INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES II

EQUIPO DE TRABAJO:ALEJO ÑAHUIN SAMUEL HUGOATAUCURI CASANOVA YANCARLO

GAMARRA TERAN CHARLES

PINTO HERRERA YHOEL HAROLD

PAYEHUANCA RAMOS, JUAN

INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES II

APLICACIÓN PRACTICA DE TEORÍA DE JUEGOS

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TEORIA DE JUEGOS

EJEMPLO # 1

1. “Compañía contra sindicato”

1.1 Estrategia Pura

En el año 2011 el sindicato de La Iberica entro en huelga, exigiendo el aumento de cuatro soles diarios, la

instalación de un comedor, refrigerio para los trabajadores del turno noche y un centro médico

Simulando el problema como si fuese un caso actual

Teniendo la suposición de hubiéramos formado parte del grupo de gerentes que está a cargo determinar la estrategia

que deben seguir durante las negociaciones. Después de considerar la experiencia en otros años, se está de acuerdo

en que las estrategias factibles para la compañía son:

C1 = Negociaciones agresivas. (si o si)

C2 = Estrategia conciliatoria

C3 = Estrategia permisiva

¿Cuál es la mejor estrategia para la compañía?

Solución:

La respuesta dependió de la estrategia que elija el sindicato, la cual no se conoce. Pero se puede suponer, por los

antecedentes del sindicato, que puede usar uno de los siguientes procedimientos:

U1 = Negociaciones agresivas.

U2 = Estrategia conciliatoria

U3 = Estrategia permisiva

Ahora hay que considerar las consecuencias de cada una de las estrategias, condicionadas por el hecho de que el

sindicato adopte una de sus estrategias posibles. Con ayudar de un mediador externo, logramos construir la siguiente

tabla # 1:

1

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Tabla # 1: “Ganancias condicionales del sindicato (costos para la compañía en soles)”

Estrategias

del Sindicato

Estrategias de la Compañía Maximos de las

filas

C1 C3 C4

U1 2.5 3.5 5 5

U2 1 2.5 3.5 3.5

U3 0.5 1.5 3 3

Minimos de las

columnas 0.5 1.5 3

Haciendo uso de la estrategia Minimax y maximin, la compañía podría adoptar la estrategia que maximice el menor

aumento de salarios que tendría que otorgar, sin importar la acción del sindicato. Si el sindicato sigue esta regla,

escogería la estrategia que minimice el aumento máximo de los salarios.

Como se ve en el ejemplo, la estrategia tiene punto de equilibrio por lo que por mutuo acuerdo se puede llegar al

aumento de S/3.00 nuevos soles por trabajador y con la promesa de instalar un comedor y dar refrigerio a

trabajadores del turno de la noche para el siguiente año

Estrategias mixtas

Supongamos que los sindicatos piden una nueva negociación esta vez adoptan una postura mas agresiva pidiendo

mayores aumentos

Realizamos nuevamente el análisis MINIMAX y MAXIMIN

Estrategias

del Sindicato

Estrategias de la Compañía Maximos de las

filas

C1 C2 C3

U1 4 3 3.5 4

U2 2 2.5 4 4

U3 1.5 3.5 6 6

Minimos de las

columnas 1.5 2.5 3.5

En este caso haremos uso de estrategias mixtas al no existir punto de equilibrio

1.2 Estrategias Mixtas

2

3

3

4

3.5

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Tabla # 2: “Ganancias condicionales del sindicato (costos para la compañía en centavos)”

Estrategias

del Sindicato

Estrategias de la

Compañía

Maximos de las

filas

C1 C2

U1 4 3 4

U2 2 2.5 4

Minimos de las

columnas 1.5 2.5

También la fila U3 queda descartada porque el sindicato de trabajadores ya no asumen una posición permisiva.

Tabla # 2: “Estrategias no dominadas”

Ahora el objetivo es obtener una estrategia mixta que mejore la posición de las dos partes con respecto a las

estrategias puras disponibles. Entonces, tenemos:

A) Análisis de Probabilidades:

Valor de U1 = Valor de U3

V U1 = V U3

4 Q1 + 3 (1 – Q1) = 2 Q1 + 2.5 (1 – Q1)

4 Q1 + 3 – 3 Q1 = 2 Q1 + 2.5 – 2.5 Q1

3 + Q1 = 2.5 – 0.5 Q1

1.5 Q1 = -0.5

3

Estrategias

del Sindicato

Estrategias de la

Compañía

C1 C2

U1 4 3

U2 2 2.5

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Valor de C2 = Valor de C3

V C2 = V C3

4 P1 + 2 (1 – P1) = 3 P1 + 2.5 (1 – P1)

4 P1 + 2 – 2 P1 = 3 P1 + 2.5 – 2.5 P1

2 + 2 P1 = 2.5 + 0.5 P1

1.5 P1 = 0.5

B) Análisis de cruce de Probabilidades:

Valor de juego para el Sindicato:

V = 4 (1/3) + 2 (2/3) = 2.666

V = 3 (1/3) + 2.5 (2/3) = 2.666

Valor de juego para la Compañía:

V = 4 (-1/3) + 3 (4/3) = 2,666

V = 2 (-1/3) + 2.5 (4/3) = 2.6666

Con la nueva negociación el aumento optimo permitido por parte de la empresa es de S/2.66 nuevos soles por cada

trabajador, que es menor a la primera negociación, como tal, nos lleva a la conclusión de que la estrategia mixta da

como resultado el menor costo máximo para la compañía y el mayor aumento mínimo para el sindicato

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EJEMPLO # 2

2.1 Estrategia De Von Newman

El general Luis Valdivia López tenia la opción de llevar su producción para el reconocimiento de sus nuevos

clientes, en este caso le ofrece que lleve la producción por tres rutas que son Y 1, Y2, Y3 una vez localizado se verá

cual de las tres rutas escogidas por el general será la mejor.

a. Función objetivo

Y1 Y2 Y3

4 7 2 1

5 8 3 1

2 1 4 1

[1 1 1]

Estandarizar

Max (Z) = Y1 + Y2 + Y3 + U1 + U2 + U3

b. Restricciones

4Y1 + 7Y2 + 2Y3 <= 1

5Y1 + 8Y2 + 3Y3 <= 1

2Y1 + 1Y2 + 4Y3 <=1

c. Solución Simplex

Cj 1 1 1 0 0 0 Ratio

ck kk B Y1 Y2 Y3 U1 U2 U3  

0 U1 1,0 4 7 2,0 1,0 0,0 0,0 0,3

0 U2 1,0 5 8 3,0 0,0 1,0 0,0 0,2

0 U3 1,0 2 1 4,0 0,0 0,0 1,0 0,5

Zj -> 0 0 0 0,0 0,0 0,0 0,0 El+

Cj – Zj 1 1 1,0 0,0 0,0 0,0 <R+

0 U1 1,0 0 -9,0 -8,5 1,0 -0,5 0,0 -0,1

1 Y1 5,0 0 5,5 -13,0 0,0 1,0 -0,5 -0,4

0 U3 1,0 1 0,5 2,0 0,0 0,0 0,5 0,5

Zj -> 0,6 0 5,5 -13 0,0 1,0 -0,5 El+

5

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Cj - Zj -> 1,00 -4,50 14,00 0,00 -1,00 0,50 <R+

0 U1 1,0 0,0 14,4 0,0 1,0 -1,0 0,0 indef

1 Y1 5,0 -2,8 8,8 0,0 0,0 1,0 -1,0 -5,0

1 Y3 0,5 0,5 0,3 1,0 0,0 0,0 0,3 2,0

Zj -> 5,5 2 9,0 1,0 0,0 1,0 -0,8  

Cj - Zj -1 -8 0 0 -1 1 <=(S.O)

0 U1 1,0 -134 14,4 0,0 1,0 -1,0 0,0 0,0

1 Y1 5,0 12,0 8,8 0,0 0,0 1,0 0,0 0,4

0 U3 2,0 2,0 1,0 3,0 0,0 0,0 1,0 1,0

Zj -> 7,0 12,0 8,8 0,0 0,0 1,0 0,0  

Cj - Zj -11,0 -7,8 1,0 0,0 -1,0 0,0 <=(S.O)

0 U1 1,0 -192 14,40 0,0 1,0 -1,3 0,0  

1 Y1 5,0 6,13 8,8 0,0 0,0 0,0 0,3  

1 Y1 1,0 0,7 0,3 1,0 0,0 0,0 0,3  

Zj -> 6,0 6,8 9,1 1,0 0,0 0,0 0,7  

Cj - Zj -6 -8 0 0 0 -1 <=(S.O)

d. Beneficio Neto

VB = ½ = 1/6 = 0.1667

VA = VB - Z

VA = 1-6

VA= -5

Si el general escoge la segunda ruta entonces la producción no llega bien a los clientes y este tendrá una perdida

de $.5’000.000.00

5.- Análisis

VB = ½ = 1/6 = 0.1667

VA = VB /Z

Optimizando las rutas escogidas para optimizar las ganancias llegando al máximo rendimiento.

Y*= [ Y1 , Y2 , Y3] = [1 1 1]

G* = VY* = 0.17 [1 1 1] = [0.17 0.17 0.17 ]

X* = [X1 , X2 , X3]= [1 1 1]

Q *= VX* = 0.17[1 1 1]= [0.17 0.17 0.17]

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CONCLUSIONES

El problema general de cómo tomar una decisión en un medio competitivo es bastante común e

importante, pero por por lo general no se hace uso de métodos para optimizar las decisiones, sino se limitan

a decisiones empiricas

La contribución general de la Teoría de Juegos es que proporciona un marco conceptual básico para

formular y analizar los problemas de cómo tomar una decisión en situaciones sencillas.

Existe un gran abismo entre lo que la teoría puede manejar y la complejidad de la mayor parte de las

situaciones de competencia que surgen en la practica.

Las herramientas conceptuales de la teoría de Juegos por lo general desempeñan un papel suplementario

cuando se aplican en las situaciones de competencia que surgen en la práctica.

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Bibliografía

Libro : Investigación de Operaciones

Autor : Hamdy A. Taha

Edición : 7ma Edicion

Libro : Métodos y modelos de investigación de operaciones

Autor : Juan Prawda,Juan Prawda Witenberg

Edición : 1ra Edicion

Libro : Manual de investigación de operaciones

Autor : Angel león Gonzales Ariza

Edición : 3ra Edicion

Libro : Formulación y solución de casos de investigación de operaciones

Autor : Elizabeth Coto de Morales

Edición : Única edición 2004

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ANEXOS 1

Historia de la teoría de juegos

La primera discusión conocida de la teoría de juegos aparece en una carta escrita por James Waldegrave en 1713. En

esta carta, Waldegrave proporciona una solución minimax de estrategia mixta a una versión para dos personas del

juego de cartas le Her. Sin embargo no se publicó un análisis teórico de teoría de juegos en general hasta la

publicación de Recherches sur les príncipes mathématiques de la théorie des richesses, de Antoine Augustin

Cournot en 1838. En este trabajo, Cournot considera un duopolio y presenta una solución que es una versión

restringida del equilibrio de Nash.

Aunque el análisis de Cournot es más general que el de Waldegrave, la teoría de juegos realmente no existió como

campo de estudio aparte hasta que John von Neumann publicó una serie de artículos en 1928. Estos resultados

fueron ampliados más tarde en su libro de 1944, The Theory of Games and Economic Behavior, escrito junto con

Oskar Morgenstern. Este trabajo contiene un método para encontrar soluciones óptimas para juegos de suma cero de

dos personas. Durante este período, el trabajo sobre teoría de juegos se centró, sobre todo, en teoría de juegos

cooperativos. Este tipo de teoría de juegos analiza las estrategias óptimas para grupos de individuos, asumiendo que

pueden establecer acuerdos entre sí acerca de las estrategias más apropiadas.

En 1950, aparecieron las primeras discusiones del dilema del prisionero, y se emprendió un experimento acerca de

este juego en la corporación RAND. Alrededor de esta misma época, John Nash desarrolló una definición de una

estrategia óptima para juegos de múltiples jugadores donde el óptimo no se había definido previamente, conocido

como equilibrio de Nash. Este equilibrio es suficientemente general, permitiendo el análisis de juegos no

cooperativos además de los juegos cooperativos.

La teoría de juegos experimentó una notable actividad en la década de 1950, momento en el cual los conceptos base,

el juego de forma extensiva, el juego ficticio, los juegos repetitivos, y el valor de Shapley fueron desarrollados.

Además, en ese tiempo, aparecieron las primeras aplicaciones de la teoría de juegos en la filosofía y las ciencias

políticas.

En 1965, Reinhard Selten introdujo su concepto de solución de los equilibrios perfectos del subjuego, que más

adelante refinó el equilibrio de Nash. En 1967 John Harsanyi desarrolló los conceptos de la información completa y

de los juegos bayesianos. Él, junto con John Nash y Reinhard Selten, ganaron el Premio Nobel de Economía en

1994.

En la década de 1970 la teoría de juegos se aplicó extensamente a la biología, en gran parte como resultado del

trabajo de John Maynard Smith y su concepto estrategia estable evolutiva. Además, los conceptos del equilibrio

correlacionado, la perfección del temblor de la mano, y del conocimiento común fueron introducidos y analizados.5

En 2005, los teóricos de juegos Thomas Schelling y Robert Aumann ganaron el premio Nobel de Economía.

Schelling trabajó en modelos dinámicos, los primeros ejemplos de la teoría de juegos evolutiva. Por su parte,

Aumann contribuyó más a la escuela del equilibrio.

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En el 2007, Roger Myerson, junto con Leonid Hurwicz y Eric Maskin, recibieron el premio Nobel de Economía por

"sentar las bases de la teoría de diseño de mecanismos."

La Teoría de Juegos

La teoría de juegos es un área de la matemática aplicada que utiliza modelos para estudiar interacciones en

estructuras formalizadas de incentivos (los llamados juegos) y llevar a cabo procesos de decisión. Sus investigadores

estudian las estrategias óptimas así como el comportamiento previsto y observado de individuos en juegos. Tipos de

interacción aparentemente distintos pueden, en realidad, presentar estructuras de incentivos similares y, por lo tanto,

se puede representar mil veces conjuntamente un mismo juego.

Desarrollada en sus comienzos como una herramienta para entender el comportamiento de la economía, la teoría de

juegos se usa actualmente en muchos campos, desde la biología a la filosofía. Experimentó un crecimiento

sustancial y se formalizó por primera vez a partir de los trabajos de John von Neumann y Oskar Morgenstern, antes

y durante la Guerra Fría, debido sobre todo a su aplicación a la estrategia militar —en particular a causa del

concepto de destrucción mutua garantizada. Desde los setenta, la teoría de juegos se ha aplicado a la conducta

animal, incluyendo el desarrollo de las especies por la selección natural. A raíz de juegos como el dilema del

prisionero, en los que el egoísmo generalizado perjudica a los jugadores, la teoría de juegos se ha usado en

economia, ciencias políticas, ética y filosofía. Finalmente, ha atraído también la atención de los investigadores en

informática, usándose en inteligencia artificial y cibernética.

Aunque tiene algunos puntos en común con la teoría de la decisión, la teoría de juegos estudia decisiones realizadas

en entornos donde interaccionan. En otras palabras, estudia la elección de la conducta óptima cuando los costes y los

beneficios de cada opción no están fijados de antemano, sino que dependen de las elecciones de otros individuos. Un

ejemplo muy conocido de la aplicación de la teoría de juegos a la vida real es el dilema del prisionero, popularizado

por el matemático Albert W. Tucker, el cual tiene muchas implicaciones para comprender la naturaleza de la

cooperación humana. La teoría psicológica de juegos, que se arraiga en la escuela psicoanalítica del análisis

transaccional, es enteramente distinta.

Los analistas de juegos utilizan asiduamente otras áreas de la matemática, en particular las probabilidades, las

estadísticas y la programación lineal, en conjunto con la teoría de juegos. Además de su interés académico, la teoría

de juegos ha recibido la atención de la cultura popular. La vida del matemático teórico John Forbes Nash,

desarrollador del Equilibrio de Nash y que recibió un premio Nobel , fue el tema de la biografía escrita por Sylvia

Nasar, Una mente brillante (1998), y de la película del mismo nombre (2001). Varios programas de televisión han

explorado situaciones de teoría de juegos, como el concurso de la televisión de Cataluña (TV3) Sis a traïció (seis a

traición), el programa de la televisión estadounidense Friend or foe? (¿Amigo o enemigo?) y, hasta cierto punto, el

concurso Supervivientes.

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Tipos de juegos y ejemplos

La teoría clasifica los juegos en muchas categorías que determinan qué métodos particulares se pueden aplicar para

resolverlos (y, de hecho, también cómo se define "resolución" en una categoría particular). Las categorías comunes

incluyen:

Juegos simétricos y asimétricos [editar]

Un juego simétrico es un juego en el que las recompensas por jugar una estrategia en

particular dependen sólo de las estrategias que empleen los otros jugadores y no de quién

las juegue. Si las identidades de los jugadores pueden cambiarse sin que cambien las

recompensas de las estrategias, entonces el juego es simétrico. Muchos de los juegos 2×2

más estudiados son simétricos. Las representaciones estándar del juego de la gallina, el

dilema del prisionero y la caza del ciervo son juegos simétricos.2

Los juegos asimétricos más estudiados son los juegos donde no hay conjuntos de estrategias idénticas para ambos

jugadores. Por ejemplo, el juego del ultimátum y el juego del dictador tienen diferentes estrategias para cada

jugador; no obstante,

puede haber juegos asimétricos con estrategias idénticas para cada jugador. Por ejemplo, el juego mostrado a la

derecha es asimétrico a pesar de tener conjuntos de estrategias idénticos para ambos jugadores.

Juegos de suma cero y de suma no cero

En los juegos de suma cero el beneficio total para todos los jugadores del juego, en

cada combinación de estrategias, siempre suma cero (en otras palabras, un jugador

se beneficia solamente a expensas de otros). El go, el ajedrez, el póker y el juego del

oso son ejemplos de juegos de suma cero, porque se gana exactamente la cantidad

que pierde el oponente. Como curiosidad, el fútbol dejó hace unos años de ser de

suma cero, pues las victorias reportaban 2 puntos y el empate 1 (considérese que

ambos equipos parten inicialmente con 1 punto), mientras que en la actualidad las

victorias reportan 3 puntos y el empate 1.

La mayoría de los ejemplos reales en negocios y política, al igual que el dilema del prisionero, son juegos de suma

no cero, porque algunos desenlaces tienen resultados netos mayores o menores que cero. Es decir, la ganancia de un

jugador no necesariamente se corresponde con la pérdida de otro. Por ejemplo, un contrato de negocios involucra

idealmente un desenlace de suma positiva, donde cada oponente termina en una posición mejor que la que tendría si

no se hubiera dado la negociación.

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E F

E 1, 2 0, 0

F 0, 0 1, 2

Un juego asimétrico

A B C

1 30, -30 -10, 10 20, -20

2 10, -10 20, -20 -20, 20

Un juego de suma cero

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Se puede analizar más fácilmente un juego de suma cero, y cualquier juego se puede transformar en un juego de

suma cero añadiendo un jugador "ficticio" adicional ("el tablero" o "la banca"), cuyas pérdidas compensen las

ganancias netas de los jugadores.

La matriz de pagos de un juego es una forma conveniente de representación. Por ejemplo, un juego de suma cero de

dos jugadores con la matriz que se muestra a la derecha.

Juegos cooperativos

Un juego cooperativo se caracteriza por un contrato que puede hacerse cumplir. La teoría de los juegos cooperativos

da justificaciones de contratos plausibles. La plausibilidad de un contrato está muy relacionada con la estabilidad.

Dos jugadores negocian qué tanto quieren invertir en un contrato. La teoría de la negociación axiomática nos

muestra cuánta inversión es conveniente para nosotros. Por ejemplo, la solución de Nash para la negociación

demanda que la inversión sea justa y eficiente.

De cualquier forma, podríamos no estar interesados en la justicia y exigir más. De hecho, existe un juego no-

cooperativo creado por Ariel Rubinstein consistente en alternar ofertas, que apoya la solución de Nash

considerándola la mejor, mediante el llamado equilibrio de Nash.

Simultáneos y secuenciales

Los juegos simultáneos son juegos en los que los jugadores mueven simultáneamente o en los que éstos desconocen

los movimientos anteriores de otros jugadores. Los juegos secuenciales (o dinámicos) son juegos en los que los

jugadores posteriores tienen algún conocimiento de las acciones previas. Este conocimiento no necesariamente tiene

que ser perfecto; sólo debe consistir en algo de información. Por ejemplo, un jugador1 puede conocer que un

jugador2 no realizó una acción determinada, pero no saber cuál de las otras acciones disponibles eligió.

La diferencia entre juegos simultáneos y secuenciales se recoge en las representaciones discutidas previamente. La

forma normal se usa para representar juegos simultáneos, y la extensiva para representar juegos secuenciales.

Juegos de información perfecta

Un juego de información imperfecta (las líneas punteadas

representan la ignorancia de la parte del jugador 2)

Un subconjunto importante de los juegos secuenciales es el

conjunto de los juegos de información perfecta. Un juego

es de información perfecta si todos los jugadores conocen

los movimientos que han efectuado previamente todos los

otros jugadores; así que sólo los juegos secuenciales pueden ser juegos de información perfecta, pues en los juegos

simultáneos no todos los jugadores (a menudo ninguno) conocen las acciones del resto. La mayoría de los juegos

estudiados en la teoría de juegos son juegos de información imperfecta, aunque algunos juegos interesantes son de

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información perfecta, incluyendo el juego del ultimátum y el juego del ciempiés. También muchos juegos populares

son de información perfecta, incluyendo el ajedrez y el go.

La información perfecta se confunde a menudo con la información completa, que es un concepto similar. La

información completa requiere que cada jugador conozca las estrategias y recompensas del resto pero no

necesariamente las acciones.

En los juegos de información completa cada jugador tiene la misma "información relevante al juego" que los demás

jugadores. El ajedrez y el dilema del prisionero ejemplifican juegos de información completa. Los juegos de

información completa ocurren raramente en el mundo real, y los teóricos de los juegos, usualmente los ven sólo

como aproximaciones al juego realmente jugado.

John Conway desarrolló una notación para algunos juegos de información completa y definió varias operaciones en

esos juegos, originalmente para estudiar los finales de go, aunque buena parte de este análisis se enfocó en nim. Esto

devino en la teoría de juegos combinatoria. Descubrió que existe una subclase de esos juegos

que pueden ser usados como números, como describió en su libro On Numbers and Games, llegando a la clase muy

general de los números surreales.

Juegos de longitud infinita (SuperJuegos)

Por razones obvias, los juegos estudiados por los economistas y los juegos del mundo real finalizan generalmente

tras un número finito de movimientos. Los juegos matemáticos puros no tienen estas restricciones y la teoría de

conjuntos estudia juegos de infinitos movimientos, donde el ganador no se conoce hasta que todos los movimientos

se conozcan.

El interés en dicha situación no suele ser decidir cuál es la mejor manera de jugar a un juego, sino simplemente qué

jugador tiene una estrategia ganadora (Se puede probar, usando el axioma de elección, que hay juegos —incluso de

información perfecta, y donde las únicas recompensas son "perder" y "ganar"— para los que ningún jugador tiene

una estrategia ganadora.) La existencia de tales estrategias tiene consecuencias importantes en la teoría descriptiva

de conjuntos

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ANEXO 2

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