Manual del GuĂa Visita Flash 25 min.
Índice Introducción Objetivos Metodología Inicio del recorrido Estación 1: Uniendo Chile con Energía Estación 2: Historia del suministro de energía eléctrica Estación 3: Los pioneros Estación 4: ¿Qué es la electricidad? Estación 5: Componentes del Sistema de Suministro Eléctrico Estación 6: Energía en movimiento Concursos Preguntas y respuestas
Introducción “El mágico viaje de la electricidad” es un proyecto educativo que busca acercar la sociedad a las actividades y valores de Transelec. Es una experiencia especialmente diseñada para la comunidad escolar en coordinación con los planes y objetivos del Mineduc. Está contemplado que cada grupo será de aproximadamente veinte niños y el recorrido tiene una duración de 30 minutos, ya que son seis estacionescompuestas por paneles informativos- más una pantalla donde se verán tres videos relacionados con el tema y una mesa para desarrollar las diferentes actividades experimentales. La muestra posee características multimediales e interactivas que enriquecen la experiencia, haciéndola más atractiva y recordable para las visitas guiadas a las instalaciones de la empresa a lo largo del país. Es un diseño modular preparado para ser implementado en distintos espacios. En este manual encontrarán todo la información de los paneles de la muestra, la cual está en color gris para diferenciarse del texto del guía, que está en negro y que es la que ustedes tienen que decir. Recuerden esto no es una clase de ciencias , es una oportunidad de entretenerse y aprender ,la “emoción” es muy importante, si ven que su grupo se aburre o esteza, cambien rápidamente de estrategia, para esto son muy útiles los concursos descritos mas adelante en este manual. El profesor es su mayor aliado el conoce la materia y a su curso ,integrenlo a la experiencia , planifiquen con el brevemente las actividades. Mucha Suerte y, junto a los estudiantes, disfruten de esta muestra!
Objetivos Pasar un rato agradable en una experiencia entretenida y con sentido Educar en forma entretenida e interactiva a los escolares y distintos públicos que visiten esta muestra. Transmitir los valores de Transelec, como parte de un estilo de trabajo. Incentivar a los niños y jóvenes a soñar, inventar y desarrollar nuevas tecnologías o productos. Generar conciencia de la importancia de la transmisión eléctrica en la vida diaria.
Metodología Mediante
el
uso
de
una
muestra
guiada
interactiva,
con
actividades
experimentales complementarias, infografías y material audiovisual se busca generar una experiencia que logre captar la atención de los usuarios. La muestra tiene un recorrido establecido, a través del cual se explicará la electricidad desde ejemplos sencillos y más generales, con el fin de contextualizar el tema y ser capaces de entender lo que vamos a profundizar más adelante. Son seis estaciones: Estación 1: Uniendo Chile con Energía Estación 2: Historia del suministro de energía eléctrica Estación 3: Los pioneros Estación 4: ¿Qué es la electricidad? Estación 5: Componentes del Sistema de Suministro Eléctrico Estación 6: Energía en movimiento Cada uno de ellos tendrá la información que necesitan los guías para poder desenvolverse, donde se incluyen los conceptos más importantes que deben ser transmitidos en las distintas etapas. Además, podrán encontrar un listado de posibles preguntas frecuentes para que sean estudiadas y así, responder de la mejor manera posible las inquietudes de los niños. Después de la tercera estación se procederá a ver un video sobre la historia de la electricidad, con el fin de aclarar las posibles dudas que hayan quedado. En distintas etapas de este recorrido o al final, según la dinámica del grupo se hará un concurso, con los cubos que hay en la muestra, y que encontrarás al final de este manual.
Recursos / El domo
Recursos / Planta
Recursos / Los Paneles
Inicio del recorrido Isabel: Mirando al profesor (o encargado del grupo). Primero que todo y a nombre de Transelec, la principal empresa de transmisión eléctrica, de Chile, y de museo de Antofagasta, les quiero dar la bienvenida al “Mágico viaje de la electricidad y agradecer su presencia aquí esta (mañana/tarde) Les presento a nuestros guiás Mariela y Alex Para comenzar, voy a pedirles su colaboración, necesito dos voluntarios que me ayuden con la experiencia que haremos a continuación.
Estaci贸n 1:
Estación 1: Uniendo Chile con Energía Alex: En la actualidad, la energía eléctrica es un elemento importante para la vida diaria. La mayoría de las actividades cotidianas que realizas necesitan de la electricidad para funcionar: Actividad: Ponte en movimiento con energía. Con la siguiente experiencia podrás ver la transformación de la energía mecánica a eléctrica. Y entenderás cómo el sistema administra las distintas fuentes de generación para transmitir permanentemente electricidad a los consumidores. Alex: Pedaleen en las bicicletas por favor. Las bicicletas gráfica la alternancia de la fuente energética en el Sistema Interconectado y la complejidad de despachar la cantidad exacta de energía que se demanda a cada momento. Dínamo: Es una máquina que induce energía eléctrica y está formado por una bobina que gira entre dos imanes. Infografía de dinamo Alex: la historia de la electricidad tiene hitos, en los cuales nos vamos a centrar para entender cada una de los procesos que se vivieron y las consecuencias que éstos trajeron.
Estaci贸n 2:
Estación 2: Historia del suministro de energía eléctrica Isabel: el telégrafo de Morse fue el primer instrumento eléctrico que permitió transmitir y recibir señales, por medio de impulsos eléctricos que pasaban sobre un solo cable. Sobre esta idea, Bell comienza a pensar en cómo transmitir sonido a largas distancias, entonces, nace el teléfono. Esto generó una revolución en las comunicaciones. La lámpara incandescente utilizó filamentos de bambú que se quemaban rápidamente. Después de mucho experimentar Edison logro mantener una ampolleta encendida por mas de 40 horas. la ola de inventos produjo un cambio en el estilo de vida de las personas y éstos, rápidamente, se transformaron en una necesidad. La electricidad en las calles, por su parte, trajo seguridad e incitó la diversión y la vida social hasta más tarde. ¿Se imaginan ustedes sin algunos de estos inventos? Los tubos de vacíos que ocuparon los aparatos eléctricos, se calentaban, quemaban y demoraban mucho en prender, lo que limitaba su uso. Nace el Microchip y se da inicio a la era de la información. Este pequeño aparato que almacena millones de datos permitió innovar no sólo en computadores, sino también en instrumentos médicos, automóviles, electrodomésticos y telefonía, entre miles de aplicaciones. Alex: La electricidad es un proceso de descubrimiento que está presente en todo momento. Ahora conoceremos quiénes fueron sus precursores, los grandes inventores de la historia y al padre del sistema eléctrico moderno, Nikola Tesla.
Estación 3: Los pioneros Alex: La electricidad viene del griego Electrón, cuyo significado es ámbar. Thales de Mileto fue el primero en descubrir que al frotar un ámbar con un paño se podían observar fenómenos eléctricos. Mariela: Haremos el mismo experimento de Thales de Mileto. Para ello tomaremos una regla y después de frotarla, la acercaremos a los papeles picados que están sobre la mesa. La carga de electricidad estática atraerá los papeles. Alex: Nikola Tesla (1857- 1943) Serbio- Americano, inventor e investigador. Se le puede considerar como padre del Sistema eléctrico moderno. Actividad: La Mágica esfera de Tesla Alex: La bobina de Nikola Tesla nos permitirá visualizar la electricidad, en su estado de plasma, como los rayos en la naturaleza. Isabel: (selecciona una niña (niño) del público) Acérquense, aquí al panel (selecciona dos voluntarios), coloca tu mano sobre la esfera. Tranquilo (a) no vas a sentir un golpe de corriente, porque la tensión es sólo de 12 volts. Como pueden observar, la corriente busca un medio conductor; en este caso tu cuerpo. Mariela: Ahora, si acercas esta ampolleta a la esfera observen lo que sucede. ¿Cómo se enciende sin hacer contacto directo? ¿Alguien tiene una idea? Mariela: Si acercamos una ampolleta, ésta se ilumina por inducción. El cátodo emite rayos invisibles, dentro del gas a baja presión, formados por electrones que al golpear el vidrio se vuelven luminosos. A partir de este concepto se desarrolló el tubo fluorescente de la pantalla de TV y los rayos X.
Estación 4: Video Historia de la Electricidad Isabel: A continuación veremos un entretenido video con la historia de estos locos inventores. Después podrán hacer preguntas y continuaremos con nuestro recorrido, silencio por favor. Alex: Electricidad, magnetismo, corriente y voltaje son conceptos que escuchamos constantemente, pero es fácil confundir estos conceptos.
Ver video: http://www.youtube.com/user/salfaterrazuriz#p/a/u/4/U_ynqrf1lEk
Estaci贸n 5:
Estación 5: ¿Qué es la electricidad? Alex: La electricidad y el magnetismo son dos aspectos de un mismo fenómeno. Oersted La electricidad es un fenómeno natural asociado al electromagnetismo que está presente en el medio y en los seres vivos. Alex : Todos somos pequeñas pilas. Nuestros músculos funcionan así, nuestro sistema nervioso es una red eléctrica que está dirigida por el cerebro, el cual también funciona con electricidad. En definitiva, todos los seres vivos somos generadores de corriente eléctrica. Infografía campos magnéticos de la tierra. La tierra es un enorme electroimán Actividad: Electricidad en todas partes 1-Visualización de los campos magnéticos de un electroimán. Instrucciones de uso: - Coloca el imán en la parte inferior del cubo. - Sin desplazar el imán gira el cubo. - Observa la figura que se forma con polvo metálico. Isabel: Acércate (selecciona un alumno), coloca el electroimán sobre la viruta metálica. Miren, a través de este arco pueden observar los campos electromagnéticos que forman el polo positivo y negativo. Esto mismo ocurre en la tierra y en todos los objetos. 2-Generación de electricidad, a través de la electroquímica. Mariela: la electroquímica es la transformación entre la energía eléctrica y la química. Es una forma de generación de electricidad natural. Instrucciones de uso: - Coloca los conductores en la fuente energética. − Sigue las instrucciones del guía y observa lo que sucede. − Mariela: La electricidad está presente en todo lo que nos rodea, pero existen diversas formas de obtenerla, por ejemplo, como resultado de una reacción química
Se los mostraré obteniendo electricidad de este limón y del agua. Acércate (selecciona un alumno), coloca estos placas de cobre y estaño, conectadas a este pequeño reloj, en la fruta. Observemos que sucede… A continuación haremos lo mismo en esta botella con agua. La electrólisis es la descomposición química de una sustancia, producida por el paso de una corriente eléctrica continua. En este caso se produce por el ácido del limón. Alex: Como vieron no es tan difícil obtener la electricidad. El problema es que es muy poca, apenas enciende un led o mueve un reloj, entonces ¿cómo se amplifica y transmite a millones de hogares, calles e industrias?
Estaci贸n 6:
Estación 6: Componentes del Sistema de Suministro Eléctrico Generación, Transmisión y Distribución. Alex: La energía eléctrica no se almacena, por lo tanto, una vez generada debe ser distribuida las 24 horas y todos los días del año. Generación Fuentes donde se produce electricidad a partir de las energías disponibles. Alex: La energía eléctrica se produce en las Centrales Eléctricas y pueden ser hidráulicas, térmicas, eólicas, solar, o geotérmicas entre otras. El proceso consiste en girar una turbina que, a su vez, hace girar un alternador- como en la bicicleta- que produce energía en corriente alterna, a tensiones intermedias, es decir, entre 6000 y 23000 voltios. Transmisión Sistemas donde se amplifica o disminuye la tensión y se transmite por medio de líneas de transporte a grandes distancias. Alex: Es lo que hacemos en Transelec. Nosotros construimos, manejamos un conjunto de líneas, subestaciones y equipos destinados al transporte de electricidad desde los puntos de producción (generadores) hasta los centros de consumo o distribución, . Para lograrlo se aumenta a alta tensión y circula entre 220.000 y 750.000 voltios, dependiendo de la zona geográfica. Distribución Red local que lleva la energía de baja tensión a las ciudades o zonas rurales. Alex: Las redes de distribución de energía se encuentran en áreas urbanas y rurales. Para hacer esto nuevamente se baja la tensión a 220 voltios. Además como veremos a continuación los cables presenta resistencia y pérdidas. Actividad: La Resistencia eléctrica Comprobar empíricamente la resistencia del medio conductor. Mariela: Instrucciones de uso: - Desplaza la barra con el cable sobre la bobina.
- Observa lo que sucede mientras mayor es la cantidad de cable que tiene que recorrer la corriente. Alex-Subestaciones Las subestaciones, aumentan o bajan los niveles de tensión, según la etapa en que se encuentre, y ejecutan las indicaciones del CDEC. Alex: El CDEC es el Centro de Despacho Económico de Carga. Él coordina la labor de los distintos actores del sistema, planifica y garantiza el desarrollo de la operación. Alex: A continuación veremos una maqueta, donde visualizarán qué es una subestación como las de Transelec y cuáles son los elementos que componen un paño. La subestación es el lugar donde llega la energía eléctrica desde las centrales generadoras para bajar su tensión. Están compuestas por paneles de alarma y protección, éste último permite ver el flujo que está siendo transportado, por paneles de control que tienen interruptores y desconecta dores y, por transformadores de potencial que permite cambiar la tensión de la corriente, entre muchos otros elementos. Alex: Todas estás líneas están aportando energía de otras subestaciones a la barra; a ella se conecta todo incluso el paño. Cuando sacamos energía de la barra, la pasamos al paño y luego, al transformador. Aquí es cuando baja la tensión de 220 a 110 kv. La energía eléctrica está en el paño, por el lado de 110. Es en estos momentos, cuando Chilectra la manda a pequeñas subestaciones en distintos puntos de la capital; nuevamente vuelve a bajar el voltaje a 13.200 voltios que es la corriente eléctrica que circula por las calles y la que llega hasta nuestras casas es de 220 voltios. -Las torres de alta tensión Las líneas de transportes o de alta tensión son el medio por el cual se transmite la energía a grandes distancias. Las torres están constituidas por cables de aluminio, aislantes y soportes. Alex: Todo este conjunto de líneas de transmisión, torres de alta tensión, subestaciones dan vida al sistema troncal. Es como nuestra columna vertebral. Alex: El sistema permite- por medio de pocas líneas- trasmitir electricidad, sino no podríamos ni ver el cielo con los miles de cables necesarios para trasmitir tanta energía a bajo voltaje. Deben saber que de $100 que pagas de electricidad, sólo el $4 corresponde a los costos de transmisión. Más allá de las ventajas económicas que tiene para todos, es importante destacar que todo ese trabajo está regulado por estrictos
estándares de seguridad, donde se busca producir una menor intervención social y mantener un desarrollo sustentable. Trabajadores extremos Cumplir la misión de llevar energía, sin interrupciones, por cientos de kilómetros, implica mucho esfuerzo. Trabajar a más de 50 metros, con miles de voltios, no es algo fácil, y requiere de mucho valor y profesionalismo. Este trabajo no es apto para cardíacos, imagínense que las líneas de transportes son instaladas a lo largo de Chile, no debemos olvidar que nuestro país tiene una loca geografía y variados climas- muchos de ellos extremos-. En ocasiones han debido utilizar helicópteros para acceder a zonas complicadas. La labor que realizan estos hombres es de alto impacto, están al límite, pero sin ellos no sería posible tener la electricidad que necesitamos. Alex: Para concluir este recorrido, debemos considerar las proyecciones. Con el aumento del consumo y la necesidad de responder a estas nuevas exigencias, la electricidad se trasformó en la energía del futuro. Hoy es un hecho que debemos cuidar la electricidad, a través de un uso eficiente y responsable, para mantener un desarrollo sustentable del sistema eléctrico.
Estaci贸n 7:
Estación 7: Energía en movimiento Isabel: Chile presenta condiciones naturales para aprovechar las fuentes renovables de energía. Esto permitiría satisfacer la actual demanda de electricidad, ya que tiene la infraestructura y el equipamiento necesario. Sólo falta innovar y establecer nuevos mecanismos de generación y transmisión. Guía: Pensando en este panorama es que resulta fundamental tener una planificación a largo plazo, con el fin de producir una menor intervención social y natural, disminuir las pérdidas y generar la posibilidad de tener fuentes energéticas más limpias y económicas. Nosotros en Transelec estamos optimistas y comprometidos con el desarrollo eléctrico y la innovación de las nuevas tecnologías. "Un desarrollo que satisfaga las necesidades del presente sin poner en peligro la capacidad de las generaciones futuras para atender sus propias necesidades". Definición de Desarrollo Sustentable, Naciones unidas. Isabel: Ha sido utilizada desde la antigüedad, mediante los molinos de agua, represas y centrales hidroeléctricas. Energía hidráulica La energía geotérmica es propia de las zonas volcánicas, donde se obtiene del calor interior de la tierra. Energía geotérmica Se genera por medio de la radiación solar y se puede transformar en energía calórica o en energía eléctrica. Energía solar Utiliza el viento para transformar la energía eléctrica. Energía eólica Las plantas absorben la energía del sol, convirtiéndolas en energía química, a través del proceso de fotosíntesis. Ésta puede ser recuperada como combustible al ser quemada como la leña o el biodiesel. Biomasa
Más fuerte, más lejos, más rápido La electricidad es una fuente permanente de desarrollo, modernización e innovación. Hoy vivimos un gigantesco florecimiento de la creación científica, ¿sabías que la mayoría de los inventores de la historia están vivos? Todos los días se patentan miles de inventos en el mundo, pero en Chile son sólo unos pocos. Pronto conduciremos autos eléctricos, viajaremos en trenes bala, tendremos robots o volaremos en platillos. ¿Qué te gustaría inventar? Actividad: Levitación Electromagnética. Las aplicaciones de la energía electromagnética que hacen funcionar el motor eléctrico le dan velocidad al tren bala. Isabel: Por ejemplo, el tren bala levita y se traslada a gran velocidad. ¿Cómo sucede esto? el electroimán ejerce una fuerza de repulsión sobre las vías minimizando la fricción. Pudiendo alcanzar velocidades de miles de kilómetros por hora. Isabel: El Levitron funciona sin electricidad ni baterías. Como ven su base es bastante pesada y contiene los imanes principales. Debe ajustarse con mucha precisión, ya que la temperatura puede hacer variar el campo magnético: poco peso y sale volando, demasiado peso y no despega.
Ver video: http://www.youtube.com/user/salfaterrazuriz#p/u/0/QbA25-uuGMY
Isabel: El uso eficiente de la energía eléctrica, una tarea de todos ¿Qué hábitos de consumo debiéramos cambiar? Aislar nuestro hogar para no gastar en calefacción o aire acondicionado; preferir equipos certificados en bajo consumo o que utilicen energías renovables, como los termos solares; desenchufar cargadores y equipos activos. O lo mejor algo más sencillo como apagar la luz cuando no hay nadie. Isabel: Muchas gracias por su visita a: La exhibición interactiva “El Mágico viaje de la electricidad” aquí en el museo de Antofagasta, formen una fila para hacerles un regalo. Mira al profesor dejándolo a cargo del grupo.
Concursos Guía: Vamos a hacer un concurso para saber qué han aprendido. Como ven aquí tenemos unos cubos con imágenes relacionadas con lo que estamos bien en los paneles: están las caras de los inventores, replicas de las infografías y los principales artefactos. La idea es que respondan las preguntas y puedan buscar el cubo que corresponda. A aquellos que contesten bien les daremos un premio (imanes para el refrigerador con tips de eficiencia energética o juegos científicos). Dínamo Samuel Morse Transistor Nikola Tesla Teléfono Alexander Graham Bell Generación Transmisión Distribución Energía eólica Energía Solar Energías Renovables Subestación Al comienzo de este recorrido, hablamos del dínamo que es una máquina que genera corriente eléctrica, ¿Alguien me puede mostrar el dínamo en estos cubos? Quién de ustedes puede decirme, ¿Quién creó el telégrafo? Ahora búscalo en los cubos. Durante la línea de tiempo vimos que el transistor se creó en el año 1947, ¿quién se acuerda qué es el transistor? Ahora búscalo en los cubos. ¿Por qué es tan importante Nikola Tesla? Busquen su foto en los cubos. Hablamos de las rencillas entre Thomas Alva Edison y Nikola Tesla por demostrar que corriente era la más adecuada, pero ¿Por qué invento se hizo famoso Thomas Alva Edison? Hubo muchos inventos prácticos que ahora son parte fundamental de nuestras vidas, se acuerdan ¿Quién inventó el teléfono? ¿Cuál es el cubo que corresponde?
La electricidad llega hasta nuestros hogares, por medio de un largo proceso ¿Cuáles son las etapas del sistema eléctrico? ¿La energía se transmite, por largas distancias, a través de qué medio? Con el tiempo, se han sumado a la energía hidráulica nuevas formas de energías ¿Cuáles son? La electricidad hay que cuidarla ¿De qué manera podemos hacer un uso eficiente de la energía?. Las subestaciones, aumentan o bajan los niveles de tensión, ¿Quién se acuerda cómo son las subestaciones?
Preguntas y respuestas ¿Porque levita el Levitron? Porque es rechazado por los 3 imanes de la base ,pues tienen cargas opuestas. El girar continuamente le permite no perder el equilibrio y el peso justo permite que no salga disparado o se caiga. ¿Que es un dinamo? Es una máquina que induce energía eléctrica y está formado por una bobina que gira entre dos imanes, produciendo campos magnéticos que transforman la energía mecánica en eléctrica. ¿Como se genera la electricidad en los átomos? La electricidad se genera cuando los electrones, que circulan alrededor del núcleo, se mueven entre los átomos. Los átomos están compuestos por electrones (-) y, en su núcleo, por protones (+) y neutrones (sin carga). A su alrededor viajan electrones a gran velocidad, cuando éstos se mueven entre los átomos producen cargas eléctricas. ¿Que es la tensión o voltaje? Imaginemos el agua como electricidad. El voltaje o tensión es la presión que existe al abrir una llave y ese flujo de agua que sale es la corriente eléctrica, la cual está rodeada de campos magnéticos. ¿Que es la Corriente Continua? La corriente continua son cargas eléctricas o electrones que van siempre en el mismo sentido, del polo negativo al positivo, en un circuito eléctrico cerrado. Un ejemplo, las baterías o los dínamos. Corriente Continua (DC, Direct Current) ¿Que es la Corriente Alterna? Ésta circula alternadamente en una dirección y luego en otra, cambiando constantemente de polaridad. Durante un momento, el polo es negativo y, en segundos, se invierte. La corriente que llega hasta las casas es alterna. Corriente Alterna (AC, Alternating Current) ¿Que es el desarrollo sustentable? "El desarrollo que satisfaga las necesidades del presente sin poner en peligro la capacidad de las generaciones futuras para atender sus propias necesidades". Definición de Desarrollo Sustentable, Naciones unidas. ¿Que es la tensión?
Cuando explicamos la electricidad a través del agua, dijimos que el voltaje o tensión es la presión que existe al abrir una llave. (Mostrar infografía de tensión en la pantalla del panel 5) ¿Se contemplan medidas de seguridad para que los jóvenes no se suban a las instalaciones? Todas las torres que están ubicadas cerca de los lugares por donde transitan personas cuentan con sistemas de seguridad para evitar que sean trepadas y para proteger muy especialmente la integridad de niños y jóvenes. ¿Qué pasa si se corta un cable? La líneas están diseñadas y construidas con el fin que no se corte ninguno de los cables que transportan electricidad. Para evitar riesgos, Transelec implementa en todos sus proyectos una franja de seguridad, con el objetivo de resguardad la integridad de las personas. Asimismo, realiza regularmente inspecciones visuales y con termovisión. Además, ante un eventual corte del conductor, el sistema de seguridad desenergiza inmediatamente el cable para evitar riesgos. ¿Qué pasa con los volantines cerca de las líneas? Está prohibido el encumbramiento de volantines cerca de las líneas para evitar los peligros de una eventual electrocución a quien está elevando un volantín con hilo metálico o curado y a quienes se encuentran a su alrededor. ¿Cómo puedo operar maquinaria de manera segura debajo de una línea de transmisión? Siempre y cuando se asegure de no acercar ningún elemento de la maquinaria a los cables de alta tensión. De manera general, se puede operar en forma segura manteniendo una distancia mínima de dos metros. ¿Qué son los campos electromagnéticos? A juicio de la Organización Mundial de la Salud no existen estudios concluyentes que demuestren que los campos electromagnéticos produzcan efectos adversos sobre la salud humana o de otros seres vivos. ¿Si me mantengo lejos de la línea, evito la exposición a los campos electromagnéticos producidos por ella? Sí. Mientras más lejos se encuentre de la línea, menor es la exposición y presencia de campos electromagnéticos. Además, y con el objetivo de resguardar la seguridad, el trazado cuenta con una franja de seguridad y servidumbre, que minimiza aún más la exposición.
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