La scienza e la creatività si fondono con la spettroscopia e la pirotecnica

Gli spettrometri Ocean Optics consentono a Le Maitre di ottenere purezza di colore degli effetti speciali pirotecnici in sicurezza

Le Maitre Ltd (Surrey, Inghilterra) utilizza gli spettrometri Ocean Optics per garantire la qualità e la sicurezza dei giochi pirotecnici a corta distanza. Gli spettrometri Ocean Optics misurano le emissioni del plasma e i colori emessi dagli effetti speciali utilizzati nelle produzioni teatrali, nei concerti e negli eventi sportivi. Le misurazioni aiutano Le Maitre ad assicurare che questi spettacoli esplosivi siano sempre di grande effetto ma soprattutto sicuri.

Hamish Cavaye, Ph.D., sviluppatore della pirotecnica di Le Maitre, esegue test sui prodotti in tempo reale all’interno di un silo situato nelle campagne inglesi. La sua sfida è verificare in maniera accurata che gli effetti producano i colori desiderati. Come recentemente dimostrato dal fenomeno di cultura pop “Di che colore è questo vestito?”, l’occhio umano può essere facilmente ingannato. Utilizzando uno spettrometro per verificare la purezza dei colori, Cavaye verifica particolari bande di emissioni che sono indicative di una determinata composizione chimica.

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La misurazione dei colori emessi dai prodotti pirotecnici mediante uno spettrometro permette anche di identificare potenziali problemi di sicurezza. Se gli spettri identificano elementi inaspettati, ciò può indicare la presenza di contaminazione. La verifica dell’omogeneità non solo assicura un’emissione di colori piacevoli per il pubblico, ma aiuta anche a garantire la sicurezza degli ospiti e degli artisti.

La velocità di misurazione è un fattore altrettanto importante per i testi di pirotecnica, poiché alcuni effetti possono durare meno di un secondo. Grazie ai tempi di integrazione di 1 ms di alcuni degli spettrometri di Ocean Optics, Cavaye può facilmente catturare molteplici spettri per ciascun effetto. Oltre alle esigenze relative alla precisione e all’accuratezza, che sono normalmente richieste dalle misurazioni spettrometriche, Le Maitre necessitava anche di uno strumento portatile e duraturo. I mini spettrometri compatti possono essere facilmente trasportati al silo per l’esecuzione dei test e sono sufficientemente robusti per lavorare a cortissime distanze dai giochi pirotecnici.

Ocean Optics ha recentemente visitato Le Maitre per vedere gli spettrometri in azione. Il video esplosivo è disponibile su questo link: http://youtu.be/Nw0bNfNUYuQ?a.

Non è la prima volta che gli spettrometri di Ocean Optics si trovano ad operare in ambienti difficili. Infatti sono stati anche utilizzati per studiare il bagliore che proviene dalle bocche di fuoco dei fucili, le emissioni dei razzi e le fiamme prodotte da metalli e altri materiali.

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Accessori per campionamento dinamico che assicurano misurazioni ripetibili

Gli accessori per spettroscopia di Ocean Optics sono particolarmente adatti per misure su campioni disomogenei

Ocean Optics ha lanciato una linea di accessori per spettroscopia che assicurano un campionamento dinamico per misure semplici e affidabili, sia per per campioni solidi che liquidi. Il campionamento dinamico è una tecnica che utilizza il movimento rotatorio o lineare per determinare il valore “medio” di un parametro; si elimina così la variabilità dei risultati dovuta a campioni disomogenei e irregolari, come ad esempio nelle misura in agricoltura su cereali, foraggio e terreno.

Ocean Optics offre quattro accessori di campionamento dinamico – una sonda di riflettanza diffusa, una coppa di campionamento rotante, un multiplexer e una cella di flusso – che si adattano perfettamente agli spettrometri ed accessori UV-Vis e NIR esistenti, creando un sistema ottimizzato sulle necessità dell’utilizzatore. Gli accessori di campionamento dinamico sono perfetti per chi deve realizzare delle misurazioni di routine dello stesso tipo di campione, oppure misurare frequentemente un numero elevato di campioni differenti.

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La sonda di riflettanza diffusa (sonda RD) unisce una fonte luminosa ed elementi ottici di acquisizione in un unico strumento per misurare la riflettanza diffusa a 45°. È ideale per applicazioni come l’analisi dei colori, l’identificazione dei materiali e il monitoraggio della qualità degli alimenti. La sonda RD presenta una struttura robusta realizzata interamente in metallo con una lunghezza focale di 40 mm e una lampadina integrata con una durata di 10.000 ore per prolungare i tempi tra una manutenzione e l’altra.

Concepito per la misurazione della riflettanza diffusa, il DynaCup è un dispositivo rotante che avvicina i campioni alla sonda RD. La rotazione consente alla sonda di realizzare numerose scansioni del campione al fine di raccogliere uno spettro più uniforme e rappresentativo. Questa tecnica è importante per i campioni disomogenei come i cereali, in cui le variabili relative alla forma, all’umidità e alla concentrazione di amido nei chicchi possono essere significative.

Per ridurre i tempi di misurazione e snellire l’elaborazione dei dati è possibile utilizzare l’accessorio multiplexer, un attuatore meccanico che distribuisce la luce attraverso 10 canali personalizzabili da un’unica fonte luminosa. Il multiplexer è utile per qualsiasi tipo di misura di trasmissione luminosa, indipendentemente dalla grandezza della fibra ottica. I due modelli disponibili permettono all’utilizzatore di scegliere tra il posizionamento rapido, o l’elevata ripetibilità e la precisione della misura. Il multiplexer è dotato di connettori SMA 905 e una porta USB per la comunicazione e il controllo a distanza.

Per le applicazioni che richiedono flusso si può usare il DynaFlux, una cella di flusso integrata per misure di trasmissione e assorbanza. DynaFlux accetta celle di trasmissione standard con cammino ottico fino a 10 mm (vendute separatamente) e una camera di campionamento a temperatura controllata. Il timer programmabile consente alla pompa della cella di flusso di funzionare per tempi determinati scegliendo un flusso continuo per analizzare grandi volumi, oppure si può selezionare la modalità di flusso interrotto per l’analisi di campioni statici. DynaFlux è un accessorio completo per il campionamento dinamico di liquidi e per misurazioni trasmissive NIR e UV-Vis.

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Sensore spettrale compatto a basso costo di Ocean Optics, ideale per l’integrazione OEM e l’uso da banco

Gli encoder ottici a stato solido Spark estendono la spettroscopia ad una vasta gamma di applicazioni.

Il nuovo sensore spettrale Spark di Ocean Optics sfrutta i progressi della tecnologia ottica per ridurre le dimensioni dello strumento, rendendolo finora il più piccolo in commercio. Lo Spark-VIS è il primo modello della serie Spark di sensori spettrali versatili e consente misurazioni ad alta risoluzione sulla gamma di lunghezze d’onda visibile (380-700 nm).

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Disponibile nelle configurazioni OEM e da banco, Spark-VIS è compatto, ha un costo contenuto ed è adatto per misurazioni semplici di assorbanza, fluorescenza e colore (emissione). Può essere integrato in dispositivi di rilevamento portatili di ultima generazione con connessione internet per applicazioni ambientali, alimentari, agricole, biomediche e per il controllo della qualità, oppure integrato direttamente nelle linee di produzione, o utilizzato come strumento da banco nei laboratori medici, di insegnamento, di ricerca e di controllo della qualità.

Lo Spark-VIS è il primo dispositivo spettrale di Ocean Optics che sostituisce i tradizionali reticoli di diffrazione con un encoder ottico a stato solido. Le dimensioni e i costi del dispositivo sono paragonabili a quelli di un meno robusto rilevatore a diodi con filtro RGB, ma con la capacità di realizzare misurazioni spettrali complete. Compatibile con il kit di sviluppo Raspberry Pi di Ocean Optics, lo Spark-VIS può essere acquistato nella versione da banco pronta all’uso per l’ingegneria e lo sviluppo. Lo stesso sensore spettrale può essere acquistato in quantità a un prezzo inferiore per essere utilizzato come componente nei dispositivi portatili mobili.

La versione autonoma di Spark-VIS è facile da usare grazie alla connessione USB plug-and-play. I suoi costi contenuti lo rendono ideale nei laboratori per studenti con budget limitato. La versione  OEM è ancora più piccola e funziona con il driver e con l’elettronica di comunicazione del dispositivo host, grazie alla connessione con cavo a nastro.E’ disponibile un’ampia gamma di accessori, inclusi portacuvette, diffusori e sorgenti luminose, compatibili con entrambe le versioni.

Spark offre prestazioni eccezionali per un sensore spettrale di questo tipo. Il design dell’apertura massimizza l’accoppiamento dell’intensità luminosa in ingresso. I robusti componenti optoelettronici assicurano la stabilità termica nel range operativo di temperature da -10° a 60° C per un’analisi accurata anche in ambienti ostili. A differenza di dispositivi analoghi, Spark offre una risoluzione ottica di 4,5-9,0 nm (FWHM) che lo rende adatto a una vasta gamma di applicazioni.

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Mini spettrometro di ultima generazione da Ocean Optics

Flame nasce dall’esperienza ventennale dei produttori del primo mini spettrometro

Ocean Optics ha lanciato una linea di spettrometri che combina l’esperienza multi decennale nella progettazione di mini spettrometri con tecniche di fabbricazione di massimo livello. Lo spettrometro Flame offre un’alta stabilità termica e una bassa variabilità da un dispositivo all’altro, senza compromettere la flessibilità e la configurabilità tipiche dei mini spettrometri modulari. Le diverse caratteristiche, tra cui le fenditure intercambiabili, gli indicatori LED e i connettori di dispositivo semplificati, forniscono una maggiore flessibilità per un’ampia gamma di applicazioni UV-Vis, inclusi integrazione OEM e uso industriale, sul campo e in laboratorio.

Lo spettrometro Flame offre un’alta stabilità termica e una bassa variabilità da un dispositivo all’altro

Flame è interamente configurabile sulla gamma di lunghezza d’onda 190-1100 nm per uso nelle applicazioni di assorbanza, trasmissione, riflettanza, irradianza e colore. Gli spettrometri vengono preconfigurati o configurati su misura, con fenditure intercambiabili che permettono agli utenti di regolare la risoluzione e il rendimento su richiesta. Ad esempio, in pochi secondi l’utente può riconfigurare lo stesso spettrometro da un’alta risoluzione per l’assorbanza a un alto throughput per la fluorescenza. Per aumentare ulteriormente la flessibilità di misurazione, Flame si abbina perfettamente alla gamma di sorgenti luminose, fibre ottiche, accessori di campionamento e software di Ocean Optics.

Il perfezionamento del banco ottico e i metodi di allineamento ad alta precisione accrescono la performance di Flame per le applicazioni più esigenti in ambito industriale e sul campo. Flame presenta una stabilità termica pari a 0,05 nm/°C da 200-850 nm e prestazioni altamente costanti da un dispositivo all’altro che rispondono alle esigenze degli OEM e degli altri clienti con elevati volumi di produzione. Le piccole dimensioni (89 x 63 x 34 mm) e il peso ridotto (265 g) rendono Flame lo spettrometro ideale per l’integrazione OEM.

Flame offre una modalità di funzionamento plug-and-play. La scelta di comunicazione USB o RS-232, supportata da driver e software, facilita l’integrazione a quasi tutti i sistemi. Gli indicatori LED mostrano lo stato continuo del trasferimento dati e del funzionamento.

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La tecnologia Raster Orbital Scanning di Ocean Optics ha ottenuto il riconoscimento TASIA

La tecnologia Raster Orbital Scanning (ROS) della gamma di prodotti IDRaman di Ocean Optics è stata riconosciuta come una tra le 15 migliori  tecnologie innovative del 2013 dalla rivista The Analytical Scientist, una pubblicazione del settore. La tecnologia ROS è una nuova tecnica di campionatura spettroscopica Raman che permette di ottenere misurazioni più precise e complete. Il mini spettrometro Raman portatile IDRaman e lo spettrometro Raman con lettore integrato IDRaman presentano entrambi la tecnologia ROS.

La campionatura ROS aumenta la sensibilità delle misurazioni Raman fino a 10 volte grazie a una scansione con un raggio laser altamente concentrato su un’area più vasta, che permette di identificare le componenti attive Raman più numerose. La riduzione dello sfondo mediante ROS produce risultati più precisi, adatti specialmente ad applicazioni come la spettroscopia Raman amplificata da superfici (SERS). La scansione con un raggio altamente concentrato permette di unificare la risoluzione delle misurazioni, garantendo precisione per le applicazioni basate sul raffronto dei dati di biblioteca.

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La tecnologia ROS offre il vantaggio dell’uso di laser più potenti per le misurazioni, senza danneggiare i campioni. Questo favorisce lo sviluppo del rilevamento Raman a basso costo per le applicazioni più diffuse, come l’anticontraffazione e la diagnostica. Con la scansione di un’area più vasta mediante raggio laser, The Analytical Scientist sottolinea che per i test diagnostici decentrati può essere utilizzata la carta convenzionale come substrato SERS, piuttosto che le superfici pure.

“Questa tecnica di campionatura unica permette di ottenere misurazioni Raman più precise e affidabili, offrendo maggiore flessibilità ai nostri clienti”, ha dichiarato Richard Pollard, Presidente di Ocean Optics. “Siamo lieti di sapere che la tecnologia Raster Orbital Scanning ha ottenuto questo riconoscimento.”

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Lo spettrometro portatile di Ocean Optics è finalista del premio Prism

L’IDRaman mini compatto permette di realizzare delle analisi Raman rapide e precise sul campo e in laboratorio

L’IDRaman mini, lo spettrometro Raman portatile di Ocean Optics, è stato eletto finalista al premio Prism per l’Innovazione nella fotonica. I premi Prism onorano i nuovi migliori prodotti di fotonica presenti sul mercato e attirano partecipanti da tutto il mondo. Questi prestigiosi premi, sponsorizzati dall’organizzazione commerciale SPIE e dalla società mediatica specializzata in tecnologia Photonics Media, saranno assegnati a febbraio in occasione della fiera Photonics West 2014.

L’IDRaman mini si è piazzato tra i finalisti nella categoria Difesa e Sicurezza del premio Prism e si distingue per le sue dimensioni ridotte e per l’alta precisione, fattori che lo rendono ideale per numerose applicazioni, dal pronto intervento per l’identificazione degli esplosivi agli specialisti del controllo della qualità per l’autenticazione dei campioni.

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L’IDRaman si serve di una nuova tecnica di campionatura chiamata Raster Orbital Scanning (ROS) in cui un raggio laser altamente concentrato viene passato sul campione con un andamento orbitale. Questa tecnica consente la campionatura di un’area circa 10 volte maggiore rispetto alla superficie del raggio laser, nonché l’identificazione di ulteriori composti attivi Raman. Esaminando le componenti attive Raman più numerose, i dati risultano molto più sensibili senza sacrificare la risoluzione. La maggiore precisione dei dati Raman rafforza la sicurezza dell’identificazione dei composti attraverso il raffronto dei dati nella libreria.

Inoltre l’IDRaman mini presenta dimensioni molto ridotte, pari a soli 9,1 x 7,1 x 3,8 cm, e pesa circa 310 g. Grazie alle sue piccole dimensioni e al funzionamento mediante due batterie AA, l’IDRaman è ideale per le applicazioni che richiedono uno strumento portatile e leggero.

“Le eccellenti prestazioni dell’IDRaman mini hanno attirato l’attenzione dei clienti e degli esperti di spettroscopia”, ha dichiarato Richard Pollard, Presidente di Ocean Optics. “L’integrazione della tecnologia ROS in un prodotto realmente portatile permette di ottenere delle misurazioni Raman accurate per diverse applicazioni che necessitano un’identificazione rapida e precisa del materiale.”

La candidatura al premio Prism fa seguito a un ulteriore riconoscimento del settore avvenuto quest’anno con l’assegnazione all’IDRaman mini del premio Annual Readers’ Choice Award della rivista Laboratory Equipment.

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Spettrometri con slit sostituibili per una maggiore versatilità nelle applicazioni

Gli slit sostituibili sul campo aumentano la flessibilità degli spettrometri Ocean Optics

Gli slit  e le aperture tagliate al laser di grande precisione di Ocean Optics (www.OceanOptics.com) aumentano la flessibilità degli spettrometri in miniatura Jaz, Torus e QE65 Pro dell’azienda. Gli slit  sostituibili offrono agli utilizzatori una maggiore libertà nel design dello spettrometro e la capacità di passare facilmente da un’applicazione all’altra sostituendo soltanto qualche vite.

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Grazie alla combinazione e all’abbinamento di banchi ottici e altri componenti con diverse configurazioni, la spettroscopia modulare è adatta a migliaia di applicazioni. La disponibilità di slit sostituibili sul campo negli spettrometri Jaz, Torus e QE65 Pro facilita ulteriormente il loro utilizzo.

La spettroscopia è una tecnica in cui i criteri di progettazione vengono scelti in base a una serie di compromessi. Lo spettrometro perfetto dipende dal tipo di applicazione. Per alcuni utilizzatori, la scelta dell’apertura di ingresso (slit ) è uno dei fattori più problematici. Uno slit  più grande migliora il rendimento, ma a discapito della risoluzione ottica. Uno slit più piccolo offre una risoluzione ottica migliore, ma riducendo il rendimento. Normalmente il cambio di slit richiede una modifica dello spettrometro, che deve essere realizzata presso la fabbrica del produttore.

Grazie agli slit sostituibili, gli utilizzatori possono modificare le prestazioni dello spettrometro direttamente sul campo. La sostituzione degli slit può essere realizzata in pochi minuti senza il riallineamento. Ad esempio, gli utilizzatori del QE65 Pro che hanno bisogno di una sensibilità elevata per le applicazioni a bassa luminosità, come la fluorescenza, possono sostituire lo slit riducendo la grandezza ed evitando la saturazione nelle applicazioni di assorbanza. In maniera analoga, un Torus configurato per risolvere picchi di emissione strettamente allineati per un’applicazione può essere modificato per effettuare misurazioni a bassa luminosità per un’altra applicazione.

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Gli spettrometri di Ocean Optics consentono le applicazioni sul campo

Gli spettrometri STS misurano la vegetazione da terra e aria

Due spettrometri Ocean Optics in miniatura e super-leggeri stanno aiutando i ricercatori a studiare le caratteristiche botaniche di in un’area verdeggiante delle praterie neozelandesi. Gli spettrometri compatti STS, uno adoperato come unità da terra e l’altro a bordo di un veicolo aereo automatizzato (UAV), stanno effettuando delle misurazioni iperspettrali sincronizzate delle piantagioni di orzo e barbabietola da zucchero per valutare le caratteristiche botaniche e migliorare la gestione dei raccolti.

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Un’equipe multinazionale di ricercatori provenienti da Germania, Italia, Spagna e Nuova Zelanda ha sviluppato il sistema basato su UAV e condotto gli esperimenti iniziali, raccogliendo spettri di riflettanza ad alta risoluzione dall’UAV ad altitudini fino a 200 metri e spettri di irradiazione dallo spettrometro posizionato a terra. Secondo il leader dell’equipe, Andreas Burkart del Centro di Ricerca Jülich IBG-2 di Scienze Botaniche, in Germania, la raccolta di dati iperspettrali mediante spettroscopia di campo richiede molto tempo ed è spesso limitata alle aree facilmente accessibili.

Le dimensioni e il peso ridotto dello spettrometro STS sono ideali per l’uso a bordo dell’UAV, e consentono di effettuare una serie di misurazioni veloci e riproducibili su qualsiasi terreno, comprese foreste e paludi. Misurando diversi segmenti su una sezione dei pascoli neozelandesi, il sistema è stato in grado di analizzare le informazioni su lotti specifici coperti da vegetazione.

Lo spettrometro STS si basa sulla rilevazione CMOS e presenta dimensioni notevolmente ridotte (40 mm x 42 mm) e un peso pari a 68 gr. Le sue prestazioni sono analoghe a quelle di sistemi più grandi e permettono di realizzare un’analisi spettrale completa con una luce diffusa bassa, un elevato rapporto segnale-rumore (>1500:1) e un’eccellente risoluzione ottica. Per l’applicazione descritta e utilizzando lo spettrometro STS, i ricercatori sono riusciti a eguagliare le prestazioni di uno spettrometro portatile in commercio più grande e costoso, con una risoluzione ottica pari a ~2.5 nm (FWHM).

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Ocean Optics diventa mobile

L’azienda leader nel settore della spettroscopia lancia la sua prima applicazione mobile iOS

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Ocean Optics ha lanciato un’applicazione mobile per dispositivi iOS sull’App Store di Apple. L’applicazione gratuita permette agli utenti di iPhone, iPod touch e iPad di Apple di accedere a pratici calcolatori spettroscopici, ricercare materiale di supporto per le applicazioni e consultare le ultime informazioni tecniche su spettrometri, sensori, sorgenti luminose, nonché sulle capacità della fibra ottica di Ocean Optics.

“I dispositivi mobili sono diventati parte integrante della nostra vita quotidiana, pertanto l’accesso alle informazioni sui prodotti Ocean Optics in un formato mobile è naturale come avere un sito web o un catalogo”, ha dichiarato Michael Allen, Direttore del Marketing e dello Sviluppo dei Prodotti Ocean Optics. “Il nostro obiettivo ultimo è fornire ai clienti applicazioni utili e informazioni sulla spettroscopia e sui prodotti nel formato che desiderano, ovunque e in qualsiasi momento ne abbiano bisogno.”

Per accedere all’applicazione mobile di Ocean Optics basta cercare “Ocean Optics” nell’App Store. L’applicazione è compatibile con i dispositivi iPhone, iPod touch e iPad di Apple con sistema operativo iOS 6.0 o versioni successive.

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Sorgente allo xeno ad alta potenza HPX-2000-HP-DUV per la spettroscopia

La sorgente continua allo xeno di Ocean Optics offre una risposta da 185-2000 nm

La sorgente luminosa allo xeno HPX-2000-HP-DUV è una potente lampada ad arco corto a 75 Watt, ideale per la spettroscopia di assorbimento UV-Vis e altre applicazioni che richiedono una lampada ad alta intensità. La lampada offre un’emissione spettrale continua da 185-2000 nm e   una durata della lampadina fino a 2.000 ore.

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La lampada HPX-2000-HP-DUV presenta un otturatore integrato che può essere controllato attraverso un interruttore collocato sul pannello frontale o un segnale TTL sul pannello posteriore; in questo modo la realizzazione di misurazioni al buio o di altre modifiche non incide sulla stabilità della lampada, né compromette l’integrità dell’esperimento. Con l’aggiunta di un’opzione di filtro esterno, come un porta-cuvetta Ocean Optics CUV-FL-DA connesso direttamente, la lampada HPX-2000-HP-DUV diventa una pratica sorgente di eccitazione a banda larga per la fluorescenza.

L’intensità di emissione della lampada HPX-2000-DUV sull’intera gamma di 185-2000 nm è 3,5-4 volte superiore all’intensità di emissione delle normali sorgenti allo xeno. Il tempo di riscaldamento ottimale è pari a 40-60 minuti e la deviazione è <0,06% per ora (dopo un’ora di stabilizzazione).

 

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