Article (spanish) - Instituto de Ingeniería Eléctrica

Ambiente/Ciencia y Técnica
BUSQUEDA ■ Jueves 13 de enero de 2005 ■ Pág. 32
El sistema es capaz de reconocer las notas musicales de la voz humana y compararlas con las canciones
contenidas en una base de datos preestablecida
Jóvenes ingenieros uruguayos crearon programa de computadora
que permite buscar una canción sólo con tararear una parte del tema
escribe Daniela Hirschfeld
¿Cuántas veces le pasó
que quería recordar el nombre de un tema musical pero
no se acordaba de la letra y
sólo era capaz de tararear
algunos pasajes? Qué sencillo hubiera sido tener un
programa de computadora
que reconociera la canción
con esa corta secuencia
musical y le ofreciera la posibilidad de escuchar la versión original.
Los deseos fueron órdenes para un grupo de tres
jóvenes ingenieros uruguayos que crearon “Tararira”,
un software capaz de reconocer determinado tema
entre decenas de canciones almacenadas, con sólo
unas pocas notas cantadas,
tarareadas o silbadas por
cualquier amateur de la
música.
Martín Rocamora, Ernesto
López y Gonzalo Sosa tienen
28 años y en julio del 2004
obtuvieron su título de ingenieros en la Facultad de Ingeniería
de la Universidad de la Repúbli-
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● Corales, manglares y el maremoto. Para los
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ecologistas, una de las lecciones que deben apren12345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567
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derse después de la catástrofe que devastó las
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costas asiáticas el domingo 26 de diciembre es que
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los arrecifes de coral y los manglares —un complejo
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ecosistema de árboles que crecen en zonas de
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riachuelos costeros— actúan como una barrera de
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protección contra la furia del mar, aseguraron varios
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expertos.
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“Las zonas que mantienen sus corales y sus man12345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567
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glares intactos fueron menos afectadas que aquellas
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donde están más deteriorados o fueron reemplaza12345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567
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dos por hoteles o criaderos de langostinos”, declaró
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Simon Cripps, director del Programa Marina Global
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del Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF).
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“Un arrecife de coral actúa como una barrera
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protectora y tiene efecto amortiguador. Creo que el
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coral salvó a la mayoría de la gente en las Maldivas.
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Los arrecifes quebraron el tsunami, que avanzó
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como una ola rota y por lo tanto, menos devastado12345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567
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ra”, dijo Doug Masson, investigador del Centro
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Oceanográfico de la Universidad de Southampton,
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Inglaterra. Los manglares, por su parte, absorbieron
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el impacto del agua, agregó.
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Para Cripps, esta afirmación se puede comprobar
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al ver las consecuencias que sufrió, por un lado, el
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archipiélago de las Maldivas —una zona que hizo
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una buena gestión de los arrecifes— y la turística
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isla tailandesa de Phuket, donde estas formaciones
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naturales fueron reemplazadas por hoteles.
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De acuerdo con los expertos, si bien ambos luga12345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567
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res sufrieron daños considerables, mientras en
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Maldivas hubo cerca de cien muertos en una pobla12345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567
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ción de 270 mil personas, en Phuket, con una
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población similar en temporada alta, el balance es
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de casi mil muertos.
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En muchas partes del sur y sureste de Asia, los
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manglares fueron destruidos para construir comple12345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567
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jos turísticos y criaderos de mariscos. Tailandia, al
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convertirse en el mayor exportador de langostinos
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del mundo, perdió casi la mitad de sus manglares
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entre 1975 y 1993, según Cripps.
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● París, capital mundial de la biodiversidad.
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París acogerá desde el próximo lunes 24 al viernes
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28 una conferencia internacional sobre la biodiver12345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567
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sidad para hacer un balance de las amenazas que
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pesan sobre la naturaleza y proponer soluciones
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para remediarlas.
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Unos 1.200 investigadores, responsables políti12345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567
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cos
y ecologistas, se reunirán en la sede de la
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Organización de Naciones Unidas para la Educa12345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567
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ción, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) en esta
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conferencia propuesta por el presidente francés
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Jacques Chirac en la cumbre del G-8 (grupo de los
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ocho países más ricos), celebrada en Evian (Fran12345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567
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cia) en junio del 2003.
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La biodiversidad define la variedad de especies y
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de
ambientes naturales que existen en el planeta y se
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estima que en la actualidad se experimenta una crisis
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sin precedentes de extinción de ambos recursos.
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Según los cálculos, cada año desaparecen entre
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25
mil y 50 mil especies, debido a los cambios
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introducidos por el ser humano. Pese a esta situa12345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567
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ción, la Convención sobre la Biodiversidad, una
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iniciativa internacional firmada en 1992 para encon12345678901234567890123456789012123456789012345678901234567890121234567
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trar soluciones al problema, no tiene un instrumento
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para su aplicación, como lo es, por ejemplo, el
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Protocolo de Kyoto para el Cambio Climático.
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Sin embargo, en la conferencia de París no se
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adoptará formalmente ninguna medida, pero se
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aspira a proponer la creación de un grupo mundial
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de expertos, en base al modelo existente para tratar
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el cambio climático. (En base a despachos de AFP)
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Ciencia y ambiente
en pocas líneas
ca con este programa.
En aquel momento los jóvenes presentaron su trabajo para ser usado con la colección completa de Los
Beatles que incluye 208 temas. Sin embargo, Rocamora subrayó a Búsqueda que
es posible adaptar fácilmente el programa para usarlo
con cualquier carpeta de
canciones que el usuario tenga archivada en su computadora en un formato digital
estándar —y el más popular
entre las melodías que se
bajan de Internet— que se
reconoce por su extensión
“.mid”.
■ La música y
la informática
Los tres jóvenes pensaban en una tesis final novedosa que les permitiera recibirse de ingenieros electricistas con perfil en telecomunicaciones. Estaban interesados en el tratamiento
técnico de las señales de
audio y pensaron en contactarse con algunas personas
de la Escuela Universitaria
de Música.
Luego, “divagando”, según
confesó Rocamora, surgió la
idea de hacer un programa
que fuera capaz de buscar y
encontrar una canción con
sólo tararearla.
Si bien al principio les pareció algo innovador, con el
tiempo se enteraron de que
había algunos investigadores en otras partes del mundo que habían empezado a
trabajar en la elaboración de
prototipos de programas similares.
Con esta información primaria, los jóvenes se contactaron con esos grupos
para interiorizarse de sus
avances, pero posteriormente buscaron la forma de darle un toque personal a su
idea, destacó Rocamora. Así
surgió “Tararira” cuyo nombre nada tiene que ver con el
popular pez autóctono de
agua dulce.
■ Proceso cognitivo
automatizado
El funcionamiento del programa se basa en la idea de
reproducir de forma automática el proceso cognitivo que
desarrolla el cerebro para
reconocer una canción a partir de unas pocas notas.
Sin embargo, si bien el ser
humano acciona en poco
tiempo ese mecanismo de
forma natural y casi inconsciente, “esa tarea es muy
difícil para una máquina”,
aclaró Rocamora.
Esto sucede principalmente porque la computadora no
sólo debe reconocer la melodía sino que tiene que ser
capaz de interpretar diferencias de entonación, afinación, altura, velocidad, timbre y hasta los recursos expresivos de la voz humana,
que muchas veces son muy
sutiles.
Precisamente, según explicó el ingeniero, para hacer el programa el equipo
tuvo en cuenta dos aspectos
esenciales. El primero, que
el software pudiera recono-
cer esas diferencias de la
voz —uno de los instrumentos musicales más complejos por la cantidad de matices— y el segundo, que considerara la capacidad (buena o mala) de la persona
para interpretar un tema. Una
vez logrados esos objetivos
el programa recién podría
empezar a buscar la canción
deseada.
■ “¿Para pedir
un tema…?”
Básicamente, una melodía
es una secuencia de notas
musicales. Con esa premisa, el programa busca una
canción mediante la comparación de las notas que componen el trozo tarareado o
cantado con la secuencia de
notas que forman los temas
almacenados.
En efecto, Tararira primero identifica las notas que
componen el trozo cantado,
silbado o tarareado. Luego
compara esas notas con las
de los temas almacenados y
finalmente elige de forma
automática la canción que
contenga una serie de notas
musicales idéntica a la que
se tarareó inicialmente.
En el primer paso, el proceso que hace el programa
de “traducir” una melodía
cantada en una secuencia
de notas se llama transcripción y es quizás la parte más
compleja.
La principal dificultad reside en que el programa debe
ser capaz de reconocer las
notas cantadas por la voz
humana, independientemente de las variaciones de timbre, los recursos expresivos
que puede usar la persona,
la entonación, la altura o la
velocidad que pueden ser
inexactas.
Además, Tararira está programado para reconocer las
notas musicales según el sistema de afinación que se utiliza internacionalmente en la
música, y que se llama escala temperada.
Esta escala está compuesta por notas musicales y cada
una de ellas se registra en
una determinada frecuencia
de ondas. Por ejemplo, un
La medio —el La que se ubica entre las teclas centrales
de un piano— tiene una frecuencia establecida de 440
hertz.
No obstante, explicó Rocamora, cuando alguien canta o tararea un tema en particular, rara vez la frecuencia
de las notas entonadas se
corresponde estrictamente
con este sistema. En general, el intérprete lo hará un
poco más grave o agudo (aún
cuando no desafine notoriamente), lo que hará variar la
frecuencia en unos pocos
hertz.
Cuando esto sucede, si
bien el cerebro humano igual
es capaz de reconocer una
canción, para la computadora es un proceso muy complejo que dificulta la búsqueda de un tema musical. Esto
hace que Tararira deba poder identificar una melodía
en registros graves o agudos, independientemente de
la altura y la velocidad en
que se cante y tolerar errores aislados de una o dos
notas, y aún así, reconocer
la canción.
Pero una vez que el programa logró hacer esta
transcripción de la voz cantada a la secuencia de notas (que lo hace en segundos), puede pasar al siguiente paso que es buscar el
patrón musical tarareado en
la base de canciones almacenadas.
El objetivo del programa es
obtener como resultado una
canción que coincida con el
tarareo o canto o, eventualmente, una lista de las diez
opciones más compatibles.
■ Tararira en acción
Tararira se presenta sobre la pantalla de la computadora como una ventana
que tiene en su lado izquierdo una serie de botones.
Uno de ellos es el que
permite que el usuario grabe su tarareo, silbe o cante
un trozo de la canción a través del micrófono del equipo. Cuanto más extensa sea
la parte cantada, mayor será
la probabilidad de obtener
con éxito la canción deseada.
Luego hay que presionar
otro botón que hará la transcripción de la onda de sonido
grabada para transformarla,
en pocos segundos, en notas
de una escala musical.
Finalmente, a partir de
esas notas, Tararira buscará la melodía más compatible y en unos instantes abrirá una nueva ventana donde
figurará el nombre del tema
y el álbum al que pertenece,
entre otros datos.
Si el software tiene “dudas”, brindará una lista de
diez posibles canciones que
tuvieron mayor similitud y
entre las que podrá estar la
elegida.
■ Mucho más que
Los Beatles
Si bien inicialmente Tararira funciona con la base de
datos de la colección completa de Los Beatles, Rocamora subrayó que es posible
utilizar el programa con cualquier canción que esté archivada en un formato digital
estándar muy común para
computadoras o instrumentos digitales que se reconoce
por su extensión “.mid”.
Este formato es el más popular entre las canciones que
se bajan de Internet, por lo
que quien tenga Tararira y su
propia carpeta de temas “.mid”
puede buscar cualquiera de
esas melodías por tarareo.
El programa diseñado por
los jóvenes ingenieros funciona con el sistema operativo Linux de PC y también en
computadoras Macintosh.
Próximamente, quienes estén interesados en instalar
Tararira en su computadora
personal pondrán encontrar
el programa en la página de
Internet http://iie.fing.edu.uy/
investigación/grupos/gmm/
del Grupo de Multimedia del
Instituto de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería. Los ingenieros prevén
distribuir el programa bajo la
modalidad de software libre,
de modo que se podrá bajar
desde Internet sin costo.
En cuanto a las posibles
aplicaciones de Tararira, el
ingeniero aseguró que además de ser una herramienta
útil y entretenida para el usuario común, también puede ser
un juego, puede usarse en un
comercio de música para que
los clientes busquen una canción o puede servir para la
educación musical.
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El próximo jueves 20, tres jóvenes uruguayos
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participarán
en “Exposición Ciencia”, un campa123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901212345678
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mento científico que tendrá lugar en la localidad de
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Villa la Angostura, en la provincia argentina de
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Neuquén, y que es organizado desde hace dos años
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por la Asociación Expedición Ciencia de ese país. El
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objetivo es promover la educación científica a través
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de propuestas que fomenten el pensamiento crítico,
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la creatividad y la igualdad de oportunidades.
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Este año será la primera vez que asistan chicos
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uruguayos, quienes fueron convocados a través de
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un llamado nacional realizado durante el 2004 por el
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Grupo para el Progreso de la Ciencia, un equipo
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compuesto por investigadores de diferentes áreas,
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legisladores y decanos de diferentes facultades de
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la Universidad de la República.
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Los tres jóvenes elegidos son María Victoria Lava123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901212345678
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lleja, del liceo de San José de Tala (Canelones),
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Evangelina Noya, del liceo Nº1 de Libertad (San
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José) y Javier Giz, del Liceo Nuestra Señora de
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Fátima (Montevideo). Todos ellos fueron seleccio123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901212345678
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nados por el grupo uruguayo, entre 80 postulantes
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de nueve departamentos del país “en base a sus
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méritos académicos y a su motivación por las cien123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901212345678
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cias”.
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En el campamento —que se llevará a cabo en un
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predio
de la Universidad de Buenos Aires situado en
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Neuquén— participarán junto a los uruguayos unos
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50 estudiantes argentinos de 14 a 17 años, que
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realizarán experimentos, salidas de campo, discu123456789012345678901234567890121234567890123456789012345678901212345678
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siones científicas, observaciones de la naturaleza y
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actividades recreativas.
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Para conocer más sobre esta actividad se puede
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visitar la página en Internet www.expedicionciencia.
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com.ar.
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Uruguayos exploradores