos del fabricante del aerogenerador Bazán Bonus de 1.300 Kw. extraido de la curva de potencia del mismo, con vientos de 8 m/s. la máquina genera 439 Kw, vamos ha hacer el cálculo para hallar el área de impacto:
P= 1/2 x 1.225 x ? x 8 al cubo (512) = 439.000 w.
Area Impacto = 439000 x 2 / 1.225 x 512 = 1.400,31 m2.
Esto nos dice que las palas reciben el impacto de 1.400,31 metros cúbicos de aire por segundo ¿como se distribuye todo ese viento sobre las tres palas, que en total las tres no tiene una superficie superior a 200 m2?

Creo que tienes un error en el cálculo teórico del área de barrido:
A = 439000 x 2 / (1,225 x 8³) = 1400 m²
El área que tenemos del aero es: A (aero) = 3,1416 x 29² = 2642 m³

El área teórica mínima para conseguir los 439 kW es:
r = raiz( 27/16 x 1400/pi()) = 27,4 m < 29 m
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#308124
wenner escribió:
zulu99 escribió: Datos del fabricante del aerogenerador Bazán Bonus de 1.300 Kw. extraido de la curva de potencia del mismo, con vientos de 8 m/s. la máquina genera 439 Kw, vamos ha hacer el cálculo para hallar el área de impacto:
P= 1/2 x 1.225 x ? x 8 al cubo (512) = 439.000 w.
Area Impacto = 439000 x 2 / 1.225 x 512 = 1.400,31 m2.
Esto nos dice que las palas reciben el impacto de 1.400,31 metros cúbicos de aire por segundo ¿como se distribuye todo ese viento sobre las tres palas, que en total las tres no tiene una superficie superior a 200 m2?

Creo que tienes un error en el cálculo teórico del área de barrido:
A = 439000 x 2 / (1,225 x 8³) = 1400 m²
El área que tenemos del aero es: A (aero) = 3,1416 x 29² = 2642 m³

El área teórica mínima para conseguir los 439 kW es:
r = raiz( 27/16 x 1400/pi()) = 27,4 m < 29 m


Creo que no has entendido bien lo que he expuesto, no hago referencia para nada a el área de barrido y hago una pregunta sobre el resultado de los cálculos, que son datos reales, reléetelo otra vez y dame tu opinión.
No suelo entrar mucho en los foros y no se bien "COMO PODRIA COLGAR LOS CALCULOS DE LA UAB EN EL FORO, SON 7 HOJAS", si alguien me puede pasar instrucciones al respecto se lo agradeceré, me gustaría saber vuestra opinión.
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#308134
zulu99 escribió:
wenner escribió:
zulu99 escribió: Datos del fabricante del aerogenerador Bazán Bonus de 1.300 Kw. extraido de la curva de potencia del mismo, con vientos de 8 m/s. la máquina genera 439 Kw, vamos ha hacer el cálculo para hallar el área de impacto:
P= 1/2 x 1.225 x ? x 8 al cubo (512) = 439.000 w.
Area Impacto = 439000 x 2 / 1.225 x 512 = 1.400,31 m2.
Esto nos dice que las palas reciben el impacto de 1.400,31 metros cúbicos de aire por segundo ¿como se distribuye todo ese viento sobre las tres palas, que en total las tres no tiene una superficie superior a 200 m2?

Creo que tienes un error en el cálculo teórico del área de barrido:
A = 439000 x 2 / (1,225 x 8³) = 1400 m²
El área que tenemos del aero es: A (aero) = 3,1416 x 29² = 2642 m³

El área teórica mínima para conseguir los 439 kW es:
r = raiz( 27/16 x 1400/pi()) = 27,4 m < 29 m


Creo que no has entendido bien lo que he expuesto, no hago referencia para nada a el área de barrido y hago una pregunta sobre el resultado de los cálculos, que son datos reales, reléetelo otra vez y dame tu opinión.
No suelo entrar mucho en los foros y no se bien "COMO PODRIA COLGAR LOS CALCULOS DE LA UAB EN EL FORO, SON 7 HOJAS", si alguien me puede pasar instrucciones al respecto se lo agradeceré, me gustaría saber vuestra opinión.

Hola zulu99,

Simplemente me he centrado en la potencia máxima teórica que se puede extraer del viento, según libros de física como dices, y como ves los resultados están dentro de los esperados aunque es cierto que el Cp sale muy alto pero dentro de lo "normal", en cualquier caso, sube el documento que comentas.

Al escribir la respuesta en la parte inferior, pulsas la pestaña 'Subir adjunto' hay le das a 'Examinar' y luego 'Agregar archivo', antes de nada comprímelo sino te puede dar problemas.

Saludos
por
#308179
wenner escribió:
zulu99 escribió:
wenner escribió:
zulu99 escribió: Datos del fabricante del aerogenerador Bazán Bonus de 1.300 Kw. extraido de la curva de potencia del mismo, con vientos de 8 m/s. la máquina genera 439 Kw, vamos ha hacer el cálculo para hallar el área de impacto:
P= 1/2 x 1.225 x ? x 8 al cubo (512) = 439.000 w.
Area Impacto = 439000 x 2 / 1.225 x 512 = 1.400,31 m2.
Esto nos dice que las palas reciben el impacto de 1.400,31 metros cúbicos de aire por segundo ¿como se distribuye todo ese viento sobre las tres palas, que en total las tres no tiene una superficie superior a 200 m2?

Creo que tienes un error en el cálculo teórico del área de barrido:
A = 439000 x 2 / (1,225 x 8³) = 1400 m²
El área que tenemos del aero es: A (aero) = 3,1416 x 29² = 2642 m³

El área teórica mínima para conseguir los 439 kW es:
r = raiz( 27/16 x 1400/pi()) = 27,4 m < 29 m


Creo que no has entendido bien lo que he expuesto, no hago referencia para nada a el área de barrido y hago una pregunta sobre el resultado de los cálculos, que son datos reales, reléetelo otra vez y dame tu opinión.
No suelo entrar mucho en los foros y no se bien "COMO PODRIA COLGAR LOS CALCULOS DE LA UAB EN EL FORO, SON 7 HOJAS", si alguien me puede pasar instrucciones al respecto se lo agradeceré, me gustaría saber vuestra opinión.

Hola zulu99,

Simplemente me he centrado en la potencia máxima teórica que se puede extraer del viento, según libros de física como dices, y como ves los resultados están dentro de los esperados aunque es cierto que el Cp sale muy alto pero dentro de lo "normal", en cualquier caso, sube el documento que comentas.

Al escribir la respuesta en la parte inferior, pulsas la pestaña 'Subir adjunto' hay le das a 'Examinar' y luego 'Agregar archivo', antes de nada comprímelo sino te puede dar problemas.

Saludos


Lo que quiero señalar, es que la potencia real que genera la máquina, según el fabricante (439 Kw.) sería igual a la que llevan 1.400
m/cúbicos de viento, a 8 m/s.
Teniendo en cuenta, que el funcionamiento de las palas de un aerogenerador, básicamente es como el de las alas de un avión, en lo que a la aerodinámica se refiere, la ecuación para allar la fuerza de sustentación, sería la siguiente:

Fsus= 1/2 1,225 · Cx · A · V2 · Coseno ángulo de ataque.

PREGUNTA: Si las palas, entre las tres no suman una superficie alar de mas de 200 m2, como puede ser que absorban la energía neta procedente de 1.400 m/cúbicos, como... de que manera, como se desliza una cantidad tan grande de aire por una superficie tan pequeña y deja y deja allí toda su energía.
por
#308180
zulu99 escribió:
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zulu99 escribió:
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zulu99 escribió: Datos del fabricante del aerogenerador Bazán Bonus de 1.300 Kw. extraido de la curva de potencia del mismo, con vientos de 8 m/s. la máquina genera 439 Kw, vamos ha hacer el cálculo para hallar el área de impacto:
P= 1/2 x 1.225 x ? x 8 al cubo (512) = 439.000 w.
Area Impacto = 439000 x 2 / 1.225 x 512 = 1.400,31 m2.
Esto nos dice que las palas reciben el impacto de 1.400,31 metros cúbicos de aire por segundo ¿como se distribuye todo ese viento sobre las tres palas, que en total las tres no tiene una superficie superior a 200 m2?

Creo que tienes un error en el cálculo teórico del área de barrido:
A = 439000 x 2 / (1,225 x 8³) = 1400 m²
El área que tenemos del aero es: A (aero) = 3,1416 x 29² = 2642 m³

El área teórica mínima para conseguir los 439 kW es:
r = raiz( 27/16 x 1400/pi()) = 27,4 m < 29 m


Creo que no has entendido bien lo que he expuesto, no hago referencia para nada a el área de barrido y hago una pregunta sobre el resultado de los cálculos, que son datos reales, reléetelo otra vez y dame tu opinión.
No suelo entrar mucho en los foros y no se bien "COMO PODRIA COLGAR LOS CALCULOS DE LA UAB EN EL FORO, SON 7 HOJAS", si alguien me puede pasar instrucciones al respecto se lo agradeceré, me gustaría saber vuestra opinión.

Hola zulu99,

Simplemente me he centrado en la potencia máxima teórica que se puede extraer del viento, según libros de física como dices, y como ves los resultados están dentro de los esperados aunque es cierto que el Cp sale muy alto pero dentro de lo "normal", en cualquier caso, sube el documento que comentas.

Al escribir la respuesta en la parte inferior, pulsas la pestaña 'Subir adjunto' hay le das a 'Examinar' y luego 'Agregar archivo', antes de nada comprímelo sino te puede dar problemas.

Saludos


Lo que quiero señalar, es que la potencia real que genera la máquina, según el fabricante (439 Kw.) sería igual a la que llevan 1.400
m/cúbicos de viento, a 8 m/s.
Teniendo en cuenta, que el funcionamiento de las palas de un aerogenerador, básicamente es como el de las alas de un avión, en lo que a la aerodinámica se refiere, la ecuación para allar la fuerza de sustentación, sería la siguiente:

Fsus= 1/2 1,225 · Cx · A · V2 · Coseno ángulo de ataque.

PREGUNTA: Si las palas, entre las tres no suman una superficie alar de mas de 200 m2, como puede ser que absorban la energía neta procedente de 1.400 m/cúbicos, como... de que manera, como se desliza una cantidad tan grande de aire por una superficie tan pequeña y deja y deja allí toda su energía.

Wenner, he tratado de adjuntar el estudio de la UAB, pero me dice que es muy grande, voy a tratar de comprimirlo como tu me dijiste, lo que pasa que yo no se como se hace, mañana lo consultaré en la oficina, a ver si alguien sabe.
Un saludo.
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