Revista de Ciencias Tecnológicas (RECIT). Volumen 3 (1): 10-22
Revista de Ciencias Tecnológicas (RECIT). Universidad Autónoma de Baja California ISSN 2594-1925
Volumen 8 (2): e414. Abril-Junio, 2025. https://doi.org/10.37636/recit.v8n2e414
ISSN: 2594-1925
1
Artículo de investigación
Evaluación mecánica de composito reforzado con vidrio
reciclado para aplicaciones estructurales
Mechanical evaluation of recycled glass-reinforced composite for
structural applications
Mario Iván Lara Garduño , Ma. de los Ángeles Enríquez Pérez
TecNM: Tecnológico de Estudios Superiores de Jocotitlán, Carretera Toluca-Atlacomulco km 44.8, Ejido de San
Juan y San Agustín, Jocotitlán, Edo. México.
Autor de correspondencia: Mario Iván Lara Garduño, TecNM: Tecnológico de Estudios Superiores de Jocotitlán,
Carretera Toluca-Atlacomulco km 44.8, Ejido de San Juan y San Agustín, Jocotitlán, Edo. México. Correo
electrónico: 2022018@tesjo.edu.mx. ORCID: 0000-0002-7371-1992.
Recibido: 31 de Marzo del 2025 Aceptado: 16 de Mayo del 2025 Publicado: 20 de Mayo del 2025
Resumen. - El presente trabajo se enfocó en el estudio del vidrio reciclado como refuerzo en losetas de cemento,
con el objetivo de evaluar su influencia en las propiedades mecánicas y explorar su viabilidad en la industria de
la construcción. Para ello, se fabricaron 4 lotes de losetas por triplicado variando la proporción p/p de vidrio y
cemento, L1 es el blanco (proporción 0:1), el tamaño de partícula vario: L2 con 354 µm (proporción 1:4), L3 de
250 µm (proporción 1:5) y L4 con 105 µm (proporción 1:5). Se realizaron ensayos mecánicos a los 7, 14 y 28 días
de curado, siguiendo la norma ISO 10545-4:2019(E). Además, se utilizó un esclerómetro para evaluar la
resistencia superficial de las probetas según la norma NMX-C-192-ONNCCE-2018. Los resultados mostraron que,
aunque la incorporación de vidrio permitió obtener una matriz más homogénea y estética, la resistencia mecánica
de las losetas fue inferior a la de losetas comerciales con tratamiento térmico. La mezcla con partículas de 250 µm
(L3) presentó una mayor resistencia a la flexión, alcanzando 0.25 MPa, mientras que la resistencia a la compresión
en los cilindros superó los 40 MPa en las probetas L2 y L3 a los 28 días, siguiendo la norma NMX-C-111-
ONNCCE-2018. Este estudio evidencia el potencial del vidrio reciclado en la fabricación de losetas, aunque se
requieren optimizaciones en la formulación para mejorar su desempeño estructural.
Palabras clave: Loseta; Vidrio; Reciclaje; Material estructural; Proporción.
Abstract. - This work focused on the study of recycled glass as reinforcement in cement tiles, with the aim of
evaluating its influence on the mechanical properties and exploring its viability in the construction industry. For
this purpose, four batches of tiles were manufactured in triplicate, varying the w/w ratio of glass and cement, L1
being the blank (ratio 0:1), and the particle size varied: L2 with 354 µm (ratio 1:4), L3 with 250 µm (ratio 1:5),
and L4 with 105 µm (ratio 1:5). Mechanical tests were performed at 7, 14, and 28 days of curing, following the ISO
10545-4:2019(E) standard. In addition, a sclerometer was used to evaluate the surface resistance of the probes
according to the NMX-C-192-ONNCCE-2018 standard. The results showed that, although the incorporation of
glass resulted in a more homogeneous and aesthetic matrix, the mechanical strength of the tiles was lower than
that of commercial heat-treated tiles. The mixture with 250 µm particles (L3) presented a higher flexural strength,
reaching 0.25 MPa, while the compressive strength in the cylinders exceeded 40 MPa in probes L2 and L3 at 28
days, in accordance with the NMX-C-111-ONNCCE-2018 standard. This study demonstrates the potential of
recycled glass in tile manufacturing, although formulation optimizations are required to improve its structural
performance.
Keywords: Tiles; Glass; Recycling; Structural material; Proportion.
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1. Introducción
El reciclaje de vidrio ha sido objeto de diversas
investigaciones debido a su impacto en la
sostenibilidad y su potencial aplicación en
materiales de construcción. Estudios previos han
demostrado que la incorporación de partículas de
vidrio reciclado en losetas cerámicas influye en
la distribución y en las propiedades mecánicas
del material [1].
En este sentido, investigaciones en
Latinoamérica han analizado la caracterización
de arcillas y el uso de materiales reutilizables en
la manufactura de cerámicas, destacando la
importancia de optimizar las mezclas para
mejorar la resistencia mecánica [2].
Un vidrio, está compuesto principalmente por
sílice (SiO₂), óxidos de sodio (Na₂O) y calcio
(CaO) [3], es un sólido amorfo con estructura
molecular desordenada [4]. Comparte
características con los líquidos, como ser
ópticamente isótropo y tener viscosidad variable
con la temperatura, pero no posee un punto de
fusión definido [5].
Posee propiedades que pueden mejorar la
resistencia de materiales cuando se incorpora en
diferentes proporciones y tamaños de partícula
[6].
Investigaciones han evidenciado que su uso
como sustituto de feldespato en gres porcelánico
reduce la temperatura de sinterización,
optimizando el consumo energético en la
producción [7]. Además, su incorporación en
adhesivos y concretos podría minimizar la
extracción de arena de cantera y mejorar la
gestión de residuos [8], [9]. Los egipcios
desarrollaron técnicas avanzadas para la
fabricación de objetos de vidrio, como vasijas,
frascos, vitrales y cuentas de joyería. Utilizaban
una mezcla de sílice, soda y caliza que fundían a
altas temperaturas para obtener el vidrio líquido,
que luego moldeaban y pulían [10].
México tiene historia en el uso de losetas ya que
contaba con fábricas de las mismas, al igual que
Venezuela, Colombia, Cuba, además de otros
países de Latinoamérica. Cuba tuvo una de sus
primeras fábricas en la isla la Balear en 1894 y
México contaría con su fábrica a inicios del siglo
XX con casa Quintana [11].
México enfrenta un bajo índice de reciclaje de
vidrio en comparación con países como
Alemania y Francia, donde las tasas de
recuperación alcanzan hasta el 81% y 58%,
respectivamente [12]. Datos de la SEMARNAT
indican que, aunque el vidrio representa el 16.6%
de los residuos reciclables en el país, su bajo
valor de mercado desincentiva su recolección
[13].
El reciclaje es un proceso de transformación que
utiliza varias técnicas; tanto físicas, químicas y
mecánicas, para obtener nuevos materiales o
nuevas materias primas a partir de materiales que
han sido usados; es decir, que han sido
desechados [14]. El vidrio reciclado se recolecta,
limpia, tritura y funde para fabricar nuevos
productos [15]. Existen distintos tipos de
reciclaje:
Reciclaje mecánico: clasificación por
composición y color, limpieza, trituración y
separación de impurezas antes de su utilización
[16].
Química verde: promueve el uso de solventes
ecológicos, reactivos alternativos y materiales
biodegradables para reducir contaminación
ambiental [17].
El vidrio reciclado es una alternativa que
disminuye residuos y la extracción de nuevas
materias primas; la incorporación de materiales
reciclados en la construcción es clave para
reducir el impacto ambiental. Además, se
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exploran materiales sostenibles como madera
certificada, bambú y ladrillos ecológicos por su
eficiencia energética y bajo impacto ambiental
[18].
Diversos estudios han explorado el efecto de la
adición de vidrio reciclado en losetas, ladrillos,
hormigones [19], [20], [21], analizando su
impacto en la resistencia mecánica, en particular
la flexión [22], [23], [24]. Se ha identificado que
la selección adecuada del tamaño y proporción de
partículas de vidrio permite optimizar las
propiedades del material sin necesidad de
tratamientos térmicos adicionales, lo que
representa un enfoque sustentable.
Las losetas cerámicas, originalmente se fabrican
con arcillas, sílice y colorantes, prensadas y
cocidas a alta temperatura. Aunque se utilizan
diferentes técnicas y materiales, todas las losetas
cerámicas son “arcilla cocida” [25], se clasifican
según:
Acabado: esmaltadas (GL) o no esmaltadas
(UGL).
Ubicación: uso interior o exterior.
Absorción de agua: alta, media o baja [26].
En este contexto, el reusó de residuos sólidos de
la edificación permite su aprovechamiento para
la fabricación de elementos prefabricados como
bloques, adoquines y baldosas. Para su
producción, se requiere analizar la materia prima
y la proporción de mezclas optimizadas.
A través de ensayos de resistencia a la
compresión en probetas, para verificar el
cumplimiento normativo y garantiza su
viabilidad estructural [27].
1.1. Aplicaciones del vidrio Reciclado
Cardona et al. (2021) investigaron ladrillos con
vidrio y PET, mejorando densidad y resistencia
mecánica [20]. En 2023, Sánchez demostró que
la adición de 5% de loseta cerámica en adoquines
incrementa la oposición a ser comprimido,
cumpliendo con la NTP 399.611 [28].
Concreto con vidrio reciclado: Saravia (2019)
demostró que el vidrio triturado puede
reemplazar el árido grueso en el concreto con
factor de compresión igual a 210 kg/cm2
mejorando su desempeño y reduciendo el
impacto ambiental [29]. Acuña (2021) estudió
concretos con 15%, 25% y 35% de vidrio
reciclado, determinando que la proporción
óptima es de 25%, logrando una oposición de
373.45 kg/cm2 a los 28 días [30]. Sin embargo,
Matos (2023), al reutilizar vidrio al 10% como
árido fino mejora la capacidad de un material
para soportar una carga sin afectar
significativamente la resistencia a flexión [31].
Por ello, este estudio tiene como objetivo fabricar
y caracterizar losetas reforzadas con vidrio
reciclado, evaluando su comportamiento
mecánico conforme a las normas NMX-C-111-
ONNCCE-2018 [32], NMX-C-192-ONNCCE-
2018 [33] e ISO 10545-4:2019(E) [34]. Con esta
investigación, se busca promover el reciclaje del
vidrio y usarlo como refuerzo en la fabricación
de losetas.
2. Metodología
2.1. Recolección y preparación del vidrio
Se recolectaron envases de vidrio de refresco,
cerveza y frascos de consumibles (mayonesa,
mermeladas, conservas, etc.). Se eliminaron
residuos de materia orgánica (sobras de líquido,
tierra, etc.), etiquetas y tapas plásticas o
metálicas. Posteriormente, los envases fueron
lavados y secados a temperatura ambiente.
2.2. Herramientas y equipos de ensayo
El vidrio se pulverizó utilizando una trituradora
de fabricación casera (olla exprés adaptada a una
esmeriladora angular marca Truper, modelo
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ESMA-4-1/2A12 con una potencia de 700 W).
Luego, el material se tamizó utilizando mallas de
diferentes tamaños y se estudió la distribución de
partículas con un microscopio óptico modelo
Inskam-315 W.
Se evalúo la dureza del concreto mediante
ensayos no destructivos (ASTM, 2018) [35].
Para la caracterización superficial de los
cilindros se usó un esclerómetro mecánico
(Schmidt).
Se realizaron pruebas mecánicas (flexión y
compresión), con ayuda de una prensa hidráulica,
fue equipada con un manómetro digital de alta
precisión marca Decent, modelo HG-806XB
[36], dispositivo que se usa para medir con
precisión tecnológica los datos.
2.3. Elaboración de losetas y cilindros
Se fabricaron probetas de losetas de 100 × 100 ×
10 mm, variando la proporción p/p entre
vidrio/cemento en relaciones 1:4 y 1:5, con
tamaños de partícula de vidrio entre 354, 250 y
105 micras.
Además, se elaboraron probetas cilíndricas con
dimensiones de 6 × 12 pulgadas, preparadas por
triplicado para obtener un promedio de los
resultados debido a que NMX-C-111-ONNCCE-
2018 lo solita.
Se mezcló la materia prima durante 10 minutos y
se vació en moldes. Para garantizar la
homogeneización de la mezcla, se añadió un
porcentaje de agua del 40% en peso, lo que
facilitó su manipulación y compactación en los
moldes.
El material fue sometido a un proceso de curado
durante 7, 14 y 28 días, siguiendo las condiciones
establecidas por NMX-C-111-ONNCCE-2018
para losetas y probetas cilíndricas.
2.4. Caracterización de las probetas
2.4.1 Caracterización losetas
La norma ISO 10545-4:2019(E) establece que la
prueba de flexión debe realizarse con un equipo
especializado. Para este estudio, se utilizó una
prensa tipo H de la marca Truper, con una
capacidad nominal de 12 toneladas, junto con
varillas de acero de 20 x 150 mm en una
configuración de tres puntos, siguiendo las
indicaciones de la norma.
NMX-C-111-ONNCCE-2018 establece la
necesidad de realizar una caracterización
superficial del concreto como parte del control de
calidad de las probetas. Este análisis se realizó
utilizando un esclerómetro para determinar la
dureza superficial del compuesto, donde el
parámetro está directamente relacionado con su
resistencia mecánica.
2.4.2 Caracterización probetas cilíndricas
La norma ISO 10545-4:2019(E) establece que la
prueba de compresión debe realizarse con una
prensa siguiendo las indicaciones de la norma.
Para evaluar la resistencia superficial, se empleó
un esclerómetro (martillo de golpe) marca
Cgoldenwall, modelo ZC3-A.
3. Resultados y discusiones
3.1. Tamaño de Grano
El análisis de tamaño de grano (NMX-C-111-
ONNCCE-2018), es esencial para determinar la
distribución de partículas resultantes del proceso
de trituración. En este estudio, el tamaño de
partícula obtenido vario entre 354 - 105 µm.
Independientemente del tamaño, se observó que
las partículas presentaban una morfología
irregular, sin importar sus características físicas
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(color, tamaño y forma), ver Figura 1. Este
comportamiento señala que la fragmentación y la
molienda generan partículas con bordes y
superficies no uniformes.
Figura 1. Vidrio triturado (Obtención propia).
3.2. Características Físicas.
Para la fabricación de las losetas, se varió la
proporción peso/peso entre agua, cemento y
vidrio. Se observó que, al incrementar la cantidad
de vidrio en la mezcla, la dureza superficial
mejoró, se obtuvo una matriz más homogénea y
estéticamente uniforme, con un desmolde
completo y menor porosidad; por ejemplo,
cuando el tamaño de grano y proporción p/p entre
el vidrio-cemento eran superior a los
mencionados, cuando la loseta comienza a
fraguar esta tiende a fracturarse como se muestra
en la figura 2A; con un tamaño de partícula
mencionado pero a menor proporción el material
al desmoldar se desmoronaba en el perímetro
como se observa en la figura 2B; finalmente, al
usar las relaciones p/p que se muestran en la tabla
1, se obtiene un material sólido, con dureza al
tacto, ver la Figura 2C.
Se determinó que el tamaño de partícula influyó
significativamente en la adherencia del material,
favoreciendo la creación de losetas de mejor
calidad. Una distribución homogénea del tamaño
de partícula permitió optimizar la compactación
del material, reduciendo defectos estructurales y
mejorando la durabilidad del producto final.
Figura 2. Evolución de losetas (Elaboración propia).
Las proporciones p/p para la elaboración de las
losetas se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1. Proporción p/p de materiales (Elaboración
propia).
Probeta
Tamaño de
partícula
del vidrio
(µm)
%
Vidrio
%
Cemento
% H20
L1
------
0
1
40 %
L2
354
1
4
40 %
L3
250
1
5
40 %
L4
105
1
5
40 %
La probeta L1 es el blanco donde no se agregó
vidrio, solo se muestran los valores donde se
pudo obtener un material homogéneo sin
desprendimiento de material, sin fracturas y duro
al tacto (Figura 2C); siendo un factor importante
la cantidad de agua, ya que a valores inferiores
del 40% en peso, el material se fracturaba en el
fraguado; con valores mayores era muy húmeda
y no fraguaba correctamente.
3.3. Caracterización Mecánica
Al finalizar el período de curado (7, 14 y 28 días),
se realizaron pruebas mecánicas a las losetas.
Este proceso permitió evaluar la evolución de la
resistencia del material a lo largo del tiempo,
asegurando que las losetas alcanzaran su máxima
capacidad estructural antes de ser sometidas a
carga. Las probetas debían soportar una carga
mínima de 15 MPa.
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De acuerdo con la norma ISO 10545-4:2019(E),
establece los métodos de prueba para losetas
cerámicas, se realizaron ensayos con un mínimo
de tres repeticiones por cada condición,
garantizando la validez estadística de los
resultados. Se encontró que las losetas fabricadas
con cemento y reforzadas con vidrio presentaron
una resistencia menor que aquellas fabricadas
con tratamientos térmicos convencionales.
A los 28 días de curado, la resistencia máxima
promedio fue de 0.146 MPa para las probetas L1,
L2 y L4, mientras que la probeta L3 alcanzó una
carga máxima de 0.25 MPa. Estos resultados
evidencian que, incluso después de un curado
prolongado, las losetas se encuentran por debajo
de los estándares requeridos para materiales de
construcción sometidos a flexión según la norma
ISO 10545-4:2019(E).
3.4. Resistencia a la compresión
La norma NMX-C-192-ONNCCE-2018
establece que las mezclas de concreto deben
alcanzar una resistencia mínima de 20 MPa a los
28 días. En este estudio, se observó que las
probetas L1, L2 y L3 superaron este valor a los 7
días, incrementando su resistencia a lo largo del
tiempo. A partir de los 14 días, los valores de
resistencia obtenidos fueron de 40 MPa en
promedio. A los 28 días, L2, L3 y L4
mantuvieron esta resistencia de 40 MPa, lo que
indica una mezcla altamente eficiente para
aplicaciones estructurales que requieren alta
resistencia y durabilidad. En contraste, las
probetas L1 no alcanzaron estos valores.
3.5. Discusión
3.5.1. Flexión de losetas
Las losetas de cemento (L1) tienen una
resistencia a la flexión diferente a las losetas
cerámicas o porcelánicas, debido a su
composición y proceso de fabricación, como se
presenta en la Figura 3, donde se grafica el
promedio de la resistencia a la fractura (MPa) vs
a los días de fraguado de las losetas. Cuando solo
contiene cemento (L1), se obtiene un valor
máximo de 0.146MPa a los 28 días, lo que
ocasiona que se formen microfisuras o desgaste.
Cuando se refuerza con vidrio incrementa la
resistencia, obteniendo el valor máximo de 0.025
(L3); sin embargo, se obtienen valores inferiores
a los solicitados por norma (15 MPa).
Los factores como espesor de la loseta, calidad
del cemento y compactación del material, juegan
un papel crucial en la resistencia a la ruptura.
Figura 3. Promedio de la Resistencia a la flexión de losetas (Elaboración propia).
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3.5.2. Pruebas no destructivas con
esclerómetro
En la Figura 4 se muestra el promedio de la
resistencia superficial a los 28 días. Solo se
emplearon las probetas L1, L2 y L3, debido a que
el tamaño de partícula en la probeta L4 era
significativamente inferior, donde dificulta una
comparación adecuada para la caracterización.
Figura 4. Promedio de resistencia superficial, lotes de
cilindros (Elaboración propia).
La loseta que solo contiene cemento (L1) no
cumple con los requisitos de la norma, cuando se
realizó el análisis de los rebotes con el
esclerómetro (10 golpes en el cilindro), para
transformar los rebotes a MPa se utiliza la gráfica
del esclerómetro (ver figura 5).
Se estima la resistencia superficial del material,
cuando queda fuera de los limites la norma
establece que su valor es cero.
Figura 5. Conversión de índice de rebote a N/mm2 [37]
L2 y L3 cumplen con los requisitos normativos,
con valores superiores a 200 kg/cm²;
garantizando su aptitud para aplicaciones
estructurales.
4.3. Pruebas de compresión
Cuando el material es reforzado con vidrio (L2
(1:4) y L3 (1:5)), tiene una mayor capacidad para
resistir a ser comprimidos o reducir su tamaño
comparado que cuando no lo es (L1), desde
etapas tempranas de curado (Figura 6),
alcanzando así su máxima resistencia a los 28
días. Ambos lotes lograron no solo superar los 20
MPa requeridos por la NMX-C-192-ONNCCE-
2018, sino que también evidenciaron un
desempeño significativamente mayor al
esperado, alcanzando valores que los hacen aptos
para aplicaciones estructurales de alta
resistencia. Este comportamiento permite
determinar que las formulaciones de estos lotes
fueron optimizadas para maximizar la resistencia
del concreto, lo que garantiza un desempeño
adecuado bajo las condiciones de carga aplicada.
Por otro lado, el L1 requiere un mayor tiempo de
curado para alcanzar los valores normativos, lo
que sugiere que su mezcla puede necesitar ajustes
en la proporción de agregados, agua o aditivos
para mejorar su desempeño en etapas tempranas.
A pesar de esto, al cumplir con los valores
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normativos a los 28 días, se concluye que esta
mezcla aún puede ser utilizada en proyectos de
baja exigencia estructural.
Figura 6. Promedio de Compresión cilindros (Elaboración
propia).
4. Conclusiones
El vidrio triturado y tamizado presentó tamaños
de partícula de 354, 250 y 105 µm, con formas
irregulares debido al proceso de molienda. La
distribución homogénea de partículas finas
mejoró la compactación y redujo la porosidad, lo
que influyó en la calidad superficial y dureza de
las losetas. Catunta en el 2022 [6], comenta que
el tamaño de partícula puede influir en
propiedades como reactividad química,
densidad, fluidez y capacidad de compactación.
El análisis mecánico indicó que la resistencia a la
flexión fue baja, alcanzando un máximo de 0.25
MPa en L3, lo que no cumple con la norma ISO
10545-4:2019 (E).
En contraste, la resistencia a la compresión de los
lotes L2 y L3 superó los 40 MPa a los 28 días,
cumpliendo con la NMX-C-192-ONNCCE-
2018, lo que sugiere su posible aplicación en
materiales estructurales.
Es importante cumplir con la normatividad
(NMX-C-192-ONNCCE-2018), para regular no
solo los valores mínimos de resistencia a la
compresión, sino también los procedimientos
para la caracterización del material durante el
curado. La evaluación a los 7, 14 y 28 días
permite identificar problemas de calidad en
mezclas que no alcancen los valores normativos
dentro de los tiempos establecidos.
La evaluación con esclerómetro validó la dureza
superficial del material, mostrando concordancia
con la resistencia mecánica. Si bien el uso de
vidrio reciclado en cemento es viable
ambientalmente, se requieren mejoras como la
optimización del tamaño de partícula, uso de
aditivos o refuerzos para incrementar la
resistencia a la flexión.
Al comparar los resultados obtenidos con
estudios previos, como Fernández Et al (2022)
[38], evaluaron losetas con refuerzos de plástico
reciclado, obteniendo una resistencia a la flexión
de 4.63 MPa, lo que supera considerablemente
los valores obtenidos en este trabajo.
Las losetas obtenidas presentan buena resistencia
a la compresión, pero su desempeño en flexión
limita su aplicación en pavimentos o estructuras
sometidas a carga transversal. Futuros estudios
podrían enfocarse en mejorar la adherencia del
vidrio a la matriz del cemento para ampliar su
potencial en la construcción.
5. Agradecimientos
Este trabajo fue financiado por el programa becas
COMECYT modalidad beca de posgrado,
estudios de maestría con folio 2024BPC1-M080.
6. Agradecimientos de autoría
Mario Iván Lara Garduño: Conceptualización;
Recursos; Ideas; Metodología; Análisis formal;
Análisis de datos; Borrador original;
Administración del trabajo; Escritura. Ma. De los
Ángeles Enríquez Pérez: Ideas; Revisión y
Edición; Borrador original.
9 ISSN: 2594-1925
Revista de Ciencias Tecnológicas (RECIT). Volumen 8 (2): e414.
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