lfnv plan de tesis uni pg fic aprobado

7/23/2019 Lfnv Plan de Tesis Uni Pg Fic Aprobado

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA CIVIL

SECCION DE POSGRADO

SIMULACIN DE UNA RED VEHICULAR MEDIANTEECUACIONES DIFERENCIALES DE RETARDO

PLAN DE TESIS

PARA OPTAR EL GRADO DE MAESTRO EN CIENCIAS

CON MENCIN EN INGENIERA DE TRANSPORTE

ELABORADO POR

LUIS FERNANDO NUEZ VILELA

ASESOR

MG. SC. LEONARDO FLORES GONZLEZ

LIMA-PER


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2013PLAN DE TESIS

TTULO: SIMULACIN DE UNA RED VEHICULAR MEDIANTE ECUACIONES

DIFERENCIALES DE RETARDO

TESISTA: LUIS FERNANDO NUEZ VILELA

CODIGO: 20136!2F

ASESOR: MG.SC. LEONARDO FLORES GONZLEZ

1. ANTECEDENTES

El 15 de diciembre de 1868 se ins!l" el #rimer sem$%&r& en L&ndres' ()e

dise*!d& #&r el in+enier& %err&,i!ri& &.n Pe!/e ni+. )in se b!s" en l!s

se*!les %err&,i!ri!s de l! #&c!' El #rimer sem$%&r& %)e m)4 di%erene !l !c)!l

c&n d&s br!&s )e se le,!n!b!n #!r! indic!r el senid& )e en! )e

deenerse !dem$s )s" l$m#!r!s de +!s de c&l&res r&7& 4 ,erde #!r! s) )s&

n&c)rn&' Sin emb!r+& ese #rimer sem$%&r& er! m!n)!l #&r l& )e re)er! )e)n #&lic! l& c&nr&l!se &d& el iem#&' Ese #rimer sem$%&r& e#l&" !n s&l& d&s

meses des#)s el 2 de ener& de 1869 .iriend& de +r!,ed!d & c!)s$nd&le l!

m)ere !l er!d&r' :1;

En 1910 Ernes Sirrine me7&r" el sem$%&r& ,&l,ind&l& !)&m$ic&' El sisem! de

Sirrine )s" l!s #!l!br!s n& il)min!d&s


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#ried!d de !)&m",iles de l!s ci)d!des del ese des#)s de )e el c&c.e se

c&n,iri" en m$s )e el 7)+)ee de )n .&mbre ric&' En 1910 L&s n+eles ),& el

re+isr& m$s !l& #er c$#i! de !)&m",iles en el m)nd& #&r)e er! )n! ci)d!d

ric! c&n )n b)en sisem! de c!lles c)4& clim! #ermie l! c&nd)cci"n d)r!ne &d&

el !*& en l&s c&c.es !bier&s )e er!n l! n&rm! .!s! 1923' :1;

A,!nces en l! ecn&l&+! de l! in+enier! elcric! e%ec)!r&n me7&r!s en l!

se*!li!ci"n #&sible' L&s in+enier&s .!b!n des!rr&ll!d& #r&+r!m!d&res

!)&m$ic&s #!r! sisem!s de c&m)nic!ci&nes mili!res d)r!ne l! Primer! C)err!

M)ndi!l' El #rimer sem$%&r& !)&m$ic& )e )ili!b! l)ces r&7!s 4 ,erdes

elcric!s %)e #!en!d& #&r >illi!m C.i+lieri en S!n (r!ncisc& ?!li%&rni! en

191' S) dise*& !mbin incl)! )n m&d& m!n)!l' :1;

?&mbin!ci"n de #&lic! de r$%ic& 4 sem$%&r& en Es&c&lm& 1953

L&s #e!&nes en!n m$s di%ic)l!des #!r! !d!#!rse ! l!s n)e,!s l)ces

!)&m$ic!s 4! )e se en%ren!r&n ! )n! n)e,! re+)l!ci"n de )n c&m#&r!mien&

4! es!blecid& )n !7)se m$s ei+ene )e !%r&n!r n)e,!s re+l!s #!r! n)e,&s

c&m#&r!mien&s :c&m& c&nd)cir;' L&s #e!&nes n)nc! se &r+!ni!r&n !s c&m&

l&s !)&m&,ilis!s' Pe!&nes es!d&)nidenses c!rec!n de )n e)i,!lene de l!

As&ci!ci"n de Pe!&nes de Cr!n Bre!*! .&4 en d! Li,in+ Srees :; &

De)sc.e er/e.rsF!c.-D> As&ci!ci"n Alem!n! de Se+)rid!d i!l' Ell&s

en!n s)%iciene in%l)enci! en l! ci)d!d de S!n L)is Mis)ri #!r! bl&)e!r )n!

&rden!n! c&nr! cr)!r l! c!rreer! en el #)n& dic!d& :7!4F!l/in+; en 1936

#er& )e #!rece )n! ece#ci"n !isl!d! de s) im#&enci! #&lic!' L&s in+enier&s

de r$%ic& r!!b!n ! l&s #e!&nes c&m& ci)d!d!n&s de se+)nd! cl!se' En 1921

#&r e7em#l& )n in+enier& l&s describi"


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En 1936 ?.!rles M!rs.!ll cre" )n! se*!l r&!&ri! )e #ermi! indic!r el iem#&

res!ne !nes del c!mbi& de es!d& del sem$%&r&' :1;

L&s sem$%&r&s !c)!lmene .!n id& e,&l)ci&n!nd& c&n el #!s& del iem#& 4

!c)!lmene 4 debid& ! s) ren!bilid!d se es$n )ili!nd& l$m#!r!s ! ledes #!r!

l! se*!li!ci"n l)min&s! #)es& )e l!s l$m#!r!s de ledes )ili!n s"l& 10 H de

l! ener+! c&ns)mid! #&r l!s l$m#!r!s inc!ndescenes ienen )n! ,id! esim!d!

50 ,eces s)#eri&r 4 #&r !n& +ener!n im#&r!nes !.&rr&s de ener+! 4 de

m!nenimien&' :2;

L! in,enci"n del ,e.c)l& ! #es!r de )e se c&nsider! )n .ec.& reciene .! id&

!d)iriend& )n ,!l&r c!d! ,e m!4&r 4 n& s"l& #!r! l! ,id! c&idi!n! del ser

.)m!n& sin& !mbin #!r! l! ec&n&m! del r!ns#&re' Ese !)men& ,el& de

im#&r!nci! re)iri" )e iem#& !r$s se diese !enci"n #re%erene ! l!

c&nsr)cci"n de c!lles 4 c!rreer!s res!l!nd& s&bre &d& el !s#ec& esr)c)r!l

de l!s mism!s' :2;

A #!rir de l! dc!d! de l&s 80 l&s res#&ns!bles de l&s de#!r!men&s de r$%ic&

&bser,!r&n )e l!s s&l)ci&nes r!dici&n!les )e se es!b!n !#lic!nd& n& er!n

,i!bles debid& ! l&s c&ses ! l! c!renci! de es#!ci& dis#&nible 4 ! l!s

c&nsec)enci!s #!r! el medi& !mbiene 4 es #&r es& )e l&s de#!r!men&s de

r$%ic& c&men!r&n ! b)sc!r s&l)ci&nes #!r! l! imi!ci"n de l!s

in%r!esr)c)r!s eisenes 4 !s &bener el me7&r ser,ici& )e #)ed!n

#r&rci&n!r' A r! de ese .ec.& se cre! l! In+enier! de @r$%ic& )e es l! r!m!

de l! in+enier! enc!r+!d! de !#lic!r l&s Glim&s !,!nces de l! ecn&l&+! #!r!

d!r s&l)ci&nes m$s e%eci,!s !l r!ns#&re' :1;

()e en es! #&c! c)!nd& !#!recier&n l&s sisem!s ineli+enes de r!ns#&re

:I@S; c&m& #&r e7em#l& s&n l&s sisem!s !,!n!d&s de in%&rm!ci"n !l ,i!7er&:A@IS; 4 l&s sisem!s !,!n!d&s de +esi"n del r$%ic& :A@MS;' L! m!4&r #!re de

ell&s #r&rci&n!n ! l&s c&nd)c&res 4 ! l&s in+enier&s l! si)!ci"n !c)!l re!l &

sim)l!d! del r$%ic& 4 l&s #r&n"sic&s #!r! el mism&' P)eden incl)s& s)+erir

!cci&nes #!r! me7&r!r l! circ)l!ci"n' :1;

P!r! &bener es&s sisem!s l&s in,esi+!d&res .!n dedic!d& m)c.& r!b!7& !

sim)l!ci&nes del r$%ic& es#eci!lmene !l des!rr&ll& de sim)l!d&res de m&del&s

micr&sc"#ic&s e!c&s :dic.& m&del& se describe m$s !del!ne;' :2;

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En l!s dc!d!s #!s!d!s el )s& de es! %!mili! de sim)l!d&res %)e resrin+id& !

#e)e*&s c!s&s de #r)eb! debid& ! s)s !l&s re)isi&s c&m#)!ci&n!les' #er&

!c)!lmene .! !)men!d& l! dis#&nibilid!d de &rden!d&res m$s r$#id&s 4

b!r!&s 4 #&r !n& es&s sim)l!d&res ,)el,en ! ser de )s& c&idi!n&' :1;

2. PLANTEAMIENTO DEL PRO"LEMA

L! #&bl!ci"n en n)esr! ci)d!d crece de m!ner! dr!m$ic!' Ane es! ,erd!d

!l+)n&s de l&s !n!lis!s esim!n )e el #!r)e !)&m&&r crecer$ ! )n rim&

!celer!d& e in!ce#!ble' Per& si s&m&s )n #&c& m$s #)n)!les enc&nr!m&s )e

l! densid!d ,e.ic)l!r en Lim! Mer&li!n! de%inii,!mene crece ! )n rim& m$s

ele,!d& d!d& )e l! ci)d!d crece en #&bl!ci"n m$s n& l& .!ce de l! mism!

m!ner! en $re!' :2;

P&r &d& l& !neri&r m!ne7!r en Lim! c&m& en c!si c)!l)ier ci)d!d del m)nd&

se .! c&n,erid& .&4 en )n #r&blem! de +r!ndes dimensi&nes' P&dem&s !%irm!r

)e l! in%r!esr)c)r! ,i!l de )n! ci)d!d es direc!mene #r&rci&n!l !l !m!*&

de s) #!r)e !)&m&ri #&r l& )e c!d! ,e )e )n! ci)d!d in!)+)r! )n!

!,enid! )n #)ene & )n Gnel s!bem&s )e s)s ci)d!d!n&s s!)r!r$n el sisem!

de c)!l)ier %&rm!' P&r es& !se+)r!r )e &d!s l!s ci)d!des c&n )n sisem! de

r!ns#&re de m!4&r! de ,e.c)l&s #!ric)l!res :c&m& en n)esr& c!s&; endr$n

#r&blem!s de r$%ic& n& d! l)+!r ! c&nr&,ersi!s' :3;

?)!nd& )n $re! )rb!n! c&niene )n! +r!n densid!d ,e.ic)l!r dismin)4e l!s

c&ndici&nes %!,&r!bles de ,id! en +ener!l de s)s ci)d!d!n&s' n! ci)d!d )e n&

iene m&,ilid!d es )n! ci)d!d d"nde n& se #)ede ,i,ir bien 4 es )n! ci)d!d

c&n!min!d!' El r$%ic& !)men! de m!ner! !l!rm!ne el ni,el de esrs de l&s

c&nd)c&res 4 #e!&nes 4 dis#!r! l&s ndices de c&n!min!ci"n #&r e7em#l&

Si )n! !,enid! sin inersecci&nes m)e,e c!rr&s en )n l!#s& de iem#& l!

c&n!min!ci"n en #r&medi& ser$ #r&rci&n!l ! ' Per& si s&bre dic.! !,enid! sec&nsr)4e )n! inersecci"n c&n sem$%&r&s #&r l! c)!l cr)!n i+)!lmene c!rr&s

en el mism& iem#& l! c&n!min!ci"n en l! &n! n& ser$ #r&rci&n!l ! 2 sin&

m)c.& m!4&r 4! )e deener l&s ,e.c)l&s en l&s sem$%&r&s im#lic! m!4&r

c&ns)m& de +!s&lin! c!d! ,e )e se %ren! 4 se !rr!nc! n)e,!mene' P&r es& 4

#&r l!s dem&r!s )e se &c!si&n!n !nes de ,er l&s sem$%&r&s c&m& elemen&s

de c&nr&l )e #r&rci&n!n se+)rid!d 4 m&,ilid!d !l %l)7& ,e.ic)l!r debem&s

!mbin c&nsider!rl&s c&m& l&s res#&ns!bles de l! m!l! circ)l!ci"n 4 el !)men&

de l! c&n!min!ci"n c)!nd& s&n m!l )bic!d&s 4J& m!l c&n%i+)r!d&s' :K;

4


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De ) m!ner! se deben de #r&+r!m!r l&s sem$%&r&s #!r! e,i!r re!rd&s en l&s

cr)ces sem!%&ri!d&s

3. #USTIFICACION

Se .!ce neces!ri& b)sc!r s&l)ci&nes #!r! el r!ns#&re #Gblic& 4 #ri,!d&

medi!ne m&del&s de sim)l!ci"n de redes en inersecci&nes de +r!n ,&l)men de

r$%ic& 4 !n!li!nd& el c&m#&r!mien& del #e!"n 4 ,e.c)l& Se &m!r! c&m&

.err!mien! l!s ec)!ci&nes di%erenci!les de re!rd& debid& ! )e el %l)7& de

r!nsi& de l&s ,e.c)l&s n& es c&nin)& en l!s redes se ienen )e &m!r en

c)en! l!s #!r!d!s 4 l!s c&l!s d!nd& n%!sis ! #!r$mer&s c&m& l! densid!d

,el&cid!d #r&medi& de l! ,! l&s c)!les c!r!ceri!rl&s n&s ,! ! lle,!r ! l!

s&l)ci"n'

$. O"#ETIVOS:

GENERALES:

Red)cir l&s iem#&s de dem&r! de %l)7& ,e.ic)l!r en inersecci&nes

sem!%&ri!d!s medi!ne sim)l!ci&nes m!em$ic!s'

ESPECIFICOS:

Des!rr&ll!r )n m&del& de cr)ce sem!%&ri!d& c&n ec)!ci&nes di%erenci!les de

re!rd&' Deermin!r medi!ne cnic!s de sim)l!ci"n l&s iem#&s de es#er! en l&s

sem$%&r&s c)!nd& l!s dem$s inersecci&nes se enc)enren ,!c!s' ?!r!ceri!r el c&m#&r!mien& del ,e.c)l& 4 del #e!"n de )n! red ,i!l de

Lim! en inersecci&nes sem!%&ri!d!s'

. HIPOTESIS:

L!s ec)!ci&nes di%erenci!les de re!rd& re#resen!n de m!ner! !dec)!d!

el c&m#&r!mien& ,e.ic)l!r en cr)ces sem!%&ri!d&s'

6. MARCO TERICO:

M%&'(%) *+)+&%) ', E-+-/%,') D/'',-/+(') O&/,+/+) -%, R'4+&%

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n! ec)!ci"n di%erenci!l :&rdin!ri!s; c&n re!rd& :EDR; es !)ell! en l! )e en l!

e#resi"n de l! deri,!d! del es!d& !#!rece el #ri& es!d& en )n& & ,!ri&s

ins!nes de iem#& !neri&res

N:;% ::;:Q1;:Q2;:Qn;;

El c!s& m$s sencill& es !)l en )e !#!rece )n Gnic& re!rd&

N:;% ::;:Q;;

Desde )n #)n& de ,is! %&rm!l en #rinci#i& n& deber! .!ber m!4&r #r&blem! en

r!!r es!s ec)!ci&nes di%erenci!les 4! )e en c!d! ins!ne de iem#& :Q; es

)n! %)nci"n c&n&cid!' Es decir el #r&blem! es simil!r !l )e endr!m&s si en )n!

EDO n&rm!l !#!recier! )n! %)nci"n c&n&cid! .:; c&m& en

N:;% ::;;+ ::;.:;;' :5;

Sin emb!r+& #!r! )e l&s m&d&s de res&l)ci"n de EDO en+!n l! ,!lide

!c&s)mbr!d! es #recis& )e l! %)nci"n % )e de%ine l! EDO se! de cl!se ?/

d&nde / de#ende del #ri& m&d&' As #!r! )n m&d& de R)n+e-)! de

&rden # se s)ele ei+ir )e / #' S"l& en es!s c&ndici&nes se #)ede !se+)r!r l!

b&nd!d del m&d&' :B)en& !mbin .!4 )e rec&rd!r )e l&s e&rem!s de

eisenci! 4 )nicid!d ei+en cier! re+)l!rid!d ! l! #ri! %'; :6;

P&r !n& l! re+)l!rid!d de % ,iene deermin!d! !mbin #&r l! re+)l!rid!d de l!

%)nci"n .' Si . es de cl!se ?/1 n& .!br$ m!4&r #r&blem!' :Obsr,ese #&r

e7em#l& )e D1%D1+D3+d.d'; :5;

En el c!s& de )n! EDR ! men)d& &c)rre )e l! c&ndici"n inici!l n& es re+)l!r

%rec)enemene en l! #ri! c&ndici"n inici!l' P&r es! r!"n el s&%F!re debe

lle,!r l! #rec!)ci"n neces!ri! de ir s!l,!nd& l!s disc&nin)id!des 4 s)#r!+!ci"n ! l& l!r+& de l! res&l)ci"n del sisem!' :6;'

@e&r! de c&l!s'

L! e&r! de c&l!s es )n! de l!s .err!mien!s m$s c&mGnmene )s!d!s en el

!n$lisis de #r&blem!s de c&n+esi&n!mien&'

?)!l)ier %en"men& de es#er! en d&nde se #res! )n ser,ici& !iende l!s re+l!s

4 el m&del& de l! e&r! de c&l!s' En l&s m&del&s de r$%ic& ,e.ic)l!r l&s #&lic!s

l!s red)cci&nes de c!l!d!s l!s c!se!s de #e!7es 4 l&s sem$%&r&s #)eden ser#er%ec!mene r!!d&s c&m& )n! c&l!'

6


8/10

P!r! enender !l+)n!s de l!s ec)!ci&nes m$s im#&r!nes se )ili!r$n l!s

si+)ienes ,!ri!bles 4 s) res#eci,! n&!ci"n

T Re#resen! l! !s! de lle+!d!s de ,e.c)l&s ! )n! es!ci"n de ser,ici&'

U Re#resen! l! !s! medi! de ser,ici& ! l! )e se !ienden l&s ,e.c)l&s de l!

c&l!

L! !s! de lle+!d!s es !mbin ll!m!d! dem!nd! !s c&m& l! !s! de ser,ici& es

ll!m!d! c!#!cid!d'

L! disci#lin! )e ri+e )n! c&l! )e sim)l! c)!l)ier %en"men& de r$%ic& ,e.ic)l!r

es l! m$s c&mGn de l! e&r! de c&l!s 4 se en)nci! c&m& VEl #rimer& )e lle+!

es el #rimer& )e s!le'WL! c!#!cid!d de )n sem$%&r& iene en el %l)7& de

s!)r!ci"n s) ,!l&r m$im& 4 ser$ i+)!l ! U siem#re )e s&bre se n& se

#resene )n! c&l!' Es decir si l&s ,e.c)l&s lle+!n dis#ers&s " b!7& %l)7& libre ! l!

inersecci"n c&n sem$%&r& T UX & en &r!s #!l!br!s l&s ,e.c)l&s s&n !endid&s

:s!len; ! l! mism! !s! c&n )e lle+!n' :2;

5. CUERPO DE LA TESIS

Yndice'

Inr&d)cci"n

Res)men'

?!#)l& 1 Cener!lid!des 4 Es!d& del Are'

?!#)l& 2 M!rc& Re%erenci!l'

?!#)l& 3 An$lisis de c!#!cid!d 4 ni,eles de ser,ici& de l! si)!ci"n !c)!l

?!#)l& K Sim)l!ci"n del r$nsi& ,e.ic)l!r 4 #e!&n!l'

?!#)l& 5 Res)l!d&s !n$lisis e iner#re!ci"n'

?!#)l& 6 Pr)es! de Sisem! de c&nr&l 4 ,!lid!ci"n'

?!#)l& ?&ncl)si&nes 4 Rec&mend!ci&nes'

Bibli&+r!%!'

!. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

P!r! el des!rr&ll& de es! in,esi+!ci"n se em#le!r$ l! me&d&l&+! e"ric!

e#erimen!l medi!ne re,isi"n de m&del&s de %l)7& ,e.ic)l!r &m! de d!&s en

c!m#& rec&lecci"n de b!se de d!&s !dem$s )e se recil!r$ in%&rm!ci"n

bibli&+r$%ic! re%erid! ! l! res&l)ci"n de ec)!ci&nes di%erenci!les c&n re!rd& 4 s)

em#le&

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9/10

. "I"LIOGRAFIA

Z1[ ?l!4 McS.!ne @.e Ori+ins !nd Cl&b!li!i&n &% @r!%%ic ?&nr&l Si+n!ls - L&s

&r+enes 4 l! +l&b!li!ci"n de l!s se*!les de c&nr&l de r$%ic& \&r.e!sern

ni,ersi4 P$+' 381-386' 2013'

Z2[ D!niel !r!mill& R!mre Sim)l!ci"n 4 c&nr&l de r$%ic& ,e.ic)l!r #&r

sem!%&ri!ci"n' (!c)l!d de In+enier! Elecr"nic! ni,ersid!d P&ni%ici!

B&li,!ri!n! Medelln ?&l&mbi! 2005'

Z3[ Emm! ]&l+!d& R)i' Es)di& de re+)l!ci"n del r$nsi& de ,e.c)l&s 4

#e!&nes en l&s !lreded&res de l! !,enid! P&r)+!l de S!l!m!nc!

ni,ersid!d P&licnic! de ?!!l)n4! Es#!*! 2012'

ZK[ Alber& B)ll' ?&n+esi"n de @r!nsi& el #r&blem! 4 c&m& en%ren!rl&'

?&misi"n Ec&n"mic! #!r! Amric! L!in! 4 el ?!ribe' S!ni!+& de ?.ile

2003'

Z5[ l,!r& C)irre ()nd!men&s e"ric&s 4 M!n)!l del Sim)l!d&r' 201K'

Z6[ M!)rici& C&n$le Resre#&' A#lic!ci"n de e&r! de c&l!s en l&s sem$%&r&s

#!r! me7&r!r l! m&,ilid!d en l! c!rrer! enre c!lles 15 4 20 de l! ?i)d!d de

Pereir!' ni,ersid!d @ecn&l"+ic! de Pereir! 2010'

Z[ Pl!n M!esr& de @r!ns#&re rb!n& #!r! el $re! mer&li!n! de Lim! 4

?!ll!& en l! Re#Gblic! del PerG' A+enci! de ?&er!ci"n Inern!ci&n!l de

!#"n ?&nse7& de @r!ns#&re de Lim! 4 ?!ll!& 4 Miniseri& de @r!ns#&res 4

?&m)nic!ci&nes de l! Re#Gblic! del PerG 2005'

10. CRONOGRAMA

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11. PRESUPUESTO

+ R'-)%) E78('+&%)

Ad)isici"n de bibli&+r!%! SJ' 5000

Enc)es!d&res SJ' 3000

L!#Inernell!m!d!s SJ' 3K00

iles de escri&ri& SJ' 300

* E(+*%+-/9, &' I,%7')

Presen!ci"n de in%&rmes #!rci!les SJ' K00

Presen!ci"n del b&rr!d&r SJ' 200

Presen!ci"n de l! @esis SJ' 300

- T%4+( SJ' 12600

\G*e ilel! L)is (ern!nd& M'Sc' (l&res C&n$le Le&n!rd&

?!ndid!& ! M!esr& Ases&r

9

lfnv plan de tesis uni pg fic aprobado

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