INTERFIS. Artículo 6. 2015. Actividad piloto GIIE#010. Consistencia del hormigón fresco. ¿Incide...

7/26/2019 INTERFIS. Artculo 6. 2015. Actividad piloto GIIE#010. Consistencia del hormign fresco. Incide la cantidad y calid

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ACTIVIDAD PILOTO GIIE#010CONSISTENCIA DEL HORMIGN FRESCO.

INCIDE LA CANTIDAD Y CALIDAD DELAGUA DE AMASADO?

2013

Autora: Paula Camerlati

Proyecto Educativo INTERFISProponente y Responsable Integral:Alicia GadeaURL:www.interfis-edu.jimdo.comCorreo:[email protected]

ResumenEl hormign es un material de uso muy extendido en la industria de la construccinde nuestro pas. Especficamente el agua de amasado es el componente msfrecuentemente alterado en su cantidad y en su calidad.Se propone estudiar la incidencia del agua en la consistencia del hormign fresco,utilizando la metodologa de la investigacin, el trabajo colaborativo y el uso de las

TIC, en el marco del proyecto INTERFIS.El ensayo aplicado en ambos estudios es el del Cono de Abrams, siguindose elprocedimiento detallado en la Norma Tcnica Mercosur correspondiente.

Los resultados obtenidos confirman las hiptesis planteadas. En todas las instanciascumplidas con esta metodologa de trabajo se evidencia la importancia de realizaractividades prcticas en la Enseanza Media Tecnolgica. Los estudiantes participansiempre en forma entusiasta, sortean dificultades logsticas con creatividad, adquierenmayor confianza en los resultados de su propio trabajo y asumen un rol protagnicoen la investigacin. Del mismo modo que se ha visto enriquecida la prctica docente.

Al trabajar con una metodologa con estas caractersticas adquieren competencias queson positivamente valoradas al egreso de la educacin media superior, ya sea en elmbito laboral como en su continuidad educativa.


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Contenidos

I. DESCRIPCIN

II. PLANTEO INICIAL SEGN LAS ETAPAS DE LAMETODOLOGA DE INVESTIGACIN

III.RBRICA DE AUTOEVALUACIN

IV.TAREA REALIZADA

I. DESCRIPCIN

AntecedentesLa participacin en junio del 2013 del Taller de Lanzamiento de las actividadesdel Laboratorio Especializado de Fsica para el rea de la Arquitectura-Construccin, despierta el inters en iniciar a los estudiantes en la investigacin.Esta modalidad permite trabajar temas incluidos en los programas vigentes, conun enfoque si bien ms complejo, mucho ms enriquecedor tanto para eldocente como para los alumnos, a la vez que constituye un desafo sobre todoporque es necesario involucrarse en una forma diferente en la idea que se busca

investigar.

IntegrantesDocente Tutora Paula CamerlatiEstudiantes Jimena Brea

Clarissa Rubini

Las estudiantes que conforman el grupo de investigacin tienen buen nivel derendimiento acadmico y demuestran motivacin hacia la actividad y modalidadpropuesta con nfasis en las TIC aplicadas a la enseanza y al aprendizaje. Esta

forma de trabajo no ha sido implementada con anterioridad en el curso.El estudio del tema Hormign, se aborda en forma general en primer aosiendo retomado y profundizado en tercero. Es por este motivo que debenestudiarse diversos aspectos en forma simultnea al trnsito de las diferentesetapas de la investigacin. Este aspecto presenta una dificultad que el equipodebe superar mediante el estudio y la planificacin previa a los trabajos decampo y experimentos.La profesora tambin aplica una modalidad de trabajo distinta a la utilizadahasta el momento por lo que debi estudiar aspectos tericos de la metodologade investigacin cientfica, trabajar en forma coordinada e interdisciplinaria conlos dems docentes y a su vez guiar a las estudiantes en el proceso de trabajo.


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ObjetivosObjetivo general

Comprender y transitar las etapas de la metodologa cientfica de enfoquecuantitativo haciendo nfasis en el trabajo en equipo, prctico y de

aplicacin de las TIC en sus distintas fases

Objetivos particulares- Comprender la relevancia a nivel terico y prctico de conocer las

caractersticas y el comportamiento de los materiales de construccin- Fomentar a travs del trabajo en equipo el desarrollo del pensamiento

crtico, convergente y divergente frente a situaciones reales. Plantearsepreguntas, permitirse disentir para poder lograr acuerdos.

- Promover el trabajo sistemtico, planificado, ordenado y plausible dere planificaciones.

-

Usar las TIC como facilitadores del trabajo colaborativo, paracomunicarse, buscar informacin, recolectar y procesar datos, paraordenar y planificar el trabajo.

- Aprender a realizar correctamente relevamientos audiovisuales(fotogrficos y de video) de las actividades de campo ordenando,catalogando, editando y archivando informacin pertinente a lainvestigacin.

- Conocer y atender los criterios de valoracin de su desempeo que seconsiderarn en la evaluacin de su aprendizaje.

II. PLANTEO INICIAL SEGN LAS ETAPAS DE LAMETODOLOGA DE INVESTIGACIN

A medida que se avanza en la actividad pueden realizarse ajustes.En forma colaborativa se completa el documento Avance I, en el espacio virtual detrabajo del GIIE.

IdeaIncidencia de la cantidad y calidad del agua de amasado en la consistencia delhormign fresco.Se completa y enva a INTERFIS, el Formulario Inicio GIIE-Presentacin deidea.Una vez aceptada se contina el proceso de formulacin de la propuesta.

Planteamiento del problemaInfluye en la consistencia del hormign fresco, la cantidad de agua utilizadapara su amasado as como la calidad de la misma?Elaborado con componentes simples, de origen nacional, de relativaeconoma y fcilmente accesibles en cualquier barraca, no requiere mano de

obra especializada para su elaboracin ni posicionado.


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Estos aspectos pueden facilitar a su vez un alejamiento de las mejoresprcticas del oficio para su elaboracin tanto en la dosificacin como en lacalidad de los materiales empleados.Esto se debe a que el operario utiliza el tipo de agua disponible en la obra y

que constata que al aumentar la cantidad de agua en el amasado, el material sevuelve ms trabajable. Estas acciones en apariencia poco significativas,influyen en las propiedades del hormign en estado fresco y endurecido.La correcta dosificacin de los componentes implica mejores condicionespara la puesta en obra del hormign y en un mejor rendimiento frente a lassolicitudes a las que se enfrente una vez fraguado y endurecido.Por lo tanto se plantea estudiar qu sucede con la consistencia al variar lacantidad de agua de amasado de calidad recomendada y qu sucede con laconsistencia cuando se usan distintas aguas no recomendadas (salina, conalgas, sulfatadas, con residuos orgnicos, de pozo).

Se plantean ensayos segn la Norma Mercosur NM 67:96) Hormign-Determinacin de la consistencia mediante el asentamiento del tronco decono.Las variables que se manipulan son la cantidad y la calidad del agua. Laspruebas empricas son viables de realizar con el equipamiento y materiales quese dispone en la Escuela Tcnica y los proporcionados por el LaboratorioEspecializado de Fsica.

Revisin de la literatura

El tema de estudio presenta una extensa bibliografa de la que se selecciona elmaterial con mayor pertinencia para la investigacin as como para el niveleducativo de las estudiantes. Se analizan profundamente los aspectosrelacionados con el problema, realizando una ficha de los temas mssignificativos. La informacin procesada y relacionada entre s nos habilita aun avance sistematizado y ordenado que responde al plan de accinpropuesto.

Alcance del estudioEs descriptivo y correlacional.

HiptesisSe formulan dos hiptesis.1) La consistencia del hormign fresco vara al modificarse la relacin

agua/cemento para agua de calidad recomendada2) La consistencia del hormign fresco vara al modificarse la calidad del

agua de amasado, con una relacin agua/cemento aconsejada para unhormign de resistencia estndar


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DiseoEn la hiptesis 1: la variable independiente es la cantidad de agua de amasadoque en la dosificacin vara la relacin agua/cemento y la variabledependiente la consistencia del hormign fresco medida a travs del

asentamiento. Se utiliza agua de calidad recomendada. Se trabaja con tresrelaciones agua/cemento diferentes.En la hiptesis 2: la variable independiente es la calidad del agua de amasado yla variable dependiente la consistencia del hormign fresco medida a travsdel asentamiento. Se utiliza la relacin agua/cemento 0.5.Se recolectan los datos de cada ensayo. Se compara el asentamiento de cadauna de las muestras con respecto a la muestra testigo realizada con aguarecomendada.Se completa y enva a INTERFIS, Formulario de Solicitud de material delLaboratorio Especializado.

Se completa y enva a Interfis el Formulario de Avance-GIIE.

Definicin y obtencin de datosLos datos se obtienen realizando el ensayo del Cono de Abrams que se eligepor ser el ms sencillo y de mayor aplicacin en nuestro medio.Se toma como referencia los valores tabulados que asocian el asentamiento aldesmoldar la muestra con la consistencia del hormign fresco.Los recursos disponibles son el cono, materiales para realizar el hormign,agua recomendada y aguas no recomendadas.

Recoleccin de datosLos instrumentos de medicin utilizados para medir las variables contenidasen las hiptesis son: regla de metal para medir el asentamiento en formaindirecta, ya que se asocia asentamiento a consistencia y volumen de agua paradeterminar la relacin agua/cemento.Se registran en tablas.

Anlisis de datosLos asentamientos medidos se comparan con valores tabulados que relacionan

asentamiento y consistencia.

Elaboracin del reporteSe realiza teniendo en cuenta las caractersticas de los destinatarios.

III. RBRICA DE AUTOEVALUACINDisponible en el espacio de trabajo virtual, se aplica para conocer la calidad de lapropuesta de acuerdo a criterios establecidos previamente por el proyecto, segn unaescala de cuatro niveles de desempeo y aspectos a evaluar.


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IV. TAREA REALIZADALas tareas se cumplen en forma presencial en la Escuela Tcnica Solymar Norte y enel espacio virtual del proyecto INTERFIS.

Cumplida la etapa de las ideas iniciales trabajadas en coordinacin con los profesorestutores de los dems grupos de Iniciacin a la Investigacin Estudiantil de la escuela,se plantea el problema a estudiar. Se hace en trminos de dos preguntas deinvestigacin para luego formular dos hiptesis de trabajo que guiarn la actividaddesarrollada en base al diseo.

La metodologa de investigacin implementada se enriquece con el uso de lainformtica y de las herramientas WEB 2.0. Estas facilitan la comunicacin y elintercambio de ideas entre la tutora y la coordinadora acadmica de Interfis, entre latutora y sus estudiantes y entre los tutores de los diferentes grupos GIIE de laEscuela.El trabajo tiene una fuerte planificacin de las tareas, de las fases de la investigacin yde los trabajos de campo, que se visualizan en el Grfico de Gantt.Las integrantes del equipo coordinan actividades por correo electrnico, sms yencuentros en recreos. Se utiliza el tiempo de clase y algunas horas fuera de turno.Dado que todo el grupo trabaja en forma simultnea en otras investigaciones no hubointerferencias entre asignaturas. No obstante en varias ocasiones los integrantes de unGIIE participan de actividades de otros motivados por conocer otras actividadesprcticas.

RecursosSe trabaja en dos niveles:- Nivel tangible o material: se utilizan equipos del Laboratorio de Fsica

Interfis y complementados por equipo en prstamo de la Escuela de lasPiedras y por equipo perteneciente a la Escuela de Solymar. Los materialesnecesarios para elaborar el hormign los suministra la Escuela Tcnica deSolymar: ridos grueso y fino y cemento as como herramientas: pala,baldes, cuchara, carretilla, balanza, cinta mtrica. Las integrantes delequipo realizan la limpieza, acarreo de materiales, elaboracin del

hormign, muestras y mediciones.- Nivel intangible: desde el inicio de la actividad la tutora promueve el uso

las TIC en forma transversal a todas las fases de la investigacin. Se creadesde la Coordinacin acadmica de Interfis un espacio de trabajo enGoogle Drive propio del equipo donde se clasifica el trabajo endocumentos con el objetivo de orientar la actividad. A medida que seavanza en el trabajo y basada en las necesidades de trabajo del equipo latutora genera carpetas complementarias. Las alumnas aprenden a editar yparticipar en los documentos alojados en la nube, suben archivos de

imgenes y video. De igual modo primero tmidamente y luego con msconfianza completan el registro de actividades diario.


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EstrategiasEl trabajo de las estudiantes es evaluado a lo largo de todo el proceso y conpermanente devolucin por parte de la tutora. Se plantean instancias deentrega de avances del proyecto y de los reportes de trabajos de campo

establecidos en las pautas de trabajo para los GIIE.

Para la comprobacin emprica de la hiptesis 1, se realizan cinco muestras dehormign variando la relacin agua/cemento en cada muestra: 0.2, 0.45, 0.5,0.6 y 0.7.

Al estudiar la incidencia de la calidad del agua: la dosificacin de ridosgruesos y finos y la relacin agua/cemento se mantiene constante variando lacalidad del componente agua.

Duracin. Diagrama temporalLa investigacin se desarrolla entre agosto y noviembre de 2013. Una vez porsemana se destinan horas de clase para el trabajo prctico. No obstante serequiere de muchas horas semanales extra de trabajo de planificacin, estudioy procesamiento del trabajo.Se realiza el diagrama Gantt correspondiente.

Pruebas experimentales preliminares

a. Anlisis de las caractersticas de los Conos #1, #2 y #3 conreferencia a lo establecido en la Norma Mercosur 67-96.

- Cono #1, de carcter profesional, adquirido y disponible en el LaboratorioEspecializado de Fsica

- Cono #2, construido por alumnos de la ET Las Piedras- Cono #3, construido en talleres de UTU


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FICHA COMPARATIVA

CARACTERSTICAS SEGN NORMA CONO 1 CONO 2 CONO 3

Material: metal que no emplee materiales absorbentes yqumicamente reactivos con los componentesconstitutivos del hormign

Espesor: igual o mayor que 1,5 mm X

Interior del molde liso

Interior libre de proyecciones (remaches salientes y deabolladuras)

X X

Dimetro de la base: 200 mm X XDimetro de la cspide: 100 mm

Altura: 300 mm X

Base y cspide abiertas y paralelas entre s

Molde con dos agarraderas en la parte superior

Ubicacin agarraderas: a dos tercios de la altura X

Soportes para mantenerlo estable en el fondo del molde X X

Varilla de acero 16 mm de dimetro Varilla de 60 cm de largo

Placa de base metlica X X

Placa de base con lados no menores que 500 mm X X X

Placa de base con espesor no menor de 3 mm X X


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- Cono #1 testigo cumple en 15 de los 16 aspectos consignados en la NormaNM 67-96. Las dimensiones de la base son menores.

- Cono # 2 cumple en 12 de los 16 aspectos consignados en la Norma NM 67-96: no tiene base metlica, su interior no es liso por tener remaches, no tiene

soportes inferiores, la base se excede en 5 mm.- Cono #3 cumple en 7 de los 16 aspectos consignados en la Norma NM 67-

96. No cuenta con base ni soportes, su interior no es liso, su espesor es de1mm, las dimensiones varan en la base y en la altura, y las agarraderas seubican ms altas de lo sugerido

Estos aspectos fcilmente podran ser corregidos a la hora de confeccionar un Conode Abrams de forma no profesional.

Todo el proceso es registrado en distintos videos, subidos al espacio de trabajo virtual.Las fotos se obtienen de capturas instantneas de los mismos.

ResultadosSe realiza el amasado del hormign con una dosificacin por partes de3:2:1 y relacin agua- cemento 0.5.Se sigue en los tres casos el procedimiento indicado por la norma.

El asentamiento medido resulta igual para las tres muestras.Es de 5 mm lo que corresponde a consistencia seca.


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Interpretacin de resultados y conclusionesLa norma establece que el mtodo es aplicable a los hormigones plsticosy cohesivos que presenten un asentamiento igual o superior a 10mm. Semide el asentamiento determinando la diferencia entre la altura del molde

y la del eje de la probeta que corresponde a la altura media de la probetadesmoldada, aproximando a los 5 mm ms prximos, acorde a loesperado para una relacin agua-cemento 0.5.Para poder comparar el comportamiento de los distintos conos seestablece la necesidad de trabajar con muestras de relacin agua-cementoque permitan obtener hormign de consistencia plstica y fluida.Las muestras realizadas no permiten obtener una conclusin dado que seobtuvo un asentamiento menor al establecido por la norma.

Es necesario repetir el procedimiento para una relacin agua/cementodiferente. Por otra parte es importante tener en cuenta que para considerar

vlida la conclusin es necesario realizar un nmero grande de medidasque permitan calcular valores representativos. Por lo tanto se debenprobar distintas dosificaciones, realizando varios ensayos para cada una deellas, de manera de obtener hormigones de consistencia establecida por lanorma. En este caso por razones de tiempo, costos y nmero deintegrantes del grupo, se trabaja con una sola dosificacin de hormign.Se estima que puede formularse como una nueva propuesta profundizaren este estudio para lo cual es necesario analizar la viabilidad de recursos

disponibles.


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b. COMPROBACIN EMPRICA

HIPTESIS 1La consistencia del hormign fresco vara al modificarse la

relacin agua/cemento para agua de calidad recomendada

Recoleccin de datos

RELACIN A/C ASENTAMIENTO (cm)

0,2 0,5

0,45 3,0

0,5 5,5

0,65 16,0

0,7 17,5


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Interpretacin de resultados y conclusionesA partir de los datos registrados se grafica el asentamiento en funcin dela relacin agua/cemento.Los valores del asentamiento se comparan con los tabulados en Hormignde Jimnez Montoya, que permite identificar la consistencia del hormignfresco para cada relacin agua/cemento, manteniendo constante ladosificacin.

Al variar la relacin entre la cantidad de agua y de cemento, vara laconsistencia del hormign. Al aumentar la cantidad de agua, la

consistencia del hormign vara de seca a plstica, blanda, fluida y lquida.Se grafica el Asentamiento en cm en funcin de la Relacinagua/cemento.

SECA - 0,5

PLSTICA - 3,0

BLANDA - 5,5

FLUIDA - 16

LQUIDA - 17,5

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

A

SENTAMIENTO

(cm)

RELACIN AGUA/CEMENTO

CONSISTENCIA DEL HORMIGN FRESCO


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HIPTESIS 2La consistencia del hormign fresco vara al modificarse lacalidad del agua de amasado, con una relacin agua/cemento

aconsejada para un hormign de resistencia estndar

.Registro de datos

TIPO DE AGUA CONTIENE ASENTAMIENTO (cm)

JABONOSA Sodio 6

DE POZOCalcio

magnesiomateria orgnica

8,5

SULFATADA

Sodiozinc

sulfato de calcio ysustancias presentes en suelos

5

MINERAL Sales mineralesanhdrido carbnico

5


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Interpretacin de resultados y conclusionesAl variar la calidad del agua de amasado, permaneciendo constante ladosificacin y relacin agua/ cemento igual a 0.7, constatamos que: el

asentamiento en el Cono de Abrams del hormign fresco en todos loscasos se corresponde a una consistencia blanda, observndose notoriasdiferencias cualitativas del hormign en cuanto a su consistencia.Las caractersticas son observadas en el Laboratorio de Qumica.

Otras observaciones que si bien no constituyen la finalidad de esteestudio, pueden ser la base de otra investigacin para el estudio de otraspropiedades.

Agua jabonosa: superficialmente ms lisa, de consistencia cremosa, enestado endurecido el hormign es en apariencia mucho ms claro que unhormign realizado con agua potable. La pasta del hormign tiende adisgregarse.

Agua de pozo: la mezcla del hormign fresco es muy brillante, la materiaorgnica reduce las reacciones de hidratacin del aglomerante.

Agua sulfatada: cost lograr que se humedeciera la mezcla. El agua seabsorbe en seguida y seca rpidamente.

Agua mineral: se forma como una plasticina al realizar el amasado,aumentan las propiedades plsticas, no se visualizan poros en su masa.

Registro fotogrficoSe realiza un registro fotogrfico secuencial del proceso cumplido.Las sesiones prcticas se registran en video.

REPORTE FINALSe enva para la publicacin en la pgina web de INTERFIS

ReflexinComo fortalezas de la metodologa implementada se identifican:La importancia de realizar actividades prcticas en la Enseanza Media

Tecnolgica lo que se evidencia en instancias de intercambio con los docentesde los otros grupos GIIE, con la coordinadora acadmica de INTERFIS ycon los estudiantes involucrados.En cuanto a los estudiantes: participan siempre en forma entusiasta yproactiva en el proyecto de trabajo, sortean dificultades logsticas concreatividad, se muestran muy interesados en las asignaturas tecnolgicas delcurso, adquieren mayor confianza en los resultados de su propio trabajo,asumen un rol protagnico en su Investigacin.


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Al ser una forma de trabajo nueva para los docentes, se debe dedicar enforma previa a su implementacin mucho tiempo de estudio para poderdesarrollarla correctamente.La organizacin del tiempo de clase en la currcula no prev esta modalidad de

trabajo por lo que requiere de creatividad y flexibilidad para concretarla desdeel punto de vista temporal, espacial y de equipamiento.

ProyeccinEsta experiencia enriquece la prctica docente y el aprendizaje de los alumnosen la medida que permite aunar estudio, prctica, metodologa de trabajosistemtico y colaborativo, profundizacin en el tema abordado y generacinde nuevas preguntas, semillas de futuras investigaciones.El uso de las TIC en los procesos de aprendizaje de los alumnos as como enel hacer y actualizacin de los docentes, orientado a la mejora de sus prcticasresulta hoy una estrategia tan imprescindible como enriquecedora, querequiere profundizarse y generalizarse utilizando recursos y herramientas quefacilitan el trabajo desde las ideas preliminares hasta su evaluacin yproyeccin.Los alumnos que aprenden a trabajar con una metodologa de trabajo de estascaractersticas adquieren competencias que sern positivamente valoradas alegreso de la Enseanza Media Tecnolgica ya sea en el mbito laboral comoen su continuidad educativa.

Referencias bibliogrficasHERNNDEZ SAMPIERI, Roberto; FERNNDEZ, Carlos; BAPTISTA,Pilar. (2003): Metodologa de la Investigacin (4 ed.). Mxico: McGraw-Hill

JIMNEZ MONTOYA, Pedro y otros (2000): Hormign Armado (14 ed.).Barcelona: Gustavo Gilli

NORMA MERCOSUR NM 67:96 Hormign - Determinacin de laconsistencia mediante el asentamiento del tronco de cono. Primera edicin1996-08-01

Construccin. Hormigones y morteros. Disponible en:.

Accesada 30 setiembre 2013

Hormigones II. Dosificacin. Prctica 12. Disponible en:.

Accesada 01 octubre 2013


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Introduccin al conocimiento del material estructural hormign armado.Disponible en: . Accesada 30 setiembre 2013

Lineamientos para la elaboracin de proyectos de investigacin. Disponibleen:. Accesada 14 octubre 2013

POZZI, J. Manual de clculo de estructuras de hormign armado. Disponibleen . Accesada 14 octubre2013

ACLARACIN:

Todo lo relativo al Proyecto Educativo INTERFIS, se encuentra publicado ydisponible en su pgina web: www.interfis-edu.jimdo.com, que pertenece a

Alicia Gadea, Proponente y Responsable Integral del proyecto.

Se adaptan algunos de sus contenidos a los efectos de esta publicacin decarcter gratuito y exclusivamente con fines de divulgacin educativa.

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