B.E. Física

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    Enseñanza de la Cinematica
    (2018-12-13) Maya Taboada, Hector Roger; Pardo Perez, Enrique
    Es común en nuestro medio confundir la Física con la Matemática, a tal punto que en la mayoría de los colegios de bachillerato y desgraciadamente en muchas Universidades Colombianas, el profesor de física reduce la solución de los problemas de la Física a la sustitución de datos en las fórmulas adecuadas y al posterior desarrollo algebraico que conduzca al despeje de la incógnita por la que se pregunta. Con este proceder se ignora la belleza fundamental de esta ciencia, cual es, usar la matemática o el álgebra como una simple herramienta y explicar a partir de unos pocos principios básicos, el fenómeno o problema que se esté abordando. Por ello en muchos casos, el docente de Física cae en el error de tomar su clase para explicar procedimientos algebraicos y trigonométricos, con los cuales llena el tablero, reforzando así en el alumno la idea de que la Física es una rama de las Matemáticas, como lo es el álgebra o la geometría.
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    Comunidad êbêra katío y universidad de córdoba: hacia un diagnóstico participativo sociocultural, orientado a mostrar el estado actual de la población indígena residente en el resguardo êbêra katío del alto sinú, el casco urbano de tierralta y sus alrededores
    (Universidad de Córdoba, 2019) Arrázola Paternina, Guillermo; Quevedo Caro, Edna Tatiana; Urueta Gutiérrez, Camila; Zurita Buelvas, Adriana Marcela; Sena Alean, Leandro; Morales Rivera, Mario; Universidad de Córdoba; Domico Majore, Iván; Paulina Rodríguez, Elsa; Pasco, Ignacia; Pineda, Liana; Ochoa, Camila; Cárdenas, Yorleidis; Espitia, Jorge; Cabrales, Soad; Domico, Jefferson; Domico, Elgar; Cabrera, Ariel; Domico, María Luz; Restrepo, Aricel; Jarupia, Efraín; Rubiano, Eutimio; Domico, Juan David; Cuñapa, Wilson; Casama, Luz Neira; Domico, Tiberio; Domico, Elmer; Domico, Sigilberto; Domico, Lizardo; Domico, Gilberto; Domico, José Silverio; Bailarín, David; Domico, José María; Domico, Jalbin; Domico, José Evaristo; Domico, Eladio; Domico, Abelardo; Jarupia, James; Alzate, Hernán; Solano, Gustavo; Bennedety, Graseys; Hoyos, Miguel; Aleans, Amaury; Balmaceda, José; Ubarnes, Jhan; Llorente, Augusto; Chevel, Luz; Rodríguez, Camilo
    El pueblo êbêra katío del Alto Sinú se visibilizó ante la sociedad colombiana debido a su relación con el proceso de construcción de la Central Hidroeléctrica Urrá I en el Alto Sinú, municipio de Tierralta, departamento de Córdoba. Los impactos generados por el megaproyecto llevaron a la interposición de un recurso de tutela, fallado en última instancia, por la Corte Constitucional mediante la Sentencia T- 652/98, la cual impuso a la empresa multipropósito URRÁ S.A. E.S.P. una serie demedidas de manejo de los perjuicios ambientales que afectaron la interacción de la comunidad, denominada Resguardo Indígena êbêra katío del Alto Sinú, con su medio vital.
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    Diseño e implementación de un sistema automatizado para la caracterización eléctrica de materiales
    (2020-07-12) Hoyos García, Jorge Arturo; Miranda Villadiego, Yeimeth; Oviedo Cuéter, Juan Manuel; Sanchez Pacheco, Luis Carlos
    En el presente trabajo se implementó un sistema para la caracterización eléctrica de materiales basado en una fuente de corriente Keithley DC-AC modelo 6221 y un nanovoltímetro Keithley modelo 2182A. El sistema construido permite medidas de resistencia eléctrica de muestras en forma de cilindros largos (cable) y paralelepípedo, utilizando el método de cuatro puntas o método Kelvin, y el método Van der Pauw a partir de los cuales se determina la resistividad del material. Las medidas pueden realizarse en modo manual o en modo automático con ayuda de un PC y el software respectivo. Se reportan además, medidas de resistividad eléctrica a temperatura ambiente de una muestra conductora de cobre en forma de cilindro y de muestras rectangulares de zinc y plomo, comparando los resultados con lo reportado en la literatura.
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    Desarrollo de un algoritmo para el cálculo de la radiación atmosférica (transferencia radiativa) en condiciones de atmósfera despejada en Lindenberg-Alemania utilizando datos de radiosondeo (2002-2013)
    (Universidad de Córdoba, 2020-11-02) Cordero Bustamante, Harold Daniel; Gónima Gónima, Leonardo de Jesús; Vergara Fuentes, Cristian David
    La determinación de la radiación térmica emitida por la atmósfera hacia la superficie terrestre o radiación atmosférica es muy importante para el estudio de los fenómenos termodinámicos en el sistema superficie terrestre-atmósfera. Para la realización de este trabajo se desarrolló un algoritmo, basado en la ecuación de transferencia radiativa, que permite el cálculo de la radiación atmosférica para una atmósfera despejada a partir de radiosondeos (12:00 UTC) de la temperatura, humedad relativa, presión atmosférica, presión de vapor de agua, presión parcial de ozono y el perfil atmosférico del dióxido de carbono en la estación aerológica de Lindenberg-Alemania (2002-2013). La emisividad térmica de la superficie terrestre se determinó a partir de la ley de Stefan-Boltzmann de cuerpo gris, utilizando datos medidos de la radiación atmosférica y la temperatura del aire. Los resultados obtenidos se presentan en forma de gráficas del comportamiento espectral de la radiación atmosférica, así como también los perfiles de los gases atmosféricos considerados.
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    Estudio termomagnético de un ferrimagneto tipo ising de espines mixtos S=3/2 Y σ=5/2
    (2020-11-12) Ponnefz Durango, Pablo Cesar; Espriella Vélez, Nicolás Antonio De La
    Aplicamos técnicas de simulación Monte Carlo para estudiar el comportamiento magnético de un sistema de Ising mixto en una red cuadrada, donde los espines S=±3/2,±1/2 se alternan con los espines σ=±5/2,±3/2,±1/2 en dos subredes interpenetrantes A y B, respectivamente. El Hamiltoniano del sistema contiene una interacción ferrimagnética a vecinos más cercanos y un campo magnético longitudinal. Calculamos la dependencia de la magnetización total, las magnetizaciones de las subredes, la energía y la susceptibilidad magnética, con el campo magnético y su dependencia con la temperatura para un campo fijo. Descubrimos que bajo la influencia del campo magnético el sistema antes mencionado presenta un fenómeno interesante asociado con una inversión de las magnetizaciones de subredes a bajas temperaturas. Descubrimos que nuestro sistema no tiene temperaturas de compensación. Además, vemos que el campo magnético suaviza la transición entre la fase ordenada y la paramagnética. Finalmente presentamos un diagrama de fase con las temperaturas críticas en términos del campo magnético.
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    Fenómenos críticos de un ferrimagneto de momentos magnéticos 3/2 y 5/2: tratamiento monte carlo
    (Universidad de Córdoba, 2020-11-12) Ferrer Bettín, Francisco Javier; Espriella Vélez, Nicolás De la
    En este trabajo han sido estudiados por simulaciones Monte Carlo (MC) los comportamientos críticos de primer orden y de compensación de espín en un sistema de Ising ferrimagnético que consta de espines S = 3/2 y Q = 5/2 alternados en una red cuadrada. El sistema está definido por un Hamiltoniano (Ɦ) que contiene interacciones ferromagnéticas a segundos vecinos de la red entre espines S (J'2) y espines Q (J'3), así como también campos de anisotropía iónica (D'1, D'2) y un campo magnético externo (h'). Se analizan en detalle los efectos de los campo cristalinos D'1 y magnético (h') sobre los fenómenos críticos, de doble transición de primer orden y de compensación. Encontramos que la existencia de una doble transición de fase de primer orden depende de la temperatura y la intensidad de h'.
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    Diagramas de Fase a Temperatura Finita de un Ferromagneto de Momentos Magnéticos S = 3 y Q = 1
    (Universidad de Córdoba, 2020-11-13) Padilla Doria, Luis David; Nicolás Antonio De La Espriella Vélez
    En este trabajo investigamos el comportamiento termomagnético de un sistema ferromagnético tipo Ising de espines 𝑆 = 3 y 𝑄 = 1 configurados en una red cuadrada bipartita de subredes A y B. Se espera medir el efecto del campo externo h sobre propiedades del sistema a temperatura finita de la energía, las magnetizaciones, el calor específico y la susceptibilidad magnética total por sitio de red, usando simulaciones Monte Carlo. El Hamiltoniano que define al sistema tiene interacciones de intercambio a primeros vecinos (𝐽1), de campos cristalinos 𝐷𝑆 y 𝐷𝑄 y un campo magnético externo h. Se halló que la temperatura crítica es proporcional al incremento del campo magnético externo. A bajas temperaturas el sistema presenta picos no críticos debido al reordenamiento de los espines en las subredes por efectos de los campos cristalinos dados en el Hamiltoniano de interacción. Con los efectos del campo magnético externo sobre la susceptibilidad magnética, el sistema aumento gradualmente con el incremento de la temperatura, por otra parte, se encontró que la energía de estado base del modelo decrece con el incremento del campo magnético externo. Por otra parte, la aplicabilidad de esta investigación aún no ha sido encontrada posiblemente por que no exista en la naturaleza la presencia de un compuesto que represente la configuración de momentos magnéticos escogidos.
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    Efectos del protocolo de swapping y operaciones locales estocásticas sobre propiedades cuánticas inspiradas en entrelazamiento
    (2021-12-19) Rosario Vargas, Pedro Pablo; Susa Quintero, Cristian Edwin
    El protocolo de swapping es un proceso que permite activar las correlaciones cuánticas en un par de partículas que inicialmente no presentaban ninguna correlación. Por otro lado, los KLM-SLOCC son un grupo selecto de las SLOCC (stocastic local operations and classical comunication) que toman a un estado y lo llevan a su forma máximamente correlacionada, es decir, a su forma Bell diagonal. Hasta la fecha, el protocolo de swapping y las KLM-SLOCC han sido estudiadas por separado y por ende, uno de los propósitos de este trabajo es combinar ambas herramientas y evaluar qué combinación de protocolos; swapping + KLM-SLOCC ó KLM-SLOCC + swapping optimiza el comportamiento de las correlaciones cuánticas. De igual forma, en el transcurso del documento daremos prioridad a una correlación cuántica introducida recientemente denominada “Obesidad” que ha demostrado ser menos restrictiva que el entrelazamiento y está directamente relacionada con el volumen del elipsoide de steering. En este trabajo, presentamos primeramente tres resultados analíticos para el protocolo swapping organizados de forma constructiva. En el primero mostramos que la no-localidad de Bell, EPR-steering, utilidad para teletransportación, entrelazamiento y obesidad cuántica de un estado bipartito son conservadas cuando se lleva a cabo el protocolo swapping entre este estado y uno de la base de Bell, en el segundo se muestra el protocolo swapping entre dos estados generales al proyectar en uno de los elementos de la base de Bell y en el tercero mostramos de forma analítica el protocolo swapping entre dos estados generales al utilizar un conjunto de medidas genelares. Posteriormente y en base a los resultados anteriores mostramos un análisis del comportamiento de las correlaciones cuánticas bajo los procesos S+F y F+S, donde por medio de simulaciones numéricas para diversos estados pudimos notar que el proceso F+S optimiza mejor las correlaciones cuánticas. Finalmente, en el segundo capítulo de resultados mostramos una expresión analítica general para la obesidad cuántica del estado resultante del protocolo swapping al utilizar un conjunto de medidas generales. Seguidamente, utilizando estados tipo X mostramos que la obesidad cuántica de los estados resultantes del proceso F+S es mayor a la obesidad de los estados resultantes del proceso S+F. Este último hecho es demostrado gráficamente por medio de simulaciones numéricas para 10^{6} estados tipo X aleatorios.
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    Análisis cinético del pico principal de la curva de brillo termoluminiscente de α-Al2O3
    (2021-12-20) Espitia Páez, Yulissa Carolina; Cogollo Pitalúa, Rafael Ricardo
    En este trabajo se reportan los parámetros cinéticos del pico principal de la Curva de brillo termoluminiscente (TL) de dos muestras de alúmina pura (ALO3 y ALO5) irradiadas a diferentes dosis, con el objetivo de analizar el comportamiento del material en la medida que se incrementa la dosis. La lectura TL de ambas muestras se realizó por medio de un TLD 4500 fabricado por Bicron®. Los espectros fueron tomados a temperatura ambiente en el laboratorio de Caracterización de Materiales del Departamento de Física de la Universidad de Córdoba. Las pastillas fueron irradiadas a diferentes dosis usando un acelerador lineal (LINAC) de 6 MeV, en aire a temperatura ambiente ubicado en el Instituto Médico de Alta Tecnología (IMAT) de la ciudad de Montería. Para llevar a cabo un análisis cinético detallado en las dos muestras, se utilizaron los métodos de ascenso inicial (Initial Rise, IR), forma del pico (Peak shape, PS), pico de brillo completo (Whole glow peak, WGP) y ajuste de curvas (Curve fitting, CF). Los resultados muestran que las matrices de alúmina contienen más de un tipo de trampas debido a los varios puntos de máxima intensidad de emisión luminosa en la curva TL o picos de brillo. Las curvas de brillo de ambas muestras puras (ALO3 y ALO5) exhibieron un total de tres picos de brillo experimentales, la menor intensidad de la señal es exhibida por ALO3. El comportamiento de la energía de activación E, el factor de frecuencia S y el parámetro de orden b, en general es independiente de la dosis para ambas muestras.
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    Determinación de la longitud del enlace Zn-O en el semiconductor ZnO dopado con Ce mediante espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier y difracción de rayos X
    (2022-01-22) Agámez Hinestroza, Samir; Jiménez Narváez, Rosbel; Acosta Humánez, Manuel Fernando
    En el presente trabajo se determinó la longitud del enlace Zn-O en el semiconductor ZnO dopado con Ce teniendo en cuenta una relación molar de dopado sustitucional x = 0, 01 − 0, 05, utilizando mediciones de difracción de rayos X (DRX) y espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR). Por DRX se encontró la fase wurzita, se calcularon los parámetros de red y con estos datos se calculó la longitud del enlace. Por FTIR se hallaron los modos de vibración característicos mediante el ajuste por de deconvolución de los espectros en el intervalo de 600- 400 cm−1 , con el fin dedeterminar la posición exacta de los picos asociados a los modos fonónicos de ZnO y así con la posición de modo E1(TO) se calculó la longitud del enlace. Con la técnica FTIR se encontró que la longitud del enlace crece con el aumento del dopado con cerio, mientras que con DRX se observó que la longitud del enlace tiene variaciones poco significativas.
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    Efectos del sustrato grafeno sobre la monocapa 1H-MgF2 en la juntura 1H-MgF2/grafeno
    (2022-02-21) Gómez Fuentes, C. Javier; Ortega López, César; Espitia Rico, Miguel
    En este trabajo, se hace un estudio de los efectos del sustrato grafeno sobre las propiedades estructurales (constante de red, longitud de enlace, etc.) y electrónicas (a través de las densidades de estados -- DOS -- parciales y totales y la estructura de bandas electrónicas) del fluoruro de magnesio (MgF2), en la fase hexagonal (1H-MgF2), en la juntura 1H-MgF2/grafeno. Los cálculos se realizan usando la teoría de la funcional de la densidad (Density Functional Theory: DFT) dentro de la aproximación del gradiente generalizado (Generalized Gradient Approximation: GGA) de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) junto con pseudopotenciales atómicos y una base de ondas planas, como se implementa en el paquete Quantum-ESPRESSO (opEn-Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization). La heteroestructura se modela teniendo en cuenta el criterio de desajuste mínimo (mismatch<3%); el modelo de slab o terraza periódica, una monocapa 3x3$ -MgF2 gr. # 187 se acopla a una monocapa de sqrt{13}xsqrt{13}-grafeno, y los sitios geométricamente especiales del sistema. Escogida la configuración, 1H-MgF2/grafeno; inicialmente, se optimizan, de manera simultánea, la distancia de separación de las monocapas de juntura 1H-MgF2/grafeno, y las contantes de red del sistema. Una vez que el sistema alcanza los valores óptimos precitados, se determinan las contantes de red, longitudes de enlace, energía total, energía de formación del sistema. Seguidamente, se determinan las propiedades electrónicas y magnéticas de la juntura 1H-MgF2/grafeno, a través de la densidad de estados (parciales y totales) y la estructura de bandas electrónicas. Finalmente, se analiza y determina: cuál es el efecto del sustrato grafeno, sobre las propiedades estructurales y electrónicas del 1H-MgF2 en el sistema en estudio.
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    Efectos de anisotropía de ion simple sobre un sistema ferrimagnético de espines enteros
    (2022-03-18) Cardales Barrios, Moises Armando; De la Espriella Vélez, Nicolás
    Se caracterizó un sistema ferrimagnético de espines 𝑆=1 y 𝜎=2 alternados sobre una red cuadrada. La caracterización, se hizo a través de los diagramas de fase de la magnetización, la susceptibilidad y el calor específico del sistema utilizando una simulación computacional basada en un método Monte Carlo, implementando un algoritmo tipo baño térmico. También, se consideraron dos modelos ferrimagnéticos. El primero con acoplamientos entre iones a primeros vecinos (𝑆↔𝜎) e interacciones de campos cristalinos (D1, D2) y magnético externo (h), los cuales describen el modelo J1 – D1 – D2 – h (D2 varía). El segundo, con interacciones a segundos vecinos para los iones de tipo 𝜎 (𝜎𝑖↔𝜎𝑗) e interacciones de campos cristalinos (D1, D2) a través del modelo J1 – J3 – D1 – D2 (D1 varía). Así mismo, se encontraron temperaturas críticas, transiciones de fase de primer orden y temperaturas de compensación. Con ayuda de esto, se halló una relación entre la temperatura crítica y los campos de anisotropía. Finalmente, se observaron a bajas temperaturas picos no críticos debido al reordenamiento de los espines en las subredes, consecuencia directa de los campos cristalinos dados en el Hamiltoniano de interacción.
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    Un estudio de las propiedades estructurales y electrónicas de la monocapa MgF2, vía cálculos de primeros principios
    (2022-07-13) Hernández Padilla, Adolfo Junior; Ortega López, César
    En el presente trabajo de investigación, se hizo un estudio de las propiedades estructurales (constante de red, longitudes de enlace, energía de cohesión y energía de formación) y propiedades electrónicas (mediante el cálculo de la densidad de estados (DOS) y la estructura de bandas electrónicas) de la monocapa MgF2 en las fases 1H (hexagonal) y 1T (trigonal). Los cálculos se realizan usando la teoría de la funcional de la densidad (DFT) dentro de la aproximación del gradiente generalizado (GGA) de Perdew-Burke- Ernzerhof (PBE) junto con pseudopotenciales atómicos y una base de ondas planas como està implementado en el paquete Quantum- ESPRESSO. La monocapa se modela usando el esquema de slab o terrazas periódicas. Inicialmente, se optimizan los parámetros de la monocapa MgF2 en las fases 1H y 1T. Seguidamente, se calcula la energía de cohesión y la energía de formación de la monocapa en las dos fases precitadas. Finalmente, se determinan las propiedades electrónicas y magnéticas de la monocapa en las fases 1H y 1T, a través de la densidad de estados y estructura de bandas electrónicas.
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    Efectos del sustrato grafeno sobre la monocapa 1T-MgF2, en la juntura 1T-MgF2/grafeno
    (2022-07-13) Hernández Márquez, Sandra Milena; Ortega López, César
    En este trabajo, se hizo un estudio de los efectos del sustrato grafeno sobre las propiedades estructurales (constante de red, longitud de enlace, etc.) y electrónicas (a través de las densidades de estados (DOS) total y parciales y estructura de bandas electrónicas) del fluoruro de magnesio (MgF2), en la fase trigonal (1T-MgF2), en la juntura 1T-MgF2/Grafeno. Los cálculos se realizaron usando la Teoría del Funcional Densidad (Density Functional Theory: DFT) dentro de la Aproximación de Gradiente Generalizado (Generalized Gradient Approximation: GGA) de PerdewBurke-Ernzerhof (PBE) junto con pseudopotenciales atómicos y una base de ondas planas, como se implementa en el paquete Quantum-ESPRESSO (opEn-Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization). La heteroestructura 1T-MgF2/grafeno se simula usando el modelo de slab periódico; teniendo en cuenta las configuraciones con desajustes menores del 3% (mis match < 3 %). Escogida la configuración, 1T-MgF2/grafeno, más adecuada; inicialmente, se optimizan, simultáneamente, la distancia de separación de las monocapas en la juntura 1T-MgF2/grafeno, y las constantes de red del sistema. Una vez que el sistema alcanza los valores óptimos precitados, se determinan las constantes de red, longitudes de enlace, energía total, energía de formación del sistema. Seguidamente, se determinan las propiedades electrónicas de la juntura MgF2/grafeno, a través de la densidad de estados parciales y totales y estructura de bandas electrónicas. Finalmente, se analiza y determina: cuál es el efecto del sustrato grafeno, sobre las propiedades estructurales y electrónicas del 1T-MgF2 en el sistema en estudio. Adicionalmente, se analiza las propiedades estructurales y electrónicas de la juntura 1T-MgF2/grafeno.
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    Cálculos perturbativos en la interacción radiación-materia: efectos del vacío cuántico
    (2022-08-29) Caro Ibañez, Miguel Alejandro; Murillo García, Jean Fred
    Los efectos del vacío cuántico sobre la materia pueden ser medidos y observados. En el presente trabajo se estudian, bajo la implementación de la QED, los efectos de las fluctuaciones del vacío en la estructura energética del átomo de hidrógeno determinando la separación de los niveles de energía, inicialmente degenerados.
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    Cálculo de la radiación térmica emitida hacia el espacio por la superficie terrestre y la atmósfera (despejada) utilizando datos de radiosondeo, para la identificación del efecto invernadero en Lindenberg-Alemania (1996-2017)
    (2022-11-06) Zurita Pineda, Oscar David; Gónima, Leonardo de Jesús
    En este trabajo se desarrolló un algoritmo para calcular la radiación térmica emitida hacia el espacio F ↑ (H) por el sistema superficie terrestre-atmósfera (despejada), utilizando datos de radiosondeos realizados en la estación aerológica de Lindenberg-Alemania entre 1996 y 2017. Posteriormente, se realizó un análisis de la distribución vertical de la temperatura T(z), las densidades de vapor de agua ρH2O(z) y ozono ρO3(z) para diferentes fechas, las cuales representan diferentes comportamientos de la atmósfera sobre la zona de estudio. También, los valores calculados de F ↑ (H) fueron comparados con los obtenidos utilizando una expresión semiempirica para la transmitancia espectral atmosférica. Finalmente, se realizó una simulación del comportamiento de los perfiles T(z), ρH2O(z) y de F ↑ (H), en la cual no se consideró la existencia del efecto invernadero. Así mismo, estos resultados fueron comparados con los de la situación real, es decir, teniendo en cuenta la existencia de este fenómeno.
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