Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Libro de resúmenes
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Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Libro de resúmenes Secretaría de Investigación y Doctorado Facultad de Ingeniería Universidad de Buenos Aires 12 de octubre de 2012 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Áreas de Investigación de la Facultad de Ingeniería (U.B.A.) 01020304050607080910111213141516171819- Bioingeniería Comunicaciones Electrónica Energía Enseñanza Fluidos – hidráulica Geodesia - geofísica Gestión Industrial Informática Ingeniería Civil Ingeniería del medio ambiente Ingeniería Mecánica y Robótica Matemática Aplicada Materiales y Nanotecnología Medición y Control Métodos Cuantitativos Óptica y Láser Química e Ingeniería Química Tecnología de Alimentos y Procesos Fermentativos 2 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 01- Bioingeniería 3 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 01-Bioingeniería ANÁLISIS GEOMÉTRICO TRIDIMENSIONAL CARDIOVASCULAR EN EL SER HUMANO DE LA RED Tesista: Mariano Ezequiel Casciaro Fecha de Admisión al Doctorado: Julio de 2012 Director/Codirector: Dr. Damian Craiem / Dr. Ricardo L. Armentano Lugar de Trabajo: FICEN - Universidad Favaloro Grado de Avance: <10% Institución que financia el proyecto: CONICET - Beca Tipo I Cargo Docente: NO Otro cargo e institución: – Actualmente se ha abierto un nuevo campo de estudio asociado a la geometría y topología de los vasos sanguíneos. Las mismas no son azarosas y están definidas por reglas intrínsecas asociadas a la minimización de costo energético para vencer la resistencia al flujo sin aumentar exageradamente el costo metabólico de la sangre. Nuestro objetivo es llevar a cabo un estudio geométrico tridimensional e integral de la vasculatura humana a partir de imágenes adquiridas en forma no invasiva. El interrogante es la influencia relativa de la morfología de los vasos sobre el desarrollo de enfermedades vasculares, en relación a los factores de riesgo clínico tradicionales. Con este fin se estudiará el sistema circulatorio utilizando las herramientas cuantitativas de la ingeniería, física y matemática, tratando al sistema circulatorio como una red de distribución de fluidos sumando la complejidad adicional de los sistemas biológicos. Algunas de estas herramientas son el procesamiento digital de imágenes y señales biológicas, y el análisis topológico de las redes de distribución hidráulica aplicadas a la anatomía humana. Nos focalizaremos particularmente en el estudio del árbol coronario y las porciones ascendentes y descendentes de la aorta torácica por su fuerte implicancia en la enfermedad cardiovascular. 4 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 01-Bioingeniería TEORÍAS SOBRE FORMACIÓN DE HÁBITOS MOTORES POR LOS GANGLIOS DE LA BASE CON APLICACIÓN A MÁQUINAS INTELIGENTES. Tesista: Iván Jourdan Fecha de Admisión al Doctorado: Noviembre de 2008 Director/Codirector: Dr. Silvano Zanutto/Dr. Gustavo Murer. Lugar de Trabajo: Instituto de Ingeniería Biomédica. Grado de Avance: 75% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACyT 20020100100978. ANPCyT BID-PICT 2011-0521 Becario : Beca Doctoral Peruilh 2012 . Cargo Docente: Ayudante de 1ra. Dedicación Parcial Interino. FIUBA. Se conoce que el cerebro es capaz de formar hábitos por aprendizaje. La generación de una secuencia motora habitual permite una especialización y automatización de movimientos. Las características salientes de los hábitos son difícilmente olvidables y están relacionadas con la situación contextual; estas características hacen que la formación de hábitos sea un medio de automatización interesante para aplicar a máquinas inteligentes. Además, la automatización es acompañada por una especialización acorde al contexto en que se realiza la tarea determinada. Las estructuras cerebrales que se consideran responsables de la formación de hábitos motores componen a los llamados Ganglios de la Base (GB). De estas estructuras, el Estriado sería el núcleo que posee procesos de aprendizaje y actuaría directamente sobre la información cortical para la formación de hábitos. Es importante estudiar, en estos núcleos, los mecanismos que desarrollan hábitos motores. Mediante el uso de modelos matemáticos basados en redes neuronales, teoría de información y del procesamiento de señales, se propone estudiar cuales son los mecanismos estriatales que generan una secuencia motora y su automatización por hábitos. El modelado de este sistema con redes neuronales permite aplicaciones en la automatización y la navegación de máquinas inteligentes. 5 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 01-Bioingeniería RECONOCIMIENTO DE PATRONES EN SEÑALES BIOMÉDICAS APLICADO AL DESARROLLO DE INTERFACES CEREBRO COMPUTADORA. Tesista: Sergio Liberczuk Fecha de Admisión al Doctorado: Septiembre de 2011 Director/Codirector: Dr. Bruno Cernuschi Frías / Dr. Silvano Zanutto. Lugar de Trabajo: Instituto Argentino de Matemática– CONICET. Grado de Avance: 40% Becario: Beca de Postgrado Tipo 1 - CONICET. Cargo Docente: JTP Dedicación simple – Facultad de Ingeniería Universidad Favaloro. En esta tesis se investiga un modo robusto por el cual una computadora pueda detectar las “intenciones” de un usuario durante la ejecución de distintas tareas cognitivas y/o motoras. Estas “intenciones” se encuentran subyacentes en las señales de electroencefalograma (EEG) del sujeto y se clasifican para generar una señal de control capaz de ser utilizada en el accionar de cualquier dispositivo físico: una silla de ruedas o un brazo robótico, por ejemplo. El objetivo ulterior del trabajo es desarrollar una interfaz cerebro computadora capaz de operar en el ámbito de la salud que permitiría a usuarios con diversas patologías motoras como Síndrome de cautiverio entre otras, comunicarse con el medio exterior y/o movilizarse. El objetivo específico del presente trabajo, es la aplicación de metodologías de estimación dentro de un marco bayesiano, con la finalidad de resolver el denominado “problema inverso electromagnético”, consistente en localizar las hipotéticas fuentes responsables de la generación de las señales adquiridas en forma externa por el EEG. La solución de dicho problema persigue dos objetivos, por un lado aumenta notablemente la resolución espacial del EEG, principal problema de las interfaces cerebro computadora de tipo no-invasivas, permitiendo detectar los patrones subyacentes de manera más robusta, frente a las amplias variaciones intra e inter sujeto que poseen las señales. Por otra parte, permitirá también generar mapas de localización que representan espacialmente la actividad neural que tiene lugar durante la ejecución de las distintas tareas mentales, permitiendo visualizar y comparar dichas tareas, a fin de cuantificar su separabilidad y posibilitar así su posterior clasificación. 6 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 01-Bioingeniería CARACTERIZACIÓN DEL SÍNCOPE VASOVAGAL A PARTIR DEL PROCESAMIENTO DE SEÑALES ADQUIRIDAS DURANTE LA LLAMADA PRUEBA DE LA CAMILLA BASCULANTE (TILT TEST) Tesista: Juan Carlos Perfetto Fecha de Admisión al Doctorado: Octubre de 2007 Director/Codirector: Carlos E. D’Attellis/ Aurora G. Ruiz Lugar de Trabajo: Instituto de Ingeniería Biomédica. Grado de Avance: 90 % Institución que financia el proyecto y código del mismo: Proyecto UBACYT Código 20020100 100271 Becario: No Cargo Docente: Profesor Adjunto Interino Dedicación Exclusiva y JTP Regular con licencia. Otro cargo e institución: No El síncope definido como la pérdida transitoria de la conciencia y el tono postural y que revierte espontáneamente, es una entidad de alta prevalencia en la población general (el 3% de las consultas en salas de guardia). Esta definición es amplia ya que abarca tanto aquellos cuadros severos que pueden preceder a la muerte, como aquellos menores comúnmente denominados “lipotimia” o “desmayo”. Muchas de las causas de síncope han sido bien identificadas, tal es el caso de las arritmias cardíacas u otras enfermedades cardíacas estructurales o del sistema nervioso. El denominado síncope vasovagal caracterizado por la aparición de bradicardia e hipotensión es uno de los cuadros más frecuentes (40 %). En los últimos años una prueba diagnóstica conocida como prueba de ortostatismo pasivo prolongado ha permitido reproducir el cuadro de síncope vasovagal y estudiar los mecanismos que lo provocan. Los objetivos son: 1- hallar el parámetro específico para detectar un síncope inminente y 2definir la acción que se generaría para evitarlo Se desarrolló un algoritmo para el análisis en cada latido de la variabilidad de parámetros cardiacos, en vez del análisis tradicional que involucra periodos mucho más largos. Se ha publicado este trabajo, en una revista y un capítulo de libro. 7 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 01-Bioingeniería INGENIERÍA CARDIOVASCULAR: PROPIEDADES MECÁNICAS ARTERIALES Y EFECTOS EN LA INTERACCIÓN PARED-FLUJO Tesista: Franco Martin Pessana Fecha de Admisión al Doctorado: Noviembre de 2008 Director/Codirector: Dr. Ing. Ricardo Luis Armentano Lugar de Trabajo: Facultad de Ingeniería. Universidad Favaloro Grado de Avance: 95% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Universidad Favaloro Becario : NO Cargo Docente: Profesor Titular. Facultad de Ingeniería y Ciencias Exactas y Naturales. Universidad Favaloro Otro cargo e institución: Profesor Adjunto. Facultad Regional Buenos Aires. Universidad Tecnológica Nacional. La Ingeniería Cardiovascular comprende la física de los componentes del sistema circulatorio tales como el continente (pared arterial), el contenido (sangre) y la interrelación entre ambos (endotelio). La predicción de accidentes cardiovasculares, se basa actualmente en la detección de posibles factores de riesgo. Esta detección es muchas veces insuficiente y se necesita un conocimiento más acabado de la génesis de los mismos, que comienza en una interacción de la pared arterial con el flujo sanguíneo. El objetivo propuesto es la determinación de las propiedades mecánicas de las arterias y los efectos en la interacción pared-fluido. Este objetivo se divide en 3 partes: 1) caracterización mecánica de la pared arterial; 2) caracterización y modelización del flujo en medianas y grandes arterias; 3) efectos de la interacción pared-flujo sobre las propiedades mecánicas de las arterias. Los resultados obtenidos y publicados hasta el momento son: A) Caracterización mecánica del territorio arterial mediante sistemas adaptativos IIR (Infinite Impulse Response), incluyendo arterias crio-preservadas y venas (uso como transplante arterial). B) Validación de diferentes modelos de flujo para medianas y grandes arterias, de forma tal de verificar los mismos ante interacciones de pared y flujo. C) Modificación de las propiedades mecánicas arteriales, ante cambios de flujo y ausencia de endotelio. 8 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 01-Bioingeniería DESARROLLO DE ÍNDICES PARA EVALUAR LA RECUPERACIÓN DEL MIOCARDIO ATONTADO TRATADO CON CONTRAPULSACIÓN INTRA-AÓRTICA EN UN MODELO EXPERIMENTAL EN OVEJAS Tesista: Sandra Wray Fecha de Admisión al Doctorado: Septiembre de 2011 Director/Codirector: Dr. Jorge Negroni / Dr. Edmundo Cabrera Fischer, Dra. Patricia Pelle Lugar de Trabajo: Universidad Favaloro Grado de Avance: 30% Institución que financia el proyecto y código del mismo: MinCyT, PICT 080340 Becario: Beca Inicial, período 2011-2014, FonCyT. Cargo Docente: JTP, dedicación simple, Instituto Tecnológico de Buenos Aires, regular. El miocardio atontado es una alteración mecánica que se desarrolla en una región del músculo cardíaco luego de un episodio reversible de isquemia en la arteria coronaria que la irriga, y que persiste aún reestablecido el flujo sanguíneo. No obstante la naturaleza regional del atontamiento, éste puede resultar en consecuencias globales. La recuperación post-isquémica de la función contráctil mecánica del miocardio se vería acelerada con el tratamiento con contrapulsación intra-aórtica, a través del inflado y desinflado cíclico de un catéter balón en la luz de la aorta descendente durante la fase diastólica. Usualmente, la eficacia de la contrapulsación se estima en forma empírica, evaluando parámetros hemodinámicos indirectos. El desarrollo de índices basados en parámetros hemodinámicos directos obtenidos in-vivo permitiría generar formas más eficientes de evaluar la recuperación de la función cardíaca durante la contrapulsación. Las señales a considerar para el análisis serán las de presión aórtica, presión y diámetro intra-ventriculares, espesor parietal ventricular y electrocardiograma. Los índices se desarrollarán analizando los cambios de las señales con respecto a otras o respecto al tiempo. 9 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 02- Comunicaciones 10 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 02- Comunicaciones PROCESAMIENTO DE SEÑALES EN REDES COOPERATIVAS Tesista: Andrés Altieri Fecha de Admisión al Doctorado: Diciembre de 2009 Director/Codirector: Dra. Cecilia Galarza (directora), Leonardo Rey Vega (codirector) Lugar de Trabajo: Laboratorio de Procesamiento de Señales y Comunicaciones - FIUBA Grado de Avance: 50% Institución que financia el proyecto y código del mismo: NO Becario: beca Peruilh, FIUBA, dic. 2009-dic. 2013. Cargo Docente: Ayudante 1ra simple, regular, FIUBA. Otro cargo e institución: NO El concepto de comunicaciones cooperativas se aplica a una red en que muchos usuarios intentan trabajar en forma conjunta para satisfacer cierto objetivo global o particular. El medio inalámbrico es un escenario ideal para el empleo de esquemas cooperativos por su naturaleza broadcast. En el presente proyecto se propone trabajar en el contexto de grandes redes inalámbricas descentralizadas en donde los nodos deben intercambiar información sin ningún tipo de enlace cableado o coordinación, empleando herramientas de teoría de la información y geometría estocástica. Dichas herramientas permiten modelar la distribución de los nodos y demás fenómenos aleatorios de la red y cuantificar sus límites de desempeño, considerando la interferencia entre los nodos. El objetivo es estudiar el despeo de dichas redes cuando los usuarios son asistidos por otros usuarios que no están transmitiendo. Hasta el momento se ha estudiado cómo se modifica el desempeño cuando las fuentes son ayudadas por nodos cercanos, llamados relevos, utilizando el protocolo decodifique-y-reenvie, en el que dichos relevos decodifican el mensaje recibido y lo retransmiten. El destino decodifica el mensaje utilizando la transmisión de la fuente y del relevo. Asimismo se han analizado estrategias que indican cundo deben utilizarse los relevos y cuáles son las mejoras esperables. 11 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 02- Comunicaciones TOMOGRAFÍA DE INTERNET Y PROTOCOLOS DE RUTEO Tesista: Daniel Luis Anunziata Fecha de Admisión al Doctorado: Noviembre de 2010 Director/Codirector: Dr. Ing. José Ignacio Alvarez-Hamelin Lugar de Trabajo: Grupo Redes complejas y comunicación de datos FIUBA y Laboratorio de Redes FI-UNRC. Grado de Avance: 30 % Institución que financia el proyecto y código del mismo: Becario: Beca Foncyt, PRH - PFDT Nº 23 Cargo Docente: Ayudante de primera dedicación semi-exclusiva, contratado Otro cargo e institución: NO La Tesis tiene como objetivos la medición y propuesta de nuevos algoritmos de ruteo para Internet. Para esto se realizan exploraciones para relevar datos del tráfico de los enlaces además de su conexidad. Claramente estos datos podrán ser utilizados por los algoritmos de ruteo, quienes incluso podrían implementar diferentes rutas según la calidad de servicio (QoS: Quality of Service) deseada. La importancia en la propuesta de nuevos protocolos de ruteo está basada en que el actual protocolo BGP (Border Gateway Protocol) genera tablas de ruteo con un número de entradas similar al número de Sistemas Autónomos (aproximadamente 40000) en los ruteadores centrales. Entonces, proponer protocolos de ruteo cuyas tablas de ruteo crezcan más lentamente, es fundamental para el desarrollo de Internet. Estos protocolos deben ser probados en modelos realistas, con el fín de evaluarlos de manera efectiva. En esta primer etapa se abordó el estudio de Sistemas Complejos y el análisis de algoritmos de ruteo propuestos en diferentes publicaciones, el manejo de herramientas de visualización como LaNet-vi y de programación para analizar características topológicas relevadas de datos provistos a la comunidad científica como son los proporcionados por CAIDA y DAIMES. 12 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 03 - Electrónica 13 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 03 – Electrónica REDES DE SENSORES INALÁMBRICOS Tesista: Ing. Pablo Briff Fecha de Admisión al Doctorado: Diciembre 2011 Director/Codirector: Dr. Ing. Fabian Vargas (PUCRS)/Dr. Ing. Ariel Lutenberg (FIUBA) Lugar de Trabajo: Laboratorio de Sistemas Embebidos - FIUBA Grado de Avance: 20% Fuente de financiamiento: fondos propios Becario: NO Cargo Docente: NO Otro cargo e institución: El trabajo se realiza en el campo de Teoría de Sincronización de Red de Sensores Inalámbricos (en inglés, WSN). La investigación encuentra su motivación en el hecho que los sensores tienen relojes independientes y a priori de-sincronizados del resto de los sensores de la red a la cual pertenecen. Es de sumo interés balancear las técnicas de sincronización con la energía requerida para lograr una calidad de estimación objetivo. El principal objetivo que hemos logrado en este primer año de la investigación es encontrar un límite inferior en la energía requerida para sincronizar una WSN, basado en técnicas de estimación de reloj. La energía requerida para sincronizar una WSN es especificada por la potencia de transmisión y el número de mensajes transmitidos de manera de alcanzar un error de estimación deseado. Hemos aportado dos contribuciones principales: 1. Una relación general entre la energía utilizada en la transmisión y el error de estimación de reloj por medio del número de mensajes transmitidos, tanto para desvanecimiento de canal inalámbrico de gran y pequeña escala. 2. Un límite inferior óptimo para la energía requerida y el número de mensajes por medio de la minimización de su producto. 14 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 03 – Electrónica SISTEMAS DE COMANDO Y COMUNICACIÓN PARA CONTROL DE MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA APROVECHANDO LAS LÍNEAS DE ALIMENTACIÓN DE POTENCIA Y LOS COMPONENTES MAGNÉTICOS DE LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN. Tesista: Matías Fernando Bulacio Fecha de Admisión al Doctorado: Diciembre de 2011 Director/Codirector: Dr. Hernán Emilio Tacca Lugar de Trabajo: Lab. de Control de Accionamientos, Tracción y Potencia, FIUBA. Grado de Avance: 20% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBA, proyecto UBACYT 20020100100358 Becario: Beca Peruilh. Cargo Docente: No. Otro cargo e institución: -En la industria, los motores asincrónicos trifásicos son ampliamente utilizados. Aunque en este tipo de motores es muy difícil regular la velocidad se utilizan en diversas aplicaciones comandados por variadores de velocidad. El variador recibe información de control y diagnóstico convencionalmente mediante protocolos de comunicación industriales. Este tipo de configuraciones necesitan de un cableado adicional que puede ser costoso y/o complicado de realizar. Por este motivo, el objetivo que se plantea es aprovechar las líneas de potencia que alimentan al motor como canal de comunicación evitando así el cableado adicional. El sistema deberá funcionar inclusive con la fuerte perturbación que representa el patrón PWM en las líneas de potencia. Deberá aprovechar los componentes propios del sistema de protección como interfaz de comunicación. En el trabajo de tesis de grado previo se ha resuelto satisfactoriamente la comunicación a través de la red monofásica, trifásica y PWM. Sin embargo en su versión actual el sistema de transmisión exige el uso de filtros LC que deberían reducirse en tamaño y peso. Se desarrolló un modelo del sistema completo en Simulink y se logró simular exitosamente la comunicación sin la necesidad de los filtros LC. Basándose en la simulación, se desarrolló un circuito demodulador (con capacitores conmutados) que será integrado como parte del proyecto final de la materia Diseño y fabricación de circuitos integrados. 15 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 03 – Electrónica INTEGRACIÓN DE ESTRUCTURAS M.O.S. PARA DOSIMETRÍA Tesista: Sebastián Horacio Carbonetto Fecha de Admisión al Doctorado: Noviembre 2010 Director: Dr. Adrián Faigón Lugar de Trabajo: Laboratorio de Física de Dispositivos-Microelectrónica (FIUBA) Grado de Avance: 30% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACyT Y064, PICT Red Nº 1907 Becario: Beca Peruilh, FIUBA. Cargo Docente: Ayudante 1ro, Simple, FIUBA, Interino. La exposición de dispositivos Metal Óxido Semiconductor a radiación ionizante produce degradación de algunos de sus parámetros eléctricos como consecuencia de la acumulación de carga en el óxido aislante y la creación de estados energéticos en la interfaz óxidosemiconductor. La modificación de sus parámetros puede aprovecharse para utilizar dispositivos MOS como sensores en un dosímetro. El Laboratorio de Física de Dispositivos-Microelectrónica se ha caracterizado por estudiar los efectos de la radiación en dispositivos MOS, como también por el desarrollo de técnicas de medición para mejorar su utilización como dosímetro. Dos dificultades que persisten en la utilización de estos sensores son la baja sensibilidad que presentan para ser usados en ambientes de bajas dosis y la introducción de errores de medición por los cambios térmicos que sufra el dispositivo. A raíz de la reciente posibilidad del LFDM de fabricar circuitos integrados en un proceso CMOS estándar, este trabajo propone investigar el diseño, fabricación y caracterización de estructuras alternativas y sensores embebidos en circuitos CMOS con el fin de aumentar la sensibilidad a la radiación y lograr compensar errores de medición inducidos por cambios en la temperatura. También se estudiará la aplicación de técnicas de medición desarrolladas en el LFDM sobre estos sensores. 16 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 03 – Electrónica SENSORES MOS DE RADIACIÓN IONIZANTE. FUNDAMENTALES, ESTRUCTURAS Y CIRCUITOS. FENÓMENOS Tesista: Mariano Garcia Inza Fecha de Admisión al Doctorado: Junio de 2008 Director/Codirector: Dr. Adrián Faigón Lugar de Trabajo: Laboratorio de Física de Dispositivos - Microelectrónica. Grado de Avance: 90% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACYT (Y064) y ANPCYT (PICT RED 2007 N°1907) Becario: Beca Peruilh, FIUBA. Cargo Docente: JTP dedicación simple, FIUBA, interino Otro cargo e institución: En el presente trabajo de tesis se investigan sensores MOS de radiación ionizante y los fenómenos físicos involucrados en su funcionamiento. El objetivo principal es aportar al desarrollo de sensores con mejor resolución dosimétrica apuntando a aplicaciones médicas y dosimetría personal. También se pretende mejorar el rango de medición o vida útil. Se estudiaron cuatro tipo de sensores realizando sobre cada uno una exhaustiva caracterización frente a radiación. Se aplicó (en todos ellos por primera vez) la técnica Bias Controlled Cycled Measurement (BCCM). i) Sensor REM RFT 300 RADFET. Dosímetro MOS muy establecido comercialmente. Sobre el mismo se analiza la aplicación de técnicas para su re-utilización (borrado eléctrico e inducido por radiación). ii) Sensor FGMOSFET. Se diseñaron y fabricaron sensores integrados en un proceso CMOS estándar utilizando transistores de compuerta flotante (Floating Gate MOSFETs). Se desarrolló un modelo computacional basado en modelos físicos que permite predecir su comportamiento. iii) Sensor FOXFET. Se diseñaron y fabricaron sensores integrados en un proceso CMOS estándar utilizando transistores construidos con óxido de pasivación (Field OXide) como óxido de compuerta. iv) Sensores compensados y amplificados. Se analizan y simulan estrategias diferenciales para mitigar los efectos de las variaciones de temperatura y para amplificar la señal dosimétrica. Se construyen prototipos circuitales con sensores apareados. 17 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 03 – Electrónica SISTEMA DE TRANSDUCCIÓN IÓNICO Tesista: Pablo Martín Gomez Fecha de Admisión al Doctorado: Mayo de 2010 Director/Codirector: Dr. Ing. Guillermo Santiago/Ing. Daniel Sinnewald Lugar de Trabajo: Laboratorio de Acústica y Electroacústica/Laboratorio Láser-FIUBA Grado de Avance: 50 % Fuente de financiamiento: Cuentas propias del Departamento de Electrónica (06.00) y sub-cuenta de trabajos a terceros derivada (LACEAC 06.51) Becario: Beca Peruilh Cargo Docente: Ayudante 1ra – Dedicación parcial – FIUBA – Regular El desafío de todo transductor de sonido es lograr la mayor fidelidad posible al convertir una señal acústica a una señal eléctrica, o viceversa. Los transductores que tienen partes móviles asociadas introducen distorsiones inherentes al sistema mecánico, como ser modos de vibración espurios del diafragma y distorsión por efecto Doppler. Para eliminar este tipo de distorsiones es preciso prescindir de elementos mecánicos móviles. Para ello en este trabajo se propone utilizar un sistema basado en la generación de plasma en el aire. En esta etapa de trabajo, se presentan las características estáticas y en régimen sinusoidal del prototipo de un transductor electrohidrodinámico que actúa como generador de ondas acústicas. El sistema está basado en una descarga corona entre un arreglo de hilos de cobre paralelos de 0.1 mm de diámetro y otro análogo de barras de bronce de 3 mm de diámetro. En base al campo de velocidades se computa la eficiencia de transferencia de energía y el caudal volumétrico por unidad de potencia de excitación. Asimismo se caracteriza al transductor como generador de ondas acústicas relevando la respuesta en frecuencia y el patrón de emisión. Finalmente comparamos las mediciones con simulaciones numéricas que toman en cuenta los fenómenos electrostáticos, la generación y transporte de carga y las ecuaciones de Navier-Stokes. 18 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 03 – Electrónica INTERACCIÓN DE LOS CONVERTIDORES ESTÁTICOS DE ENERGÍA ELÉCTRICA CON LA RED DE SUMINISTRO Y CORRECCIÓN ACTIVA DEL FACTOR DE POTENCIA. Tesista: Tomás Andrés González Fecha de Admisión al Doctorado: Octubre de 2010. Director: Hernán Emilio Tacca Lugar de Trabajo: LABCATYP (Laboratorio de Control de Accionamientos, Tracción y Potencia. Grado de Avance: 40% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Universidad de Buenos Aires. Proyecto UBACYT 20020100100358 . Becario: Posgrado Tipo I. Abril de 2010 a Abril de 2013. CONICET. Cargo Docente: Ayudante primero con dedicación simple. Facultad de Ingeniería, Departamento de Electrónica. Otro cargo e institución: No aplica. El estudio de la interacción de los convertidores estáticos con la red de suministro es un tema de gran relevancia debido a su repercusión en la eficiencia y estabilidad de los sistemas de distribución de energía eléctrica. Este trabajo se enfoca principalmente en la conversión de corriente alterna monofásica a corriente continua y sus múltiples aplicaciones. Las fuentes clásicas utilizan esquemas de conversión que contaminan de armónicos las líneas, que suele mitigarse con el uso de técnicas de filtrado pasivo. En los últimos 20 años las fuentes han evolucionado gracias a los métodos de corrección activa del factor de potencia. Para mejorar la confiabilidad, reducir tamaño y bajar costos se busca desarrollar nuevos esquemas de corrección de factor de potencia activos, que con una única etapa y con una única llave de potencia mejoren la relación de compromiso entre emisión de armónicos y regulación de la tensión de salida. Se propone una nueva combinación de las topologías flyback y forward para lograr estos objetivos. Su funcionamiento ha sido evaluado mediante simulaciones circuitales. A continuación se construirán prototipos con vista a su aplicación en la iluminación y los cargadores de baterías. También se mejorará su eficiencia y reducirá su tamaño. 19 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 03 – Electrónica COMPLEJIDAD, MUESTREO, COMPRESIÓN Y APRENDIZAJE PARA EL ANÁLISIS DE MOVIMIENTO EN SECUENCIAS DE IMÁGENES Tesista: Agustin B. Mailing Fecha de Admisión al Doctorado: Diciembre de 2009 Director/Codirector: Bruno Cernuschi Frías Lugar de Trabajo: FIUBA / IAM-CONICET Grado de Avance: 75% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACyT 20020100100503 Becario: Beca CONICET Interna de Doctorado Tipo-II (2012-2014) Cargo docente: Ayudante 1ra Regular C/Dedicación Simple Otro cargo e institución: NO El objetivo general del es el desarrollo de distintos métodos para medir la complejidad en señales e imágenes estáticas o de movimiento para el desarrollo de técnicas de muestreo, de compresión con y sin pérdida, de predicción y/o detección de determinados eventos. Tanto la compresión como la detección, la predicción y el muestreo en señales están estrechamente relacionados con la complejidad de la información que transporta la señal. Esta última puede medirse según distintos criterios influyendo así en el modo en que se realizan las anteriores. El enfoque es fundamentalmente probabilístico por lo que las señales y las imágenes estáticas y en movimiento se modelan a través de procesos aleatorios con diferentes características. Los resultados de la investigación tienen aplicación en gran variedad de temas, entre ellos se destacan las aplicaciones en imágenes médicas, imágenes y procesamiento de señales e imágenes en geología, en imágenes en seguridad pública y seguridad aérea, etc. Los principales resultados del trabajo de investigación se centran en el análisis de procesos (imágenes) localmente estacionarios y su operador de covarianza. 20 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 03 – Electrónica MITIGACIÓN DE INTERFERENCIA UTILIZANDO UN RELEVO Tesista: Juan Augusto Maya Fecha de Admisión al Doctorado: Septiembre 2012 Director/Codirector: Dra. Cecilia Galarza, Dr. Leonardo Rey Vega. Lugar de Trabajo: LPSC-FIUBA Grado de Avance: 25% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Becario: Peruilh, FIUBA. Cargo Docente: Ayudante de primera interino con dedicación parcial de Procesos Estocásticos, FIUBA. Otro cargo e institución: NO En una red de sensores resulta útil investigar esquemas para mitigar la interferencia producida entre nodos. Es sabido que un relevo o relay puede ayudar a aumentar la tasa de transmisión cancelando parte de la interferencia. Cada nodo fuente desea comunicar su mensaje a su destino correspondiente ayudado por el relay. Se investigó un tipo de codificación conocido como rate splitting y un esquema de comunicación que emplea el relay llamado decode and forward presentes en la literatura. Utilizando estas dos herramientas, se propuso un nuevo esquema de comunicaciones en el que el relay coopera para transmitir los mensajes públicos de los nodos fuente. Se evaluó su performance y se comparó el esquema propuesto con otros presentes en la literatura. Entre ellos, se encuentra un esquema que requiere cooperación entre transmisores y que es muy difícil de implementar en la práctica. Los resultados numéricos muestran que el esquema propuesto mejora sustancialmente la tasa de datos. 21 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 03 – Electrónica ESTUDIO DE INESTABILIDADES Y EFECTOS DE RADIACIÓN EN ESTRUCTURAS M.O.S. CON DIELÉCTRICOS NANOMÉTRICOS DE ALTO Κ. Tesista: Ing. Lucas Ignacio Sambuco Salomone. Fecha de Admisión al Doctorado: en trámite. Director/Codirector: Dr. Adrián Faigón / Dr. Ing. José Lipovetzky. Lugar de Trabajo: Laboratorio de Física de Dispositivos – Microelectrónica, Departamento de Física, Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires. Grado de Avance: 10% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACYT (Y064) y ANPCYT (PICT RED 2007 N° 1907). Becario: No. Cargo Docente: Ayudante 1ra Interino Simple, FIUBA. Otro cargo e institución: Debido a la tendencia de reducir las dimensiones de los dispositivos electrónicos, nuevas estructuras están siendo consideradas. En particular, en el caso de los dispositivos M.O.S. (Metal-Óxido-Semiconductor), se vuelve necesario reemplazar al dióxido de silicio (SiO2) como capa aislante por nuevos materiales con una constante dieléctrica (κ) mayor. Las aplicaciones de dieléctricos de alto κ incluyen a los circuitos CMOS digitales estándar para procesadores, las memorias no volátiles para dispositivos móviles (celulares, tablet, reproductores MP3), los transistores orgánicos, y la dosimetría. En la presente tesis se estudian estructuras capacitivas M.O.S. con dióxido de hafnio (HfO2), alúmina (Al2O3) y un nanolaminado de ambos, como capa aislante, desde dos perspectivas: Caracterización eléctrica: Se desarrolla un banco de medición que permita llevar a cabo experimentos basados en técnicas pulsadas, mediante los cuales se podrán caracterizar las inestabilidades presentes en estas estructuras en tiempos que resultan de interés para las aplicaciones consideradas. Respuesta frente a radiación: Este estudio permite evaluar la posibilidad de utilizar estos nuevos materiales en entornos con radiación, como por ejemplo las aplicaciones espaciales. Además, podrá evaluarse la posibilidad de utilizarlos como sensores de radiación. 22 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 03 – Electrónica MATEMÁTICA DE ANÁLISIS DE SEÑALES FRACTALES Tesista: Cristian Guillermo Val Fecha de Admisión al Doctorado: 22/02/2011 (Nota 073/11) Director: Gustavo Hirchoren Lugar de Trabajo: LABI (Laboratorio Abierto) Grado de Avance: 35% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Ninguna Becario: NO Cargo Docente: NO Otro cargo e institución: Ingeniero de Investigación y Desarrollo – ABB. Focalicé el tema de la tesis en el área de las telecomunicaciones, donde analicé el comportamiento de las señales de tráfico real de voz, video y datos de una maqueta compuesta por 3 routers, obteniendo las trazas del tráfico y estimando el parámetro de Hurst de autosimilaridad del mismo. He desarrollado predictores de tráfico multimedial, empleando predictores de tipo lineal y no lineal. El predictor lineal fue realizado con 12 taps (memorias). Entre los predictores no lineales desarrollé una red neural estática por propagación hacia atrás (backpropagation). Predictores utilizando redes neurales dinámicas del tipo respuesta impulsiva finita (FIR) de 5 taps, 12 taps y 15 taps. He diseñado e implementado en lenguaje de programación Matlab, un predictor del tipo no lineal utilizando una red neural dinámica con memorias distribuidas. También he realizado una comparación del rendimiento y la eficiencia de los diferentes predictores, utilizando las trazas de Bellcore (BC-pAug89), con los resultados obtenidos en una publicación presentada en la IEEE en el año 2010. 23 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 04- Energía 24 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 04 -Energía SISTEMA MODULAR DE DESALINIZACIÓN DE AGUA ACOPLADO A UNA CENTRAL NUCLEOELÉCTRICA Tesista: Ing. Santiago Labollita Fecha de Admisión al Doctorado: Julio de 2012 Director/Codirector: Dr. Ing. Mauricio Chocrón / Ing. Silvia Halpert Lugar de Trabajo: Comisión Nacional de Energía Atómica Grado de Avance: < 5% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Comisión Nacional de Energía Atómica Becario : NO Cargo Docente : NO Otro cargo e institución: Ingeniero en Circuitos de Alta presión, CNEA. La desalinización de agua para consumo humano se ha implementado en diversas partes del mundo para combatir la escasez natural de este recurso que preocupa a numerosas poblaciones. Las tecnologías de desalinización han avanzado mucho pero aún hoy se obtienen procesos de alto consumo energético. Por esta razón, la Agencia Internacional de Energía Atómica promueve el uso de la Energía Nuclear como recurso económico y seguro para alimentar estos sistemas. Este trabajo busca desarrollar y diseñar un prototipo de planta de desalinización por el principio de Destilación Multi Efecto (MED) acoplado térmicamente a una central nuclear en cogeneración. Se busca diseñar un dispositivo modular para mejorar la seguridad nuclear y la operación conjunta, implementado en un intercambiador de calor compacto y autónomo. El desarrollo abarca, además, el sistema de acople a la planta nucleoeléctrica. Actualmente se han estudiado diferentes esquemas de acople térmico de una planta desaladora al circuito secundario de un reactor SMR (Small Modular Reactor) de 25MWe. Se ha evaluando la incidencia de este acople en el rendimiento termodinámico del reactor y la capacidad de producción de agua potable y electricidad. Se mostró factible la producción de electricidad y agua potable para una población mayor a 60.000 habitantes. 25 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 04 -Energía MATERIALES FUNCIONALES NANOESTRUCTURADOS BASADOS EN ÓXIDO DE CERIO PARA APLICACIONES CATALÍTICAS Y ELECTROCATALÍTICAS Tesista: Mariano Osvaldo Mazan Fecha de Admisión al Doctorado: Julio de 2012 Director/Codirector: Dra. Inga. Susana A. Larrondo Lugar de Trabajo: Laboratorio de Procesos Catalíticos, Departamento de Ingeniería Química, FIUBA. Grado de Avance: <5% Institución que financia el proyecto y código del mismo: FIUBA. PAEPICT(2007) N°2288 (14/2/2009–14/2/2012), PIDDEF(2011) N° 11/11 (15/5/2011-14/6/2012) Becario: Beca Peruilh Cargo Docente: Ayudante Primero, Dedicación Exclusiva Interino, FIUBA. Otro cargo e institución: No. El objetivo de la tesis es el desarrollo de nano-materiales novedosos, basados en el óxido de cerio, con aplicación específica en el área energética. La amplia utilización del óxido de cerio en el área de producción de energía se basa en su extraordinaria capacidad para intercambiar oxígeno en forma reversible con la atmósfera que lo circunda. Esta característica se conoce como Oxygen Storage Capacity (OSC). Sin embargo, el óxido de cerio puro presenta problemas en la estabilidad de su morfología, degradándose sus propiedades con el tiempo de uso. El dopado con metales de estado de oxidación inferior al del Ce4+ favorece la conductividad iónica, aumenta la OSC, y posiblemente tenga un efecto beneficioso en la estabilidad del óxido. Además, el tamaño de partícula nanométrico puede ser también beneficioso en la estabilización de fases, en la actividad catalítica de los óxidos y en la conductividad iónica del sólido. En este primer mes de desarrollo de la tesis se sintetizaron sistemas CeO2-Fe2O3, con contenidos de óxido de hierro desde 0% a 100% molar, utilizando los métodos “Liquid-mix” y “Citratos” para la síntesis. Se dio inicio a las primeras caracterizaciones morfológicas, estructurales y redox de los sistemas mencionados. 26 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 04 -Energía DESARROLLO DE CATALIZADORES ALTERNATIVOS PARA LA REACCIÓN DE WATER-GAS SHIFT Tesista: Eduardo Arístides Poggio Fraccari Fecha de Admisión al Doctorado: Diciembre de 2011 Director/Codirector: Dra. Graciela Baronetti / Dr. Fernando Mariño Lugar de Trabajo: Laboratorio de Procesos Catalíticos Grado de Avance: 30% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, UBA, Becario: CONICET - Beca Tipo I Cargo Docente: Ayudante de 1ra dedicación simple interino, Departamento de Física, FIUBA. Otro cargo e institución: No. Se propone emplear H2 como sustituto parcial de los combustibles fósiles, para obtener energía eléctrica por medio de la alimentación del H2 a una celda de combustible. Otras líneas de investigación del mismo grupo de trabajo, plantean la obtención del H2 a partir de materias primas con contenido de carbono, y estas se obtienen como subproductos, CO2 y CO entre otros, siendo el último, un gas que debe ser eliminado para asegurar la vida útil de la pila. El objeto del trabajo de investigación es desarrollar catalizadores para la reacción de Water-Gas Shift abreviada WGS (CO + H2O = CO2 + H2) que representa la primera etapa de purificación del H2. Además de este uso, la reacción de WGS tiene gran importancia industrial, siendo de interés para el grupo investigar catalizadores con conexión en la industria química actual. La primera etapa de la tesis reside en determinar la composición más propicia para favorecer la reacción deseada en las condiciones requeridas por el proceso. Posteriormente se plantea caracterizar y estudiar, las propiedades físico-químicas derivadas del método de síntesis elegido, así como predecir o comprender los resultados del desempeño como catalizador. Actualmente la tesis se encuentra finalizando la primera etapa mencionada. 27 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 04 -Energía ANÁLISIS DE LAS INCERTEZAS DE LOS RESULTADOS DE CÓDIGOS COMPUTACIONALES APLICADOS EN EL ÁREA DE LA SEGURIDAD NUCLEAR. Tesista: Ing. Ricardo Ugarte Fecha de Admisión al Doctorado: Marzo de 2011 Director/Codirector: Ing. Juan Carlos Ferreri/ Dr. Cesare Frepoli y Dr. Gustavo Sánchez Sarmiento Lugar de Trabajo: Autoridad regulatoria nuclear (ARN) Grado de Avance: 30% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Autorizado por la ARN como parte de su dedicación (20%) Becario: NO Cargo Docente: JTP, Universidad Austral, Regular. Otro cargo e institución: NO El estado seguro de una planta nuclear de potencia depende de la limitación de las propiedades físicas de los materiales de los cuales está construido el núcleo y se definen así, límites y condiciones de operación. En muchos casos se definen tres figuras de mérito, a saber: a) temperatura pico del clad b) máxima oxidación del revestimiento de la vaina c) máxima de generación de hidrógeno (PCT, MCO y MHG por sus siglas en inglés), cuyos valores están definidos bajo un criterio conservativo y que no deben ser sobrepasados. La evaluación de estos límites se realiza utilizando códigos de cálculo cuyos datos de entrada incluyen condiciones iniciales, condiciones de contorno, elección de modelos, nodalización y salto temporal del cálculo. El criterio utilizado para realizar la entrada de datos afecta el resultado y la interpretación de ese resultado puede llevar a aceptar como correcta una simulación de la evolución temporal de la planta frente a un evento iniciante que tiene errores compensados. El objetivo de la tesis es proponer una metodología de análisis verificada, validada y de cuantificación de las incertidumbres asociadas a las predicciones computacionales que permita la detección de errores compensados. Para esto se está trabajando en el análisis y determinación del efecto de las incertezas inherente a las correlaciones experimentales incorporadas en un código en particular (RELAP5 MOD3.3P4). Este análisis se realizará a partir de casos teóricos y de la simulación de los resultados experimentales de una facilidad a escala de un tipo particular de reactor nuclear de potencia. 28 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 06 – Fluidos – Hidráulica 29 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 06 – Fluidos - Hidráulica ESTUDIO DE LEYES DE ESCALA TURBLENTAS Y SU VÍNCULO CON PROPIEDAS MACROSCOPICAS DE FLUJOS Tesista: Auliel María Inés Fecha de Admisión al Doctorado: octubre de 2011 Director/Codirector: Guillermo Artana / Pablo Mininni Lugar de Trabajo: Laboratorio de Fluidodinámica, FIUBA Grado de Avance: 20 % Institución que financia el proyecto y código del mismo: CONICET PIP 3303 Becario: Beca de posgrado tipo 1, CONICET. Cargo Docente: Jefe de Trabajos Prácticos, semi-exclusiva, Universidad Nacional de Tres de Febrero, contratado. El fenómeno de la turbulencia tiene una fuerte presencia en flujos industriales. Sin embargo, el estudio numérico de flujos turbulentos en condiciones de interés con valores realistas de los parámetros está fuera del alcance de las supercomputadoras más grandes hasta el momento. La reducción del problema al caso bidimensional permitir obtener soluciones numéricas con parámetros realistas a un menor costo computacional. Cuando se sigue este camino la mayor dificultad reside en la validación experimental de los resultados, ya en que en muchos casos los flujos bidimensionales son de difícil materialización. En este plan de trabajo proponemos realizar un estudio experimental de las propiedades estadísticas de los flujos turbulentos bidimensionales y tridimensionales, con especial énfasis en la caracterización de sus leyes de escala y en el desarrollo de fenómenos impulsivos en el flujo. La configuración experimental para flujos bidimensionales consiste en un túnel de jabón donde la turbulencia se generará con un peine. El campo de velocidades se medirá con las técnicas de velocimetría Schlieren, o Flow Optic y PIV. Además se analizarán las visualizaciones Schlieren con técnicas espectrales Pod Koopman. Se estudiarán las propiedades del flujo en escalas mayores y menores que la escala asociada al mecanismo que genera la turbulencia. Hasta el momento se han obtenido visualizaciones del flujo Schlieren e interferométricas. Se analizaron los espectros de energía a partir del campo de velocidades obtenido por la técnica PIV y se realizó un estudio espectral de la vorticidad. 30 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 06 – Fluidos - Hidráulica MODELADO Y SIMULACIÓN DEL FLUJO DE FRONTERA LIBRE DE FLUIDOS REACTIVOS NO NEWTONIANOS Tesista: Pablo Caron Fecha de Admisión al Doctorado: marzo de 2007 Director/Codirector: Dr. Axel Larreteguy / Dr. Paulo Porta Lugar de Trabajo: Universidad Argentina de la Empresa Grado de Avance: 70% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Universidad Argentina de la Empresa, R12T05. Becario: NO Cargo Docente: Profesor Adjunto, plena, Universidad Argentina de la Empresa, regular. Otro cargo e institución: Muchas piezas poliméricas alcanzan su forma final por el proceso de moldeo por compresión/ transferencia. Este proceso se puede modelar como el flujo de frontera libre de un fluido reactivo no newtoniano. Las características finales de la pieza dependen de las condiciones de llenado del molde, así como del grado de curado. Desde el punto de vista de las aplicaciones industriales, conocer este proceso en detalle, permite no solo establecer estrategias de control sino también estimar parámetros que permitan optimizar el proceso. El objetivo principal de esta tesis es elaborar un modelo matemático del flujo de frontera libre de un fluido reactivo no newtoniano, orientado a la simulación del proceso de moldeo por compresión/ transferencia y la implementación computacional del mismo para su resolución. Se avanzó en la implementación utilizando el método de volúmenes finitos (OpenFOAM©). Actualmente el resolvedor incluye el tratamiento del flujo de Stokes, del dominio móvil, de la transferencia de calor, y de la frontera libre. Se mejoró el modeló para la reacción de curado. El nuevo modelo se basa en la reacción química en lugar de basarse en el comportamiento fenomenológico del curado. Se realizarán ensayos en conjunto con la Dra. L. Quinzani (PLAPIQUI, Bahía Blanca) para determinar los modelos restantes. 31 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 06 – Fluidos - Hidráulica FORMACIÓN DE VÓRTICES POR SUCCIÓN AXIAL EN FLUIDOS ROTANTES Tesista: Alexis E. Nahas Fecha de Admisión al Doctorado: Octubre de 2003 Director/Codirector: Dr. Marcelo F. Piva Lugar de Trabajo: Grupo de Medios Porosos Grado de Avance: 85% Institución que financia el proyecto y código del mismo: ANPCyT PICT 223288. Becario : NO Cargo Docente: JTP dedicación parcial, FIUBA Otro cargo e institución: Asesor Técnico Secretaría de Ambiente y Des. Sust. Se presentarán avances en la validación numérica de los resultados experimentales ya concluidos. Dichos resultados se refieren a la generación y atenuación de vórtices a superficie libre confinados en un recipiente cilíndrico. Se combinan los efectos de un flujo que imprime circulación y otro que retira fluido del centro de la base y lo reinyecta en la periferia. La deflexión de la superficie libre, la formación de una columna vorticosa en el eje, y la erogación del caudal a través de la capa límite rotante del fondo del recipiente, son las propiedades características del flujo en estudio. Los resultados experimentales muestran una estrecha correlación entre el campo de vorticidad del flujo establecido y la presencia de elementos que alteran la rugosidad efectiva de la base del recipiente. Las simulaciones fueron realizadas con OpenFoam y se estudia en detalle el campo de velocidad desarrollado en la capa límite, y la relación entre el espesor de esta capa con el flujo axial saliente del sistema. 32 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 06 – Fluidos - Hidráulica ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DE FLUJOS DE SUSPENSIONES CONCENTRADAS Tesista: Yanina Lucrecia Roht Fecha de Admisión al Doctorado: junio de 2012 Director/ Codirector: Ippolito Irene/ Chertcoff Ricardo Lugar de Trabajo: GMP, FIUBA y FAST, Université de Paris Sud-Orsay. Tesis en cotutela UBA - Université de Paris Sud-Orsay. Grado de Avance: < 5 % Institución que financia el proyecto y código del mismo: Proyecto UBACyT 20020100100798 y proyecto UBACyT 20020100100899. Becario: Peruilh. Cargo Docente: NO Otro cargo e institución: Las suspensiones concentradas son muy buenos modelos que permiten describir diversos flujos complejos. Las pastas granulares en el sentido más amplio, están omnipresentes en nuestra vida cotidiana y en particular en el mundo industrial, por ejemplo en los lodos de perforación de pozos de petróleo. También en la industria agroalimentaria, farmacéutica y cosmética, se presentan bajo diferentes formas y exhiben comportamientos reológicos complejos (existencia de un esfuerzo de corte umbral). Las lavas volcánicas, las avalanchas o las lavas torrenciales pueden ser también descritas groseramente como pastas. El objetivo del trabajo es comprender las leyes que gobiernan el flujo de suspensiones de partículas en geometrías complejas con transporte de solutos y contaminantes, en condiciones de concentraciones altas de partículas. Para ello se hará fluir el material a través de un plano inclinado y/o a través de otro que contenga obstáculos. De esta manera se somete al fluido a diferentes esfuerzos debido a la geometría por la que circula y por lo tanto, se podrá determinar las características reológicas en las distintas situaciones. Pero debido a la complejidad de estos procesos es necesario estudiar que ocurre en un nivel microscópico, para esto se someterá la suspensión densa a un flujo oscilante para poder observar propiedades tales como mezcla y dispersión. De esta manera se estudiará la influencia de las partículas sobre la dispersión de un soluto (colorante) con la variación de la frecuencia y amplitud de oscilación. 33 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 07-Geofísica 34 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 07-Geofísica SIMULACIÓN DE RESPUESTA MAGNETOTELÚRICA EN GEOMETRÍAS 2D Y 3D DEL SUBSUELO. APLICACIÓN A DATOS MEDIDOS RELACIONADOS A RECURSOS NATURALES Tesista: Ana Curcio Fecha de Admisión al Doctorado: Febrero de 2012 Director/Codirector: Dra. Alicia Favetto / Dr. Pablo Jacovkis Lugar de Trabajo: FIUBA. Grado de Avance: <10% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Privada. Becario: No Cargo Docente: No. Otro cargo e institución: No. El método magnetotelúrico emplea la difusión en el interior de la tierra de las ondas electromagnéticas naturales de baja frecuencia a través de la medición de las componentes del campo eléctrico y del campo magnético. En el dominio de la frecuencia, la relación entre los campos se realiza a través del tensor de impedancia magnetotelúrico y la función transferencia entre las componentes vertical y horizontal del campo magnético a la que también se refiere como vectores de inducción. La profundidad de penetración (“skin depth”) aumenta con el período de la señal y la resistividad eléctrica del medio. Si bien la señal natural abarca un amplio el espectro de frecuencias, la amplitud varía y eso hace que el procesamiento de las series temporales tenga un tratamiento especial para las diferentes bandas dependiendo del tipo de ruido presente. Los métodos geoeléctricos permiten discriminar los estratos del subsuelo que, debido a su composición y porosidad, tienen fuertes contrastes en la resistividad eléctrica, permitiendo asociar modelos de resistividad eléctrica con datos obtenidos por otras fuentes, y dado que el método magnetotelúrico es adecuado para describir la estructura a profundidades desde decenas de metros a cientos de kilómetros, puede asegurar que la interpretación contempla también las propiedades eléctricas de la estructura más profunda. El interés del método magnetotelúrico en aplicaciones relacionadas con recursos naturales: minería, hidrocarburos, agua, etc. ha hecho que la metodología muestre grandes avances en las interpretaciones como en procesamiento de los datos, la evaluación de las distorsiones que producen las anomalías superficiales, la determinación de la dimensionalidad y el consiguiente modelado. Esta tesis comprende la simulación numérica de estructuras 2D y 3D para aplicaciones de estudios de recursos naturales en todo el rango de profundidades. Resumidamente se desarrollará: En una primera etapa, un estudio teórico y programas numéricos que permitan evaluar situaciones teóricas especiales, típicas en los estudios de zonas conductividad elevada donde la validez de la interpretación es aún incierta, y los efectos de borde, sobre todo áreas de influencia de conductores fuera de la zona de medida o en profundidad. La planificación de un trabajo de campo, puesta a punto del equipamiento nuevo que amplía el rango de periodos en el registro de los campos, el procesamiento de series temporales pasando al dominio de la frecuencia, la determinación de la dimensionalidad de la estructura y utilizar métodos inversos para hallar un modelo geoeléctrico a partir de los datos magnetotelúricos. También se propone asociar los modelos de la resistividad eléctrica con datos obtenidos por otras fuentes, y el desarrollo de códigos de inversión 3D e inversiones conjuntas con métodos sísmicos de prospección. 35 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 08 – Gestión Industrial 36 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 08 – Gestión Industrial DESARROLLO DE UNA MULTIMETODOLOGIA RESULTANTE DE LA COMBINACIÓN DE MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN OPERATIVA SOFT Y HARD, APLICABLE A ORGANIZACIONES PRODUCTIVAS O DE SERVICIOS Tesista: María Alejandra Castellini Fecha de Admisión al Doctorado: Octubre de 2010 Director/Codirector: Ing. Horacio Rojo / Dra. Mischel Carmen Neyra Belderrain Lugar de Trabajo: Departamento de Gestión – FIUBA. Facultad de Ingeniería- Universidad Nacional de Salta- Salta. Grado de Avance: 40% Institución que financia el proyecto y código del mismo: -Becario: NO Cargo Docente: Profesor Titular dedicación exclusiva, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Salta, regular Otro cargo e institución: Ayudante de 1ª ad honorem, Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires. Las multimetodologías en Investigación Operativa (IO), resultan de la combinación de metodologías IO soft (modelos no matemáticos) y de modelos IO hard (modelos matemáticos). Las primeras permiten estructurar problemas caracterizadas por objetivos no claros, múltiples involucrados con intereses diversos, como son en general las situaciones problemáticas de la realidad y en particular las organizacionales, objeto de este trabajo. Los modelos IO hard, aportan herramientas para la optimización de problemas. La combinación de ambas, multimetodologías, aprovecha las ventajas de ambas, favoreciendo un tratamiento más integral de las situaciones problemáticas de la realidad, al optimizar problemas convenientemente estructurados. El objetivo planteado es: Proponer multimetodología/s IO que combinen métodos IO soft y hard, aplicables al planeamiento estratégico y táctico en pequeñas organizaciones productivas o de servicios, interactuando con ellas en la aplicación de estas multimetodologías (que actualmente no utilizan o lo hacen de una manera acotada) en situaciones reales concretas, poniéndolas a su disposición para la planificación, ejecución y control de sus actividades. En cuanto a los resultados, hasta el momento se han aplicado, desde 1995, modelos IO hard en 120 micro y pequeñas organizaciones en la Provincia de Salta y en relación a las metodologías soft se han entrevistado a 35 organizaciones desde el comienzo de la tesis, en octubre de 2010, existiendo predisposición al trabajo conjunto y consecuente desarrollo de una multimetodología. Se han desarrollado dos multimetodologías, en una pequeña organización de la industria alimenticia en Salta y en una organización distribuidora de alimentos en la ciudad de San José dos Campos, Brasil. 37 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 08 – Gestión Industrial DESARROLLO DE UN SISTEMA DE TRANSFERENCIA DE TECNOLOGÍAS DE GESTIÓN INDUSTRIAL DESDE EL SISTEMA PÚBLICO DE I+D HACIA EL ENTRAMADO PRODUCTIVO NACIONAL Tesista: Ing. Luciano J. Cianci Fecha de Admisión al Doctorado: Mayo de 2012 Director/Codirector: Ing. Horacio Rojo / Ing. Roberto Zubieta Lugar de Trabajo: Departamento de Gestión, FIUBA. Grado de Avance: 6% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Becario: Beca Peruilh - FIUBA Cargo Docente: NO Otro cargo e institución: NO El presente trabajo de investigación se inscribe en un programa más amplio, denominado PIUBAD (Programa Interdisciplinario de la UBA para el Desarrollo), el cual busca formular propuestas integradas para el desarrollo nacional, en el plano industrial, agropecuario y de los servicios y obras públicas. Dentro de dicho programa, se enmarca en el área denominada ‘herramientas transversales de promoción industrial’. Específicamente, el objetivo principal de este trabajo es definir un sistema que permita optimizar, ampliar el alcance y mejorar la focalización de las prácticas públicas de apoyo al desarrollo competitivo de las empresas en Argentina, en particular las Pymes. Dicho sistema se basará principalmente en el uso de la herramienta denominada ‘Indice de Competitividad Productiva’ la cual permite estudiar los niveles de competitividad en las empresas, en sus diferentes áreas y funciones, detectando brechas específicas. En cuanto a los avances realizados hasta la fecha, se ha recopilado, analizado y resumido bibliografía correspondiente a experiencia nacional e internacional seleccionada en materia de desarrollo económico-tecnológico-productivo (incluyendo procesos de transferencia o apropiación de tecnología). También se comenzó con la fase preliminar de relevamiento de las prácticas vigentes actualmente en el campo de interés en Argentina, lo cual será profundizado en los meses sucesivos. 38 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 08 – Gestión Industrial ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE PYMES DE LA REGIÓN NOA: FORMAS DE GESTIÓN ESTRATÉGICA Y TECNOLÓGICA; SU VINCULACIÓN CON CENTROS DE INVESTIGACIÓN UNIVERSITARIOS Tesista: Ing. Ana Daniela Viera Fecha de Admisión al Doctorado: Agosto de 2011 Director/Codirector: Dr. Ing. Anibal Cofone Lugar de Trabajo: FIUBA Grado de Avance: 30% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Becario Beca AVG Tipo I, período: 3/3/2011 al 31/3/2013, CONICET. Cargo Docente Auxiliar Docente de primera categoría, dedicación simple, Universidad Nacional de Salta, interino Otro cargo e institución: NO Desde sus inicios las universidades realizan actividades de vinculación con la sociedad y sus entornos productivos. Recientemente esta actividad ha tomado mayor importancia y se ha tornado en un esfuerzo consciente para gestionar una relación de mutuo beneficio entre los centros generadores de conocimiento y el sistema económico productivo. Esta perspectiva requiere del análisis de los procesos involucrados en la transferencia y de las condiciones deseables en los actores: universidad, empresa, gobierno. El objetivo de la Tesis es el análisis de modelos o mecanismos de creación, ayuda y soporte de PyMEs y emprendimientos del sector productivo de la región NOA (Noroeste Argentino) y, particularmente, de la provincia de Salta, específicamente desde el rol de la universidad pública como institución con capacidad de generar conocimiento útil, transferible y aplicable al medio en el que se encuentra inserta. A la fecha se ha conseguido un conocimiento acabado de la problemática en las relaciones de intercambio universidad-empresa a través de cursos de posgrado y visitas a sectores encargados de vinculación (ya sea en universidades o en empresas) y se ha podido realizar una revisión de la bibliografía al respecto a nivel nacional e internacional. Por otro lado, se han conducido algunas entrevistas exploratorias en la capital de la provincia de Salta, tendientes a detectar los organismos de interés en ese lugar. 39 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 09 - Informática 40 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 09 - Informática PERFORMANCE DE SISTEMAS DISTRIBUIDOS P2P SOBRE REDES COMPLEJAS Tesista: Mariano Gastón Beiro Fecha de Admisión al Doctorado: Diciembre de 2008 Director/Codirector: Dr. Ing. José Ignacio Alvarez-Hamelin Lugar de Trabajo: Grupo de Redes Complejas y Comunicación de Datos, Dpto. de Electrónica, FIUBA. Grado de Avance: 85% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACyT 2010-2012 (20020090200119) Becario: Beca Peruilh, FIUBA, Diciembre 2011- Noviembre 2012 Cargo Docente: Ayudante Primero - dedicación parcial – FIUBA - Regular Otro cargo e institución: NO En la presente tesis se busca entender la estructura de los Sistemas Complejos en general, centrando la atención sobre Internet en particular. Se utilizan herramientas de la Teoría de Grafos para modelar estos sistemas en términos de redes complejas, y herramientas de la Física Estadística para entender las características macroscópicas (a nivel de toda la red) de fenómenos microscópicos (a nivel de los nodos) de naturaleza estocástica. Bajo este esquema, se estudian propiedades como la conectividad de la red, el flujo de información y la formación de comunidades. El conocimiento de estas propiedades estructurales permite entender el funcionamiento de los sistemas, explicar el denominado “comportamiento emergente” y, en el caso particular de las redes de datos, desarrollar algoritmos de ruteo y sistemas distribuidos que aprovechen la estructura de la red para obtener una mayor performance. Hasta el presente, he explicado la conectividad en Internet y he desarrollado un método de descubrimiento de comunidades. Ambos son enfoques novedosos, y los he comparado con métodos anteriores. Por último, en sistemas complejos de gran escala es útil generar visualizaciones centradas en una propiedad estructural específica. He desarrollado dos herramientas de visualización que se centran en las propiedades que estudié. 41 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 09 - Informática EXTRACCION Y GESTION DE CONOCIMIENTO DE PROYECTOS DE SOFTWARE Tesista: Fernando Carlos Federico Fecha de Admisión al Doctorado: Mayo de 2012 Director/Codirector: Dr. Juan M. Ale Lugar de Trabajo: Laboratorio de Informática de Gestión, FIUBA. Grado de Avance: <5% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Becario: NO Cargo Docente: NO Otro cargo e institución: NO Las especificaciones funcionales de software son usualmente documentadas por analistas de requerimientos en Sistemas de Administración de Proyectos (SAP) mediante el uso de lenguaje natural. Las mismas son carentes de una estructura formal, por lo cual acceso al conocimiento funcional de un proyecto resulta complejo mediante el uso de los mecanismos de búsqueda propuestos por estos sistemas. La falta de acceso al conocimiento funcional promueve la pérdida del conocimiento y en consecuencia la aparición de fallas en el producto de software. Esta tesis tiene como objetivo definir: 1.-Una Ontología para el almacenamiento del conocimiento funcional. 2.-Una arquitectura para el procesamiento de especificaciones funcionales definidas en lenguaje natural escrito. 3.-Un motor de búsqueda que permita acceder a información categorizada de forma ágil y precisa. 4.-Un Answering Question System que utilice los puntos mencionados anteriormente, para asistencia a Desarrolladores, QAs y analistas de requerimientos. Finalmente, el trabajo se encuentra en una etapa inicial, se ha desarrollado un sistema que recolecta las especificaciones funcionales de un proyecto, parsea sintácticamente los textos y extrae de los mismos las estructuras semánticas mas relevantes. Asimismo se están evaluando diversos algoritmos de extracción de palabras claves. 42 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 09 - Informática RECONOCIMIENTO DEL HABLANTE DISTINTIVOS DE LARGO PLAZO EMPLEANDO RASGOS Tesista: Pedro N. R. Univaso Fecha de Admisión al Doctorado: Abril de 2010 Director/Codirector: Ing. Jorge Gurlekian / Dr. Juan M. Ale Lugar de Trabajo: Laboratorio de Investigaciones Sensoriales, INIGEM, UBA-CONICET Grado de Avance: 50% Fuente de financiamiento: PID 35891 otorgado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología El reconocimiento de hablantes tiene como objetivo determinar la identidad de una persona a partir de su voz y requiere que el hablante emita frases de prueba, se hagan mediciones características de las mismas y finalmente se compute la distancia entre el vector de mediciones y el vector de referencia almacenado. La presente tesis se focaliza en aplicaciones forenses y tiene como objetivo la incorporación de rasgos temporales de habla de largo plazo de manera de mejorar la performance de los sistemas de reconocimiento clásicos. La importancia del proyecto radica en la contribución que recibirán las instituciones del Poder Judicial y otros organismos públicos y privados dedicados a la actividad forense. La nueva metodología desarrollada se focaliza en la identificación de hablantes empleando información fonémica. Para ello se emplea un sistema de reconocimiento de habla basado en modelos ocultos de Markov (HMM) que extrae información acústica de los fonemas como parámetros de identidad de hablante. La principal contribución consiste en el empleo de un alineamiento forzado de las emisiones y sus transcripciones, lo cual es compatible con lo requerido en el ambiente forense. Esta metodología que incluye la intervención manual (transcripciones) es posteriormente combinada con la metodología clásica de reconocimiento de hablantes basada en modelos de mezclas gaussianas (GMM) lográndose una mejora en los resultados obtenidos. Se realizaron experimentos a partir de una base de datos de datos de 136 hablantes de la Argentina obtenidos de comunicaciones de telefonía fija para dos condiciones: primero, usando la misma sesión de grabación y canal para las emisiones del sospechoso y la evidencia y segundo agregándole ruido de balbuceo (babble noise) a la evidencia para simular diferentes canales. Los resultados para la condición ideal mostraron una reducción en la tasa de error del 68% con respecto al sistema GMM de base. La diferencia a favor del HMM con alineamiento forzado con respecto al GMM se mantuvo para diferentes relaciones de señal-ruido. 43 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 10 – Ingeniería Civil 44 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 10 - Ingeniería Civil ESTIMACIÓN DEL LÍMITE DE PERCOLACIÓN DEL AGUA LÍQUIDA Y DE GASES EN MATERIALES COMPUESTOS BASE CEMENTO POR TÉCNICAS NO DESTRUCTIVAS Tesista: Pablo Joel Doisenbant Fecha de Admisión al Doctorado: Marzo de 2011 Director/Codirector: Dr. Luis Fernandez Luco Lugar de Trabajo: Laboratorio de Materiales y Estructuras Grado de Avance: 50% Institución que financia el proyecto y código del mismo: FONCyT-FIUBA (07/2010-07/20214) Becario: FONCyT Cargo Docente: Ayudante ad honorem Estructuras Metálicas I, FIUBA Otro cargo e institución: No. Para la evaluación in situ de la calidad del recubrimiento mediante métodos no destructivos, aspecto clave de la durabilidad de estructuras de hormigón armado, se emplean métodos que valoran la capacidad de transporte de gases, fluidos y la conductividad electrolítica. Las medidas dependen fuertemente del grado de saturación y se plantea por hipótesis que esto está vinculado a los límites de percolación del agua líquida y gases en la red de poros capilares, que podrían ser próximos en una escala de grado de saturación. Para intentar determinar este límite, se usarán técnicas no destructivas combinadas en hormigones acondicionados hasta alcanzar condiciones estacionarias de humedad. Después de seleccionar los materiales y diseñar las mezclas, se prepararon de hormigones en escala de laboratorio y hormigones "reales", con muestras de hormigón elaborado, curados hasta alcanzar una estructura capilar estable para desacoplar fenómenos de hidratación. Luego, se acondicionaron por secado muestras aserradas, secado que se siguió con diferentes técnicas (control de masa, medida de la resistividad eléctrica, medida con un instrumento comercial basado en la impedancia eléctrica).En la actualidad, se está iniciando las medidas de permeabilidad al aire y conductividad eléctrica por técnicas variadas. 45 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 10 - Ingeniería Civil PREDICCIÓN ANALÍTICA, EFECTOS, MITIGACIÓN Y LÍMITES DE ACEPTACIÓN DE LAS VIBRACIONES EN VIVIENDAS ORIGINADAS POR LA ACTIVIDAD HUMANA Tesista: Juan Martín Mussat Fecha de Admisión al Doctorado: Junio de 2011 Director/Codirector: Dr. Raúl Bertero Lugar de Trabajo: Laboratorio de Dinámica de Estructuras Grado de Avance: 20% Institución que financia el proyecto y código del mismo: FIUBA Becario: Beca Peruilh Cargo Docente: No. Otro cargo e institución: No. Algunas actividades humanas, tales como: a) el movimiento sincronizado del público, b) las vibraciones debidas al tránsito, c) las vibraciones debido a actividades de construcción, d) las vibraciones debido a la acción de máquinas alternativas y rotativas, y e) las vibraciones debidas a ondas sonoras, se transmiten a través del terreno y generan vibraciones en las estructuras, edificios e instalaciones que han sido motivo de innumerable reclamos, conflictos y juicios de enormes consecuencias económicas. Este proyecto de investigación propone construir uno o varios modelos físico-matemáticos capaces de predecir las vibraciones con origen en las actividades humanas mencionadas y determinar las principales variables involucradas cuyo conocimiento y medición resulta imprescindible. Mediante un programa de mediciones en estructuras reales y en mesa vibradora se verificarán y ajustarán los modelos analíticos propuestos previamente. Finalmente se desarrollará un conjunto de recomendaciones para: a) la caracterización como acción dinámica de las distintas actividades humanas, b) la predicción de su transmisión a través del terreno y de la estructura, c) la predicción de la respuesta de las instalaciones y componentes no estructurales a las vibraciones, d) las posibles medidas de mitigación y e) los límites que podrían considerarse como admisibles para la seguridad de las instalaciones y el confort de sus habitantes. 46 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 10 - Ingeniería Civil MODELACIÓN DEL SOMETIDOS A LA AGRESIVOS ENVEJECIMIENTO DE HORMIGONES ACCIÓN DE MEDIOS QUÍMICAMENTE Tesista: Marianela Ripani Fecha de Admisión al Doctorado: Diciembre de 2009 Director/Codirector: Dr. Guillermo Etse Lugar de Trabajo: Laboratorio Materiales y Estructuras. FIUBA. Grado de Avance: 60% Institución que financia el proyecto y código del mismo: CONICET Becario: CONICET - Beca Tipo I Cargo Docente: No. Otro cargo e institución: No. En un principio, el tema abordado en esta tesis se vinculaba específicamente con el ataque químico que el medio ambiente pudiera ocasionar en estructuras civiles de hormigón, más concretamente, con la degradación por carbonatación. Para ello y en base a una extensa búsqueda bibliográfica sobre los efectos de la carbonatación en el hormigón y los modelos existentes para representarlos, se estudió la posibilidad de incluir un parámetro de degradación química que afecte las leyes de endurecimiento-ablandamiento del material y en base a esa premisa se llegó a la conclusión de que varios procesos de degradación en el hormigón podían representarse de manera similar, incluso la deshidratación de la pasta de cemento por efecto de las altas temperaturas. A partir de tal conclusión se decidió enfocar los trabajos de tesis en la degradación química del hormigón por efecto de las temperaturas elevadas (entre 200ºC y 700ºC) ya que éstas provocan un deterioro de mayor relevancia en la resistencia mecánica, frente al que pudiera ocasionar la carbonatación. Finalmente, los trabajos de esta tesis están orientados a la definición e implementación numérica de un modelo constitutivo no local, termodinámicamente consistente, capaz de representar los efectos que las altas temperaturas provocan en el comportamiento mecánico del hormigón. 47 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 10 - Ingeniería Civil DISEÑO SÍSMICO DE MUROS DE H°A° SOMETIDOS A ACCIONES SÍSMICAS DE GRAN INTENSIDAD Tesista: Alejandro Verri Kozlowski Fecha de Admisión al Doctorado: Noviembre de 2009 Director/Codirector: Dr. Raúl Bertero Lugar de Trabajo:Laboratorio de Dinámica de Estructuras,FIUBA Grado de Avance:50% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Becario: No Cargo Docente: No. Otro cargo e institución: No. El diseño sísmico de muros de Hormigón Armado es un problema complejo de diseño basado en la performance donde se requiere el conocimiento previo de la respuesta inelástica de la estructura para una correcta elección de parámetros de diseño del muro que controlan la respuesta dinámica global. La interacción no-lineal se manifiesta particularmente en los muros de corte pertenecientes a edificios altos sometidos a sismos de gran intensidad, donde se verifican fenómenos de fuerte localización de daño, con deslizamiento, pandeo local y alargamiento plástico de barras de armadura, fenómenos de interacción entre esfuerzos axiales y cortantes cíclicos debido a deformaciones plásticas acumuladas en las armaduras, y fenómenos de interacción debidos a la no-linealidad geométrica de la estructura. En este trabajo de investigación, se propone una serie de modelos analíticos y numéricos para la simulación numérica y predicción del comportamiento mecánico inelástico de muros de hormigón armado sometidos a acciones sísmicas de gran intensidad, juntamente con metodologías y formulaciones analíticas específicas para el diseño sísmico basado en la performance considerando el daño localizado. El trabajo de investigación se encuentra actualmente en las etapas finales del estudio del estado del arte en la predicción de la respuesta dinámica no-lineal y el diseño sísmico de muros de HºAa e iniciando las etapas de formulación de elementos finitos de junta (2D) de respuesta inelástica del macro-elemento. 48 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 11 – Ingeniería del medio ambiente 49 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 11 - Ingeniería del Medio Ambiente EMPLEO DE DISPERSIONES POLIMÉRICAS EN REACTORES PARA TRATAMIENTO DE EFLUENTES INDUSTRIALES Tesista: Néstor Caracciolo Fecha de Admisión al Doctorado: Marzo de 2009 Director/Codirector: Dra. Susana Boeykens / Dra. Cristina Vázquez Lugar de Trabajo: Laboratorio Química de Sistemas Heterogéneos Grado de Avance: 85% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACyT 2010-2012. 20020090100102 Becario: No Cargo Docente: Profesor Adjunto simple regular/ JTP exclusiva interino, FIUBA. Otro cargo e institución: No. Se propone el estudio de la utilidad de las dispersiones poliméricas en reactores para tratamiento de efluentes industriales líquidos, capaces de retener contaminantes. El estudio de estos fenómenos de retención, proveerá las bases de nuevas tecnologías para la remediación de la contaminación y recuperación de metales. Se estudiaron las matrices de Scleroglucano (polar con puentes de hidrógeno), Xanthano (polielectrolito aniónico) y POE (baja polaridad) mediante la técnica de Dispersión de Rayos X de Bajo Ángulo, con el objeto de determinar un rango óptimo de concentraciones para la retención. Se evaluó la velocidad de transporte de las especies iónicas ZrO2+, Cu2+, Zn2+, Br-, Cr3+ y CrO42- a través de distintas dispersiones de los tres polímeros entre 500 y 10000ppm con la técnica de micro-Fluorescencia de Rayos X, obteniéndose funciones que representan la habilidad de dichas especies para moverse en la dispersión. Sobre la base de estos datos se planificaron y llevaron a cabo experiencias de laboratorio en reactores de mezcla completa (TAD) y flujo en pistón (TUB), en el Laboratorio de Química de Sistemas Heterogéneos, desarrollándose un mecanismo de diseño de reactores tubulares para la retención de contaminantes. 50 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 11 - Ingeniería del Medio Ambiente DESARROLLO DE UN BIO-REACTOR PARA LA AUTOGESTIÓN DOMICILIARIA DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS ORGÁNICOS Tesista: Carlos Alejandro Falcó Fecha de Admisión al Doctorado: Diciembre de 2007 Director/Codirector: Dra. Susana Boeykens / Dra. María del Carmen Tortorelli Lugar de Trabajo: Laboratorio Química de Sistemas Heterogéneos Grado de Avance: 70% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACyT 2010-2012. 20020090100102 Becario: No Cargo Docente: No. Otro cargo e institución: Presidente Fundación Enlaces para el Desarrollo Sustentable Se propone estudiar los aspectos tecnológicos y operativos asociados a la instalación de bioreactores para la autogestión domiciliaria de Residuos Sólidos Urbanos Orgánicos. Es importante que, entre otros muchos elementos, el ciudadano común pueda contar con métodos y herramientas adecuadas para realizar, sencilla y adecuadamente, acciones de racionalización, reducción, reutilización y reciclado de sus propios residuos. En este contexto reside la utilidad de generar alternativas de tratamiento para los residuos domiciliarios. Se construyó un bioreactor prototipo modular de plástico, que nos permitió hacer pruebas con distintos tamaños de cámaras (etapas), la forma en que éstas se comunican, regular el flujo, el régimen de agitación, la inclinación, el tiempo de estabilización. Se varió el tipo y la cantidad de alimentación, se relevaron las variaciones de temperatura, pH, biota, olores y la presencia de vectores. Con el diseño optimizado, se construyó el biodigestor en acero inoxidable, con sistema electromecánico de rotación, regulación de velocidad, automatismo de encendido y apagado, se desarrolló un software específico para la recepción y registro automático del peso y monitoreo manual de pH, T, humedad y comentarios. Este reactor se encuentra actualmente funcionando para digerir todos los residuos orgánicos de una familia tipo al ritmo de su generación, el compost resultante es monitoreado en cuanto a su calidad y madurez. 51 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 11 - Ingeniería del Medio Ambiente EMPLEO DE BIOMASA DE MACRÓFITAS EN REACTORES PARA LA REMOCIÓN DE METALES PESADOS DE EFLUENTES ACUOSOS Tesista: Andrea Saralegui Fecha de Admisión al Doctorado: Junio de 2011 Director/Codirector: Dra. Susana Boeykens / Dra. Alicia Fernández Cirelli Lugar de Trabajo:Laboratorio Química de Sistemas Heterogéneos. Grado de Avance:<5% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACyT 2010-2012. 20020090100102 Becario: No Cargo Docente: Ayudante de 1ra. Regular, FIUBA Otro cargo e institución: JTP interino Dpto. Ing. Naval, FIUBA y Profesor Adjunto Interino, Universidad Nacional de Lanús. El objetivo de esta tesis es estudiar la influencia de la biomasa provista por macrófitas en procesos de transferencia de masa selectiva, con la finalidad de aplicar estos conocimientos en el diseño de reactores para tratamiento y recuperación de efluentes industriales líquidos. La captación de los metales por las macrófitas se establece mediante variados mecanismos según sea el diseño del experimento. El uso de las macrófitas muertas y desecadas tiene ventajas por su eficiencia en detoxificación de efluentes diluidos: minimiza el volumen de químicos o barros biológicos a ser dispuestos, no requiere nutrientes, no depende de las condiciones climáticas, tiene bajo costo, fácil conservación, transporte y manejo. Además, su uso en reactores presenta la ventaja de requerir un espacio reducido, óptimo control en la variación de los parámetros de optimización del proceso y posibilidad futura de proyección a escala industrial. Hasta el momento, se ha logrado avanzar en los aspectos relacionados con la recolección de diferentes especies de macrófitas autóctonas, el estudio de las condiciones de su cultivo, crecimiento en laboratorio, secado y tamizado. En el próximo año, se efectuará la caracterización de la biomasa obtenida y se comenzarán a realizar los ensayos en reactores de laboratorio. 52 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 12 – Ingeniería Mecánica y Robótica 53 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 12 - Ingeniería Mecánica y Robótica MODELADO NUMÉRICO EN PROBLEMAS DE FLUIDOS EXPLOSIVOS Tesista: Ing. Javier Garibaldi Fecha de Admisión al Doctorado: Abril de 2008 Director/Codirector: Dr. Mario Storti / Dr Rodrigo Paz Lugar de Trabajo: CITEDEF / CIMEC Grado de Avance: 30% Institución que financia el proyecto y código del mismo: NO Becario: NO Cargo Docente: NO Otro cargo e institución: Jefe de División Técnica y Experiencias – DSA – CITEDEF El objetivo general de esta tesis es modelar numéricamente el proceso de combustión, en régimen de deflagración, con eventual extensión al detonante, de fluidos en medios geométricamente complejos. En particular, se desea profundizar en modelos que contemplen la interacción entre el frente de llama y la turbulencia del flujo generada por objetos de pequeña escala relativa a la global del análisis. Los objetivos planteados incluyen elegir un submodelo de combustión, instrumentar numéricamente modelos para la combustión en régimen de deflagración sobre geometrías unidimensionales, con simetría de revolución y tridimensionales, comparar resultados contra información de origen bibliográfico para ajustar el modelo y realizar luego un ensayo experimental propio. Los principales resultados obtenidos han sido la elección del software PETSc-FEM para la resolución general del problema de fluidodinámica asociado (Ecuaciones de Navier-Stokes para flujo compresible turbulento según el modelo LES/Smagorinky) y los estudios de alternativas en el submodelo de combustión: por la técnica de seguimiento del frente de llama (Ecuación G) o por filtrado Favre de la ecuación de balance para una variable de progreso. 54 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 14 – Materiales y Nanotecnología 55 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología DESARROLLO DE UN SUPERMICROSCOPIO Tesista: Francisco Balzarotti Fecha de Admisión al Doctorado: Mayo de 2007 Director/Codirector: Oscar E. Martinez Lugar de Trabajo: Lab. de Electrónica Cuántica, FCEN, UBA Grado de Avance: 80% Institución que financia el proyecto y código del mismo: NO Becario: NO Cargo Docente: NO Otro cargo e institución: NO En este trabajo se presenta una novedosa técnica de litografía de polimerización óptica en el rango visible que tiene como objetivo la construcción de diversos dispositivos fotónicos: nanoantenas, cristales fotónicos, guías plasmónicas, metamateriales, etc. cuyos tamaños característicos se encuentran por debajo del límite de difracción óptico. Implementar un método de fabricación que sea también óptico resultaría de gran impacto por tener un costo sensiblemente menor al de las técnicas estándar, ya que no precisa de grandes instalaciones. La polimerización del material de aporte es iniciada mediante la transferencia de energía de una molécula fluorescente que absorbe un fotón. Se ha demostrado que el efecto de un mecanismo no lineal asociado a la percolación superficial del polímero es lo que permite superar el límite de difracción. Se han construido estructuras de alturas desde las decenas de nanómetros hasta los micrones, con una resolución lateral 2,5 veces menor a la cintura del haz que realiza el grabado, llegando a valores menores a 100nm. Se ha estudiado también el proceso en función de parámetros como la longitud de onda de trabajo, la intensidad de luz, el tiempo de exposición y la viscosidad y concentración de la solución, caracterizando la dinámica del proceso. 56 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología SOLDADURA DE ACEROS AVANZADOS PARA ALTA TEMPERATURA: PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA, COMPOSICIÓN QUÍMICA, MICROESTRUCTURA Y PROPIEDADES MECÁNICAS Tesista: Ariel A. Burgos Fecha de Admisión al Doctorado: Octubre de 2011. Director/Codirector: Lic. Estela S. Surian, / Dr. Hernán G. Svoboda Lugar de Trabajo: Laboratorio Materiales y Estructuras, Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires y Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Lomas de Zamora Grado de Avance: 20 % Institución que financia el proyecto y código del mismo: PICT 2010 Nº 0110 Becario: NO Cargo Docente: JTP - dedicación exclusiva - Facultad de Ingeniería Universidad Nacional de Lomas de Zamora - Interino. Otro cargo e institución: NO Las aleaciones 9Cr se caracterizan por presentar altas resistencias al creep y a la corrosión, siendo utilizadas mayormente en aplicaciones que necesitan conducir vapor a muy alta temperatura. Su demanda proviene principalmente de la industria de generación termoeléctrica, y uno de sus aspectos más relevantes es su soldabilidad, debido a que sus equipos e instalaciones son de construcción soldada. En esta tesis se estudian los fenómenos y transformaciones relacionados con la influencia de la composición química del consumible y de los tratamientos térmicos post soldadura sobre las propiedades del metal depositado mediante el proceso Flux Cored Arc Welding (FCAW) con alambres tubulares experimentales, siendo el principal objetivo la optimización de su desarrollo para su futura utilización en campo. Al momento, se soldaron 8 (ocho) cupones de metal de aporte puro utilizando electrodos con núcleo de fundente de composición química básica semejante, pero con distintos niveles de B. Se encontraron microestructuras martensíticas con algunas singularidades en las fases precipitadas en borde de grano. La microdureza mostró ser levemente mayor en las muestras que contenían 20 ppm de B, y se realizaron ensayos de tenacidad a temperatura ambiente y de tracción a temperatura elevada en muestras con diferentes tratamientos térmicos post soldadura. 57 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología SENSORES QUÍMICOS BASADOS EN VIDRIOS CALCOGENUROS Tesista: Juan Manuel Conde Garrido Fecha de Admisión al Doctorado: Octubre 2007 Director/Codirector: Dra. María Andrea Ureña / Dra. Bibiana Arcondo Lugar de Trabajo: Laboratorio de Sólidos Amorfos, Dto. de Física, FIUBA, (INTECIN) Grado de Avance: 95 % Institución que financia el proyecto y código del mismo: U.B.A. UBACYT 2010-2013 20020090100120 / CONICET 2010-2012 PIP: 141 Becario: NO Cargo Docente: JTP - dedicación exclusiva – FIUBA - Interino. Otro cargo e institución: NO Los vidrios calcogenuros (base S, Se o Te) con metales en su composición (en particular Ag y Sb) son unos de los materiales más promisorios para ser utilizados como membranas sensitivas en el desarrollo de sensores químicos selectivos de iones metálicos en solución (Cu2+, Pb2+, Cd2+, Hg2+, etc). Actualmente uno de los objetivos más importantes en la tecnología de sensores químicos es la microfabricación de elementos sensores y la introducción de arreglos de microelectrodos utilizando la tecnología de los circuitos integrados. Los vidrios calcogenuros debido a la gran capacidad para amorfizar tanto en volumen como en película delgada mediante distintas técnicas de deposición, resultan especialmente aptos para dicha aplicación. Los objetivos de la tesis consisten en estudiar sensores químicos basados en membranas sensibles de vidrios calcogenuros tanto en volumen como en películas delgadas obtenidas mediante la técnica de deposición por ablación láser. En dicho estudio caracterizaré a los materiales fisicoquímicamente, estudiaré sus propiedades sensoras (sensibilidad, selectividad y estabilidad) y e investigaré los mecanismos básicos de sensado. Los resultados obtenidos hasta el momento prueban que el sistema Ge-Se-Ag con o sin metales agregados demostraron ser aptos para su utilización como sensores electroquímicos de iones Cu2+, Ag+ y Fe3+ incluso en bajas concentraciones. 58 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología SÍNTESIS DE NUEVOS POLÍMEROS A PARTIR DE COMPUESTOS HETEROCÍCLICOS COMO POSIBLES CONDUCTORES Tesista: Enrique De la Horra Fecha de Admisión al Doctorado: Junio de 2006 Director/Codirector: Dra. Norma B. D’Accorso / Dra. Silvia E. Jacobo Lugar de Trabajo: Laboratorio de Química Orgánica y Laboratorio de Materiales Electrónicos (LAFMACEL), FIUBA. Grado de Avance: 90% (etapa de escritura) Institución que financia el proyecto y código del mismo: Proyecto UBACyT 2011-2014. Becario: NO. Cargo Docente: Profesor Adjunto - FIUBA - Regular Otro cargo e institución: JTP - dedicación Semiexclusivo – FIUBA. Los conductores intrínsecos son materiales poliméricos cuyas moléculas son capaces de conducir la electricidad dado que poseen una distribución de dobles enlaces C=C conjugados, pero la presencia de heteroátomos con pares electrónicos no compartidos le confiere posibilidades adicionales. Muchas de estas moléculas tienen propiedades de semiconductores orgánicos y un futuro muy promisorio en nuevos dispositivos para electrónica. Los objetivos planteados son: 1- Síntetizar nuevos polímeros a partir de compuestos heterocíclicos (3-amino-1,2,4-triazol (amizol)) y evaluación de sus propiedades como conductor y semiconductor. 2- Los polímeros resultantes fueron caracterizados por métodos espectroscópicos (RMN-13C, IR, UV) y térmicos (DSC, TG, DTA). 3- Se evaluaron el posible mecanismo de conducción en los mismos en función de la temperatura (300K-410K). Los resultados obtenidos son: 1- Se obtuvo un nuevo polímero que fue caracterizado espectroscópicamente. Se determinaron las curvas de absorbancia (UV-visible) de soluciones del polímero en medio ácido (HCl 0,1M), medio básico (NaOH 0,1M) y medio neutro (agua), en el rango 200-900nm. 2- El polímero obtenido fue caracterizado por espectrometría infrarroja (FT-IR), de masas, y RMN. 3- Resultados confirman su carácter como semiconductor eléctrico logrando conductibilidad del orden 10-4 S/cm. 4- Se determinó el comportamiento con la temperatura y su conductividad aumento típico comportamiento de un semiconductor. 5-Se estudió la aplicación del polímero resultante como indicador ácido-base en una titulación de un ácido fuerte con base fuerte. 59 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología SOLDADURA DE PIEZAS METÁLICAS POR DIFUSIÓN EN UNA FASE LÍQUIDA TRANSITORIA Tesista: Nicolás Di Luozzo Fecha de Admisión al Doctorado: Abril de 2009 Director/Codirector: Dr. Marcelo Fontana / Dra. Bibiana Arcondo Lugar de Trabajo: Laboratorio de Sólidos Amorfos, FIUBA. Grado de Avance: 60 %. Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACyT 20020100100468 Becario: Beca Peruilh, FIUBA. Cargo Docente: Ayudante de Primera - dedicación simple – FIUBA Interino. Otro cargo e institución: NO La soldadura por difusión en una fase líquida transitoria (DFLT) involucra tres etapas principales: licuefacción del material de aporte y disolución en el material base, solidificación isotérmica de la fase líquida y homogenización del soluto. Básicamente las soldaduras se llevan a cabo colocando, entre las piezas a soldar, material de aporte en forma de láminas amorfas – con un espesor ~ 25 µm, de una aleación de composición adecuada y punto de fusión inferior al de las piezas a unir. Las piezas son mantenidas juntas, con la aplicación de presión, y calentadas hasta una temperatura intermedia entre las de fusión del material de aporte y del material base. Mientras las piezas son mantenidas a temperatura, una rápida difusión de los elementos aleantes ocurre entre material de aporte, ya líquido, y el material base. Este cambio de composición en la región de la interfaz causa la unión por solidificación isotérmica. Bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, la fase líquida del material de aporte es completamente difundida, dejando prácticamente el equivalente a una unión por difusión en estado sólido. Como parte de mis actividades como doctorando, se realizaron soldaduras por DFLT de tubos sin costura de acero al carbono, utilizando como material de aporte cintas amorfas del sistema Fe-Si-B. La microestructura de las uniones soldadas se caracterizan mediante Microscopia óptica, Microscopia electrónica de Barrido y Espectroscopía de energía dispersiva. A su vez, se comenzó con el estudio de las propiedades mecánicas de las uniones soldadas mediante ensayos de tracción, y con el análisis fractográfico de las probetas ensayadas. 60 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología FIBRAS NATURALES EN LA CONSTRUCCIÓN Tesista: Catalina Gómez Hoyos. Fecha de Admisión al Doctorado: Marzo de 2011. Fecha comienzo de la tesis: 2009 Director/Codirector: Dra. Analía Vazquez / Dra. Piedad Gañán Lugar de Trabajo: Grupo de polímeros y materiales compuestos, INTECIN. Grado de Avance: 95% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Becario: CONICET, Beca latinoamericana Tipo II Cargo Docente: NO Otro cargo e institución: NO Las fibras de fique son de gran producción en Colombia. Se utilizan en la fabricación de: bolsas para el empacado de productos agroindustriales, cuerdas hilos y en la elaboración de artesanías. Por lo tanto, la búsqueda de nuevas aplicaciones es de gran importancia social y económica. Debido a que la industria de la construcción utiliza gran cantidad de materia prima, el estudio de su uso en la construcción le brindará valor agregado. En esta tesis se ha estudiado el uso de fibras de fique en tres órdenes jerárquicos de tamaño: macro, micro y nano. En el caso de macrofibras se han desarrollado perfiles de plásticos reforzados con fibras naturales (PRFN) a fin de compararlos con la madera. En el caso de micro fibras se ha estudiado el uso como liberación controlada de agua en la hidratación del cemento. En el caso de nanofibras se ha estudiado el efecto que posee como modificador de la micro y la nanoestructura de materiales cementicios. En el caso de PRFN, se ha estudiado la modificación química de las fibras a fin de incrementar la compatibilidad fibra/matriz y las propiedades de barrera del compuesto en ambientes húmedos y con pH~13. Se encontró que nuestro material es similar al bambú y a los tableros de fibra orientada (OSB), pero con propiedades superiores incluso después de 28 días de exposición a ambientes húmedos y con pH altos. Con las microfibras de celulosa (MFC) agregadas a pasta de cemento, se observó que la adición de MFC retrasa la hidratación de la pasta de cemento pues actúa como si fuera una cápsula que libera agua en forma controlada. La temperatura adiabática máxima es de 20°C menor que la del cemento sin celulosa. En cuanto a las nano fibras de celulosa (NFC) se estudió el efecto del contenido de NFC en la pérdida de propiedades mecánicas, los resultados mostraron que la adición de un 0.1 p/p% de NFC incrementaba el modulo inicial del material en un 28 % y la retención de las propiedades mecánicas en un 16 % respecto de las pastas sin NFC. 61 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología PREPARACIÓN, CARACTERIZACIÓN Y PROPIEDADES DE NUEVOS MATERIALES MAGNÉTICOS DE Nd – Co Tesista: Lic. Carlos Alberto Herme Fecha de Admisión al Doctorado: junio de 2010 Director/Codirector: Dra. Silvia Elena Jacobo / Dra. Paula Graciela Bercoff Lugar de Trabajo: LAFMACEL - INTECIN - Departamento de Química – FIUBA. Grado de Avance: estimado en un 50 % Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACyT Becario : NO Cargo Docente: JTP, dedicación exclusiva, Departamento de Química FIUBA, regular . Otro cargo e institución: ninguno Los materiales magnéticos tienen importantes aplicaciones: registro magnético, dispositivos de microondas, etc. Son de interés los derivados de óxidos de hierro, como la magnetita (Fe3O4) y las ferritas hexagonales. Las ferritas de estroncio son materiales magnéticos duros de fórmula general x SrO · y Fe2O3 · z MO, con alta coercitividad (HC). Son técnicamente insustituibles en imanes permanentes y aplicaciones de hiperfrecuencia. Objetivos planteados: selección de condiciones de trabajo para sintetizar el material por vía húmeda; determinación de propiedades magnéticas y su dependencia con la concentración de dopantes, método de obtención y tratamiento térmico; preparación de nanopartículas recubiertas con ZnO y otras sustancias diamagnéticas o ferromagnéticas; preparación de polvos de ferritas dispersados en una matriz inerte para evaluarlos como absorbedores de microondas en la región de la banda X (7-13 GHz). Resultados obtenidos: caracterización estructural de hexaferritas y partículas recubiertas mediante DRX, SEM y espectroscopía Mössbauer; medición de sus ciclos de histéresis M vs H; publicación de las conclusiones de las experiencias como artículos en tres revistas internacionales con referato; medición de las propiedades fotocatalíticas de nanopartículas de ferrita recubiertas de ZnO en suspensiones acuosas a pH=7 en la degradación de dos colorantes, eosina y Orange II, empleando luz visible. 62 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL FERROGELES PAA/MAGNETITA Y MAGNÉTICO DE Tesista: Oscar Moscoso Londoño Fecha de Admisión al Doctorado: Octubre de 2011 Director/Codirector: Dr. Leandro Socolovsky / Dr. Diego Muraca Lugar de Trabajo: Laboratorio de Sólidos Amorfos, INTECIN Grado de Avance: 40 % Institución que financia el proyecto y código del mismo: Becario: Beca Colciencias (Colombia), Periodo: Enero 2011 hasta Marzo2014 Cargo Docente: Ayudante de primera, dedicación simple. FIUBA. Interino. Otro cargo e institución: NO En este trabajo se presenta el estudio sobre sistemas elásticos y sensibles a campos magnéticos llamados ferrogeles. Este tipo de materiales han sido preparados mediante la introducción de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) al interior de un polímero, en este trabajo se utilizó polivinil alcohol (PVA) físicamente entrecruzado por congelación y descongelación (CyD). La implementación de la técnica CyD para el entrecruzamiento del PVA permite potenciales aplicaciones biomédicas debido a que no presenta efectos tóxicos. Para determinar el efecto del recubrimiento, sobre la nanopartícula, en el nivel de dispersión y las propiedades magnéticas y estructurales de los ferrogeles fueron desarrollados dos tipos de sistemas, el primero utilizados nanopartículas magnéticas de magnetita (Fe3O4) de 10 nm y el segundo utilizando las mismas nanopartículas de magnetita pero recubiertas con acido poliacrílico (APA). Los ferrogeles obtenidos mostraron notables diferencias. Los sistemas PVA/APA-Fe3O4 presentan una mejor distribución de las nanopartículas al interior de la matriz de PVA, así como el aumento en las propiedades térmicas y mejores propiedades magnetitas en comparación con los ferrogeles obtenidos a partir de nanopartículas de magnetita no recubiertas. Por otro lado también se evidencian fuertes interacciones entre el recubrimiento APA y la matriz de PVA. Todos los resultados presentados en este trabajo conllevan a un entendimiento general entre las interacción entre las nanopartículas y la matriz de PVA. 63 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología USO DE BARRAS DE PLÁSTICO REFORZADO CON FIBRA CONTINUA COMO ELEMENTO DE REFUERZO EN HORMIGÓN Tesista: Juan Pablo Morales Arias Fecha de Admisión al Doctorado: Agosto de 2011 Director/Codirector: Dra. Analia Vazquez / Dr. Mariano M. Escobar Lugar de Trabajo: Laboratorio de Materiales y Estructuras (LAME) Grado de Avance: 25 % Institución que financia el proyecto y código del mismo: Agencia Nacional de Promoción Ciencia y Tecnológica (ANPCYT) PRH-PFDT01-03 Becario: Agencia Nacional de Promoción Ciencia y Tecnológica (ANPCYT), Beca tipo I. 01/05/2010 a 01/04/2014 Cargo Docente: Ayudante de Primera – Simple – FIUBA - Regular. Otro cargo e institución: NO El uso de los Plásticos Reforzados con Fibra de Vidrio (PRFV) en hormigón está relacionado fuertemente al problema de la corrosión, especialmente en ambientes marinos. Su utilidad no sólo reside en su durabilidad, sino también en usos específicos tales como tener una neutralidad electromagnética, alta resistencia y bajo peso. Los objetivos i) Modificar la superficie barra-hormigón a fin de generar una mayor adhesión superficial y de la interface fibra-polímero, ii) Evaluar los mecanismos de pérdida de propiedades mecánicas en el material compuesto formado por el hormigón y las barras de PRFV. iii) Relacionar la pérdida de propiedades mecánicas en función de la absorción de agua. iv) Modificar la resina de partida por medio de nano partículas a fin de mejorar su comportamiento mecánico, su resistencia a la humedad, los álcalis y la temperatura. Resultados: La incorporación de la arena en la superficie aumenta la resistencia de la unión en comparación con los resultados obtenidos sin arena. Las barras recubiertas con arena fina dan lugar a una fuerte adhesión química con el hormigón. Sin embargo, el efecto de fricción y las fuerzas de anclaje producidos por arena gruesa prevalece sobre la adhesión química en la prueba de extracción. Los resultados experimentales indican que la resistencia de la unión es mayor cuando el modo de fallo es una combinación de dos mecanismos: corte de las nervaduras y falla en el hormigón. Con respecto a la variación del ancho de la nervadura, las fuerzas de fricción y de anclaje tienen una mayor influencia en la resistencia de la unión. Con respecto a la altura de la nervadura, la variación de diámetro interno no afecta significativamente la resistencia de la unión. Se evaluó la pérdida de resistencia interfacial (SBT) por viga corta (ASTM 4475) cuando las barras estaban inmersas en agua a pH=7 en función del tiempo hasta 151 días a T=23 °C. Se observó que existe una pérdida de 20% en SBS a los 20 días de ensayo, luego se mantiene constante la resistencia interfacial, hasta que a los 151 días se produce una disminución de 40% de SBS que podría ser por hidrólisis de la interface o la matriz. En cuanto a la resina se está estudiando una resina más apta para este uso la cual es un epoxi con nanotubos, las muestras fueron ensayadas en un dinámico mecánico. Se concluyó, que se mejora el modulo de almacenamiento con la inclusión de 0,5wt% de nanotubos de carbono y que la oxidación de los nanotubos no contribuye favorablemente a la mejora del modulo de almacenamiento. 64 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología DESARROLLO DE MATERIALES COMPUESTOS TENACES BASADOS EN POLIPROPILENO REFORZADO CON PARTICULAS RIGIDAS Tesista: Ezequiel Martín Pérez Fecha de Admisión al Doctorado: Octubre de 2010 Director/Codirector: Dra. Celina Raquel Bernal – Dr. Claudio Javier Pérez Lugar de Trabajo: Grupo de Materiales Avanzados, INTECIN . Grado de Avance: 40% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Universidad de Buenos Aires UBACYT, Código: 2011-2014 GC Becario: CONICET, Beca de Postgrado Tipo II, Abril de 2012 hasta Abril de 2014. Cargo Docente: Ayudante de Primera - dedicación parcial – FIUBA Interino. Otro cargo e institución: NO El polipropileno (PP) es un polímero ampliamente utilizado en la industria debido a su buena combinación de propiedades mecánicas y térmicas, entre otras. Sin embargo, presenta la desventaja de ser relativamente frágil ante la presencia de fisuras o elevadas tasas de deformación a temperatura ambiente. La incorporación de partículas rígidas permite aumentar la resistencia y rigidez mejorando las propiedades de fractura. En el presente trabajo se prepararon materiales compuestos basados en una matriz y partículas de origen nacional: polipropileno (PP1102H, Petroquímica Cuyo SAIC) reforzado con partículas de cuarzo (Piedra Grande, Tandil) de diferentes tamaños y concentraciones. Se caracterizó el comportamiento mecánico de los diferentes compuestos mediante ensayos de tracción y fractura en condiciones cuasi-estáticas. En tracción uniaxial se obtuvo un comportamiento dúctil para la matriz y los compuestos con bajos contenidos de partículas presentando un comportamiento frágil para mayores porcentajes de refuerzo. No fueron afectados mayormente el módulo elástico ni la resistencia a la tracción de los materiales con el agregado de cuarzo. En los ensayos de fractura se observó un comportamiento semi-frágil para la matriz. La incorporación del cuarzo indujo una fractura dúctil para los compuestos con bajos contenidos de partícula. Debido a los distintos comportamientos observados en fractura, se utilizaron diferentes metodologías para la caracterización de los materiales. 65 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología CORROSIÓN ALUMINIO EN ALEACIONES NANOESTRUCTURADAS DE Tesista: Marcela Pichipil Fecha de Admisión al Doctorado: Mayo de 2005 Director/Codirector: Dr. Ing. Fernando Audebert Lugar de Trabajo: Dpto. de Ingeniería Mecánica - FIUBA Grado de Avance: 90% Institución que financia el proyecto y código del mismo: PICT-Oxford 20102831; UBACYT 20020100101058 Becario: NO Cargo Docente: JTP - dedicación exclusiva – FIUBA - Interino. Otro cargo e institución: NO Las técnicas de Solidificación Rápida (SR) permiten obtener una gran variedad de “Aleaciones Nanoestructuradas de Aluminio”, cuya microestructura compuesta por fases cristalinas, amorfas y/o cuasicristalinas con dimensiones, en general submicrométricas, les confieren propiedades mecánicas muy superiores a las obtenidas por métodos convencionales. En particular, con la presencia de fases amorfas en las aleaciones nanoestructuradas se observa, en general, un mejor comportamiento frente a la corrosión respecto del material completamente cristalino. En la literatura se encuentran pocos estudios sobre los procesos de corrosión de estas aleaciones que permitan analizar la influencia de la microestructura de SR y de los elementos aleantes. En el presente trabajo de tesis fue analizada la influencia de las fases amorfas en la resistencia a la corrosión y el aumento de la zona pasivante observado es notable y de gran impacto. Mientras, que las aleaciones nanocuasicristalinas, compuestas por nanocuasicristales embebidos en una matriz de aluminio, no presentaron una gran diferencia en la zona pasivante respecto del material cristalino. Actualmente se realiza un estudio sobre la factibilidad de producción industrial de recubrimientos puramente cuasicristalinos de alta resistencias al desgaste y de recubrimientos con fases amorfas de alta resistencia a la corrosión para aplicaciones industriales. 66 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología RELACIÓN ESTRUCTURA-PROPIEDADES EN EL AGREGADO DE POLIMEROS AL HORMIGÓN Tesista: Teresa M. Pique Fecha de Admisión al Doctorado: Mayo de 2009 Director/Codirector: Dra. Analía Vázquez Lugar de Trabajo: Laboratorio de Materiales y Estructuras LAME-FIUBA Grado de Avance: 85% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Agencia Nacional de Promoción científica y Tecnológica, PICT – 2008 N° 223 Becario: Beca Peruilh, FIUBA Diciembre de 2011 – Noviembre de 2012. Cargo Docente: Ayudante de Primera - dedicación exclusiva – FIUBA Interina. Otro cargo e institución: Ayudante ad Honorem, Departamento de Construcciones y Estructuras. Los polímeros han dejado de considerarse una alternativa sofisticada que podría reemplazar a los materiales clásicos, son un componente vital en la construcción. La inclusión de polímeros en morteros y hormigones data de hace más de 50 años y al día de hoy se siguen descubriendo nuevas propiedades para satisfacer los requerimientos impuestos por el avance tecnológico de la construcción. En este trabajo se estudia el comportamiento del hormigón modificado con un polímero, polivinil alcohol (PVA), y nanoarcillas (NA). En una primera etapa se estudió la cinética de hidratación de la pasta de cemento modificada con PVA y cómo se puede controlar con la adición de un 1,8% de NA. Se estudió la microestructura de la pasta de cemento modificada con polímero y con polímero y NAs. Para elegir la nanoarcilla más adecuada para seguir con el trabajo se caracterizaron films de PVA con distintas NAs por medio de técnicas como Difracción de Rayos X y Microscopia Electrónica de Transmisión entre otras. De este trabajo se eligieron dos tipos de nanoarcillas para seguir el estudio. Por último se estudiaron morteros modificados con PVA y las NA seleccionadas. Se estudiaron sus propiedades mecánicas y las propiedades de transporte del material como medida indirecta de evaluación de durabilidad. 67 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología MATERIALES COMPUESTOS: MANUFACTURA Y ENSAYO DISEÑO, TECNOLOGÍAS DE Tesista: Ezequiel Poodts Fecha de Admisión al Doctorado: Marzo de 2011 Director/Codirector: Giangiacomo Minak/Anibal Cofone y Analia Vazquez Lugar de Trabajo: Bologna, Italia Grado de Avance: 86% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Región Emilia Romania - DGR n. 1631/2009. Becario: NO Cargo Docente: NO Otro cargo e institución: Asignación por investigación en el centro interdepartamental de inv. industrial (CIRI) de la Universidad de Bologna. Los materiales compuestos son aquellos constituidos por fases totalmente separadas, entre ellos se encuentran los constituidos por fibras largas y reforzadas con una matriz polimérica, por ejemplo fibra de carbono a matriz epoxi. Estos materiales encuentran su aplicación en componentes de alta performance en donde el peso es un factor determinante, dado que estos materiales se caracterizan por una baja densidad y una alta resistencia y alta rigidez, además de alta resistencia química y a la corrosión. Ejemplos en donde se aplican actualmente son productos aeroespaciales, aeronáuticos y deportivos. Si bien su uso seria apreciado en otras aplicaciones más masivas, como por ejemplo la industria automovilística en donde una disminución del peso del vehículo conlleva una menor consumo de combustible, son dos las grandes limitaciones de estos materiales; por un lado no se tiene la gran cantidad de información y años de experiencia y uso como si es el caso de los metales, por otro lado su alto costo intrínseco y falta de tecnologías de producción masiva. El trabajo de doctorado se propone abarcar estos dos aspectos desde distintas perspectivas. El trabajo se realizó en contacto directo con distintas empresas de la región Emilia-Romania de Italia como RI-BA Composites, Studio Pedini, Metal-TIG, Mariner, ELANTAS, G. Angeloni, entre otras y Neptune Wakeboards de Argentina. Se trata de ayudar a resolver los problemas tecnológicos que presentan. Los métodos productivos abarcados van desde la fabricación en autoclave utilizando materiales pre-impregnados y la customizacion masiva a través del prototipado rápido, a las tecnologías Liquid Composite Moulding (LCM) en donde se utiliza material seco que es impregnado durante el proceso, entre ellas se encuentran las tecnologías de Resin Transfer Moulding (RTM) e infusión. La ventaja de estas últimas respecto a las primeras es la disminución de costos a través de un salteo en la cadena de valor y la posibilidad de automatización y consiguiente reducción del tiempo del ciclo productivo. Respecto a la caracterización, íntimamente relacionada a la tecnología para diseñar los métodos productivos y evaluar los resultados obtenidos. Se realizaron experiencias en caracterización mecánica y química, el primero asociado a probetas del material final con pruebas de tracción, compresión, flexión e impacto, el segundo asociado a la matriz polimérica y la caracterización de la dinámica de polimerizado a través de información experimental obtenida por DSC. Por último se incluyen pautas para el diseño de componentes finales, específicamente se trata el caso de un artículo deportivo con construcción sándwich, con láminas de fibra reforzada y un alma de espuma polimérica. 68 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología ALEACIONES BASE MAGNESIO OBTENIDAS POR SOLIDIFICACION RAPIDA Tesista: Silvia M. Rozenberg Fecha de Admisión al Doctorado: Dicienbre de 2006 Director/Codirector: Fernando E. Audebert Lugar de Trabajo: Grupo de Materiales Avanzados - FIUBA Grado de Avance: 80% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACyT Becario: NO Cargo Docente: Profesor Adjunto Dedicación Exclusiva Interino, FIUBA Otro cargo e institución: Las aleaciones de Mg, amorfas y nanoestructuradas se caracterizan por alcanzar alta resistencia mecánica. Dependiendo de la composición química y del proceso de solidificación rápida, pueden obtenerse materiales con estructura amorfa y/o diferentes tipos de nanoestructuras. En general, para la obtención de aleaciones amorfas o nanoestructuradas de sistemas base Mg se requiere de altas velocidades de enfriamiento. No obstante algunas de estas aleaciones tienen mayor capacidad vítrea y pueden obtenerse estructuras sólidas amorfas con espesores mayores a 5mm. Uno de los sistemas que verifican esta propiedad es el sistema MgCuRE (RE: Tierra Rara). Sin embargo estos sistemas han sido muy poco explorados y no hay mucha información respecto a las fases presentes en su estructura cristalina estable. Tampoco hay conocimiento completo de la estabilidad térmica del material sólido amorfo. Se sabe que si bien el sistema en cuestión tiene alta resistencia mecánica, es frágil. En esta tesis se estudian las fases presentes en la estructura cristalina estable y la estabilidad térmica del material sólido amorfo mediante el seguimiento del proceso de cristalización en la aleación con composición óptima de capacidad vítrea: Mg65Cu25MM10 (MM: MischMetal). También se analiza mejorar la ductilidad del material mediante el agregado de Al a expensas del Cu, sin disminuir mayormente su capacidad vítrea ni su estabilidad térmica. 69 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología PREPARACIÓN, CARACTERIZACIÓN Y MODELIZACIÓN DE MATERIALES FERROELECTROMAGNÉTICOS PARA APLICACIÓN ELECTRÓNICA Tesista: María Sol Ruiz Fecha de Admisión al Doctorado: diciembre 2011 Director/Codirector: Dra. Silvia E. Jacobo y Dr. Adrián César Razzitte/ Dr. Adrián Faigón. Lugar de Trabajo: Laboratorio de Fisicoquímica y Materiales Electrónicos (LAFMACEL). FIUBA. Grado de Avance: 30% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACyT 2011-2014 GC. N°325 Becario: No. Cargo Docente: Ayudante de primera dedicación exclusiva – Depto. de Química. FIUBA - Cargo interino. Ayudante de primera dedicación parcial – Depto. de Química. FIUBA - Cargo interino. Otro cargo e institución: No. La búsqueda de nuevos materiales magnetoeléctricos es actualmente un tema de gran interés, debido a sus excelentes propiedades para aplicaciones en una amplia serie de nuevas tecnologías. Un material magnetoeléctrico es aquel que presenta un acoplamiento entre los parámetros de orden magnético y ferroeléctrico. De esta manera, el material tiene la capacidad de generar un campo magnético ante la presencia de un campo eléctrico, y viceversa. El objetivo principal consiste en desarrollar materiales bifásicos magnetoeléctricos de aplicación electrónica, compuestos de una fase ferroeléctrica y una fase ferrimagnética. Para cada fase, se han determinado las condiciones óptimas de sinterización y se han evaluado las propiedades magnéticas y dieléctricas, pudiendo establecer una composición óptima. Se logró así, mejorar el comportamiento magnético de la ferrita de níquel mediante la inclusión de zinc y cobre, y mejorar la respuesta ferroeléctrica del titanato de bario mediante la inclusión de plomo. Se pretende de esta manera, obtener un alto coeficiente magnetoeléctrico en el material compuesto final. Este último, se conformará en piezas y en película gruesa, mediante el método sólido y sol-gel respectivamente, y se compararán las propiedades obtenidas. Además, las propiedades magnetoeléctricas pueden ser modificadas al variar el porcentaje de cada fase. 70 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología ESPECTROSCOPÍA DE DIELÉCTRICOS, EN EL DOMINIO DE LA FRECUENCIA Y EN EL DOMINIO DEL TIEMPO Tesista: Ing. Germán Salvó Fecha de Admisión al Doctorado: abril de 2011 Director/Codirector: Dra. María Natividad Piacquadio Losada / Ing. Marcelo Claudio Gun Lugar de Trabajo: Depto. de Electrotecnia – FIUBA. Grado de Avance: 20% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Becario NO Cargo Docente: Profesor Adjunto Interino, dedicación parcial y Jefe de Trabajos Prácticos Regular, dedicación parcial - FIUBA. Otro cargo e institución: Edenor S.A. – Dirección Técnica – Jefe de Departamento Equipamiento de Potencia El estudio de los materiales eléctricos sustentado en el conocimiento de sus fundamentos fisicoquímicos e ingenieriles es fuente de trabajo y riqueza de las naciones, siendo soporte de conocimiento para la fabricación de productos de alta tecnología y para la mejora de la ecuación económica de los sistemas en servicio optimizando su mantenimiento y vida útil, mejorando la calidad del suministro de electricidad. Una técnica moderna para caracterizar el estado de los sistemas de aislación de equipos eléctricos es la espectroscopía de dieléctricos en los dominios de la frecuencia y del tiempo. Se propone estudiar los sistemas de aislación de transformadores de medida y protección, y de aisladores pasantes (bushings), para uso en alta tensión, mediante espectroscopía dieléctrica. Deben aplicarse conocimientos de las siguientes áreas: Campos electromagnéticos, Fisicoquímica de materiales y caracterización, Electroquímica, Teoría matemática de la relajación dieléctrica, Descargas en gases, Polímeros y Espectroscopía de impedancia. La relajación de dieléctricos tiene relación con la matemática fractal. Se ha presentado un trabajo, junto con la Directora de Tesis, mostrando un modelo innovador para el análisis del crecimiento de la demanda eléctrica. La espectroscopía dieléctrica se utiliza para caracterizar aisladores poliméricos, y esto fue presentado en un congreso internacional. 71 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología MICRO-MECANIZADO POR ABLACIÓN LÁSER EN SILICIO, SILICIO NITRURADO, ORO, CUARZO Y CERÁMICOS Tesista: Cinthya Toro Fecha de Admisión al Doctorado: Junio de 2010 Director/Codirector: Dr. Carlos Rinaldi Lugar de Trabajo: Centro Atómico Constituyentes Grado de Avance: 60% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica y CNEA, Subsidio PRH-PFDT 204. Becario: Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica y CNEA, Beca doctoral, PRH-204. Agosto 2009 – Agosto 2013 Cargo Docente: NO Otro cargo e institución: NO Hoy en día las técnicas de micro-fabricación tienen mucha importancia ya que la miniaturización y la alta precisión son requisitos básicos en la fabricación industrial de micro-componentes. Entre dichas técnicas la más flexible es el micro-mecanizado asistido por láseres, en particular láseres pulsados. Consiste en la remoción de una cantidad controlada de material en los lugares adecuados, por un proceso denominado ablación (ó ebullición explosiva) láser. Debido a que la calidad del proceso depende de la forma de los bordes en los surcos, entre los trabajos desarrollados en ésta tesis se propone mejorar la calidad del micro-mecanizado utilizando películas delgadas depositadas sobre el sustrato a mecanizar. Los objetivos de la tesis son: Desarrollar un sistema de micro-mecanizado asistido por un láser pulsado, estudiar procesos de ablación presentes en el mecanizado de diversos sustratos con/sin recubrimiento y establecer y controlar los parámetros para mecanizar prototipos. Los resultados obtenidos hasta el presente son: Sistema de micro-mecanizado por control numérico por computadora, de 3 ejes cartesianos, se mejoro de calidad de micro-mecanizado con películas en silicio monocristalino. Se desarrollaron los siguientes prototipos: micro-ionizadores por réplica, arreglos de micro-cavidades para aplicaciones biológicas, Micro y Nano partículas para aplicaciones médicas y nucleares y Micro-columna para cromatografía y patrones de referencia para aplicaciones médicas. 72 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 14- Materiales y Nanotecnología MICROSCOPÍA FOTOTÉRMICA CONFOCAL Tesista: Facundo Zaldivar Escola Fecha de Admisión al Doctorado: septiembre de 2011 Director/Codirector: Nélida Mingolo / Oscar Martinez Lugar de Trabajo: Laboratorio de Haces Dirigidos -FIUBA Grado de Avance: 25% Institución que financia el proyecto y código del mismo: PICT START UP 2008-02092 (UBA) Becario: Beca de postgrado Tipo 1, CONICET, período 2011-2014. Cargo Docente: Ayudante de Primera, dedicación simple (interino)- UBA. En este trabajo se muestra como la técnica fototérmica de fotodeflexión provee información de la homogeneidad de pastillas de combustible, distribución de poros, detección de clusters de urania y gadolinea y provee mapas de la difusividad térmica correlacionados con la composición de óxido de uranio y gadolinio ínterdifundido. Esta técnica, se basa en el calentamiento modulado con un láser y la detección de la deflexión de un segundo láser utilizado como sonda. Desde el punto de vista tecnológico el interés de controlar la homogeneidad de las pastillas surge de los requerimientos en operación del combustible nuclear. En particular la extracción de calor depende de la conductividad térmica, que está condicionada por la distribución espacial de aglomerados de óxido de gadolinio y del porcentaje de solución sólida de Gd2O3 en UO2. La realización de histogramas de la distribución de difusividad resulta una excelente manera de cuantificar el grado de homogeneidad y, el ancho de dicho histograma puede ser usado como una medición directa de la misma. Estas mediciones cuantitativas de la homogeneidad de las muestras a nivel microscópico proveen un protocolo que puede ser usado como un buen método de especificación y control de calidad, sustituyendo con una simple medición a un gran número de técnicas caras, lentas y que dependen del operador. 73 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 15 – Medición y Control 74 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 15- Medición y Control PATRÓN DE TENSIÓN CONTINUA ELECTROIÓNICO DE ESTADO SÓLIDO TRANSPORTABLE Tesista: Gabino Enrique Colangelo Mattia Fecha de Admisión al Doctorado: Junio de 2005. Director / Codirector: Dr. Juan Isidro Franco / Dr. Héctor José Fasoli. Lugar de Trabajo: CITEDEF (ex CITEFA) y LABORATORIO ELÉCTRICO DE METROLOGÍA (LEM) FIUBA. Grado de Avance: 95% Fuente de financiamiento: Fundación Gral. D. Manuel N. Savio / PIDDEF Nº: 0024 / 08 / CITEDEF Becario: No Cargo Docente: Profesor - FIUBA. Teniendo en cuenta lo expuesto en 2008 deberá recordarse que estas pilas son sistemas electroquímicos con electrolitos sólidos y que las tensiones o fem que presentan en sus bornes de conexión eléctrica externos son consecuencia de las presiones parciales de los compuestos halógenos iodados presentes en sus electrodos. Como consecuencia de esto último cada pila de estado sólido lograda con el método de fabricación desde el comienzo de la presente tesis constituyen sistemas químicos cerrados con la máxima hermeticidad alcanzada con el actual método de construcción. En aquella primer parte la construcción de los electrodos principales Anodos y Cátodos se obtuvieron por compactación de los materiales empleados . Así los Anodos estaban conformados por la compactación de Ag pura con IAg de alta pureza. Esto trajo aparejado que el IAg en polvo de alta pureza luego de la compactación, cambiaba de fase lo cual producía que la fem sea inestable y además que elevara notablemente la resistencia interna total de la pila produciendo esto un error considerable en el valor de la fem medido con el electrómetro de precisión empleado. Esto último fue resuelto con una nueva técnica empleada durante 2009 y parte de 2010 la cual consistió en atacar químicamente a la oblea de Ag pura obtenida por compactación mediante I2 puro, en el término de una semana en recipientes herméticos. De ésta forma se lograron pilas muy estables y aplicadas las ecuaciones estadísticas para los valores obtenidos de fem permitió llegar a la recta de valores Standard de fem para el tipo de pilas de Ag/IAg/ I3Rb/IRb. Se procedió además a la verificación de sus fem en condiciones vibratorias confirmando la estabilidad en los valores de sus fem ya descripta en la primer parte de ésta Tesis mediante ecuaciones en derivadas parciales con respecto a los sistemas sólidos químicos, utilizándose para tal fin una mesa vibratoria o de sacudidas calibrada en amplitud. 75 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 16-Métodos Cuantitativos 76 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 16-Métodos Cuantitativos IMPLEMENTACIÓN DE UN OSSE DEL SISTEMA SAC-D/AQUARIUS PARA LA VALIDACIÓN DEL PRODUCTO HUMEDAD DEL SUELO Tesista: Cintia Alicia Bruscantini Fecha de Admisión al Doctorado: Noviembre de 2011 Director/Codirector: Haydee Karzsenbaum / Leonardo Rey Vega Lugar de Trabajo: Instituto de Astronomía y Física del Espacio IAFECONICET-UBA. Grado de Avance: 20% Institución que financia el proyecto y código del mismo: NASA-CONAE MinCYT. Proyecto 12. Becario: MinCYT, Beca de Agencia. Abril 2011 - Abril 2014 Cargo Docente: NO Otro cargo e institución: NO El objetivo científico de la misión satelital SAC-D/Aquarius es observar la Tierra con el fin de obtener nueva información sobre el fenómeno del cambio climático, mediante la medición de la salinidad del mar y humedad del suelo a escala global. Un Observing System Simulation Experiment (OSSE) es una simulación integrada de todos los aspectos de una misión satelital. La misma permite evaluar el peso relativo de cualquier parámetro sobre el producto final (humedad del suelo en este caso). En general, la performance del sistema se evalúa usando como métrica el error en el producto final bajo distintas condiciones de operación. La implementación de un OSSE para la misión SAC-D permitiría testear distintas estrategias de adquisición para obtener humedad del suelo e integrar el trabajo de campo, las simulaciones de ingeniería y las hipótesis físicas en un único marco conceptual. Los objetivos de la tesis son implementar un OSSE del sistema SAC-D y evaluar el peso del error en el producto humedad del suelo de cada parámetro para encontrar el set de parámetros que minimiza las métricas de interés para un set de condiciones de operación dadas. Hasta el momento se implementó un OSSE del radiómetro y escaterómetro del Aquarius y se testeó la sensibilidad del producto a los parámetros, distintos mecanismo de agregación de los parámetros auxiliares, distintos métodos de generación de las imágenes del producto y distintos modelos directos. 77 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 17 – Óptica y Láser 78 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 17 – Óptica y Láser INVESTIGACIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO DE SEÑALES E IMÁGENES PARA LA INSPECCIÓN ÓPTICA DE MICROSISTEMAS Tesista: Pablo Gonzalo Etchepareborda Fecha de Admisión al Doctorado: Noviembre de 2011 Director/Codirector: Dr. Roque Alejandro Federico / Dr. Martín Germán González Lugar de Trabajo: INTI – Centro de Electrónica e Informática Grado de Avance: 85% Institución que financia el proyecto y código del mismo: CONICET Becario: CONICET Tipo I, Abril 2011. Cargo Docente: Ayudante 1ero, Simple, Interino, FIUBA. Otro cargo e institución: No. En este trabajo se investigan y desarrollan técnicas de inspección óptica para la evaluación no invasiva estructural y funcional de Sistemas Microelectromecánicos o MEMS, y Sistemas Micro-optoelectromecánicos o MOEMS. Particularmente, se estudia la técnica de microscopía digital holográfica (Digital Holographic Microscopy, DHM) para obtener mediciones rápidas con resolución vertical nanométrica de relevamientos geométricos y cinemáticos, reconocimiento de superficies y determinación de propiedades ópticas de materiales. También se desarrollan procedimientos numéricos basados en modelos físicos para la reconstrucción del campo eléctrico dispersado, los cuales mejoran las características típicas del método holográfico en cuanto a robustez y versatilidad. Actualmente se está desarrollando la técnica de medición de espesores de películas delgadas de material diferente al del sustrato utilizando el esquema de DHM monocromático. Para esto se estudian técnicas de propagación de ondas en microestructuras en el rango mesoscópico aplicando métodos numéricos de elementos finitos, ecuaciones integrales sobre contornos, óptica de Fourier y procesamiento digital de imágenes. Se estudian y fabrican muestras patrones de aluminio sobre silicio mediante fotolitografía y sputtering para obtener mediciones que muestren la posibilidad de evitar el uso de equipamiento o arreglos ópticos más complejos y costosos en la caracterización de procesos de fabricación de películas delgadas en microelectrónica. 79 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 17 – Óptica y Láser ESTUDIO Y DESARROLLO DE SISTEMAS PARA EL CONTROL DE LA POLARIZACIÓN Tesista: Francisco E. Veiras Fecha de Admisión al Doctorado: Octubre de 2008 Director/Codirector: Dra Liliana I. Perez / Dra María T. Garea Lugar de Trabajo: GLOMAE - FIUBA Grado de Avance: 85% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACYT I136 (20020090100136) Becario: FIUBA - Beca Peruilh. Octubre 2008. Cargo Docente: Ayudante 1ero, Simple, Interino, FIUBA. Otro cargo e institución: No. El control de la polarización de la luz es de suma importancia en distintas áreas de la ciencia y tecnología. Existen diversos tipos de dispositivos para controlar el estado de la polarización. Si sólo cambian el estado de polarización (i.e. no polarizan mediante la absorción de una componente de campo), éstos reciben el nombre de retardadores. Si se incide apropiadamente con luz polarizada (lineal, circular o elíptica) sobre un retardador, éste introducirá un desfasaje (retardo) entre las distintas componentes de campo resultando en luz emergente con un estado de polarización distinto. Esto puede obtenerse mediante distintos tipos de dispositivos tales como prismas o láminas retardadoras, que bien sea por reflexión o transmisión, logran introducir los desfasajes deseados. En el trabajo realizado se ha estudiado con mayor detenimiento las láminas retardadoras. Los estudios teóricos realizados han permitido plantear nuevas experiencias y realizar mediciones para extraer información respecto del desempeño de láminas retardadoras comerciales. Su funcionamiento se ha comparado con otros dispositivos comerciales como el rombo de Fresnel y con un prototipo de un novedoso retardador desarrollado en el GLOMAE. Las técnicas de medición que se desarrollan son interferométricas e involucran la recuperación y desenvolvimiento de fase de patrones de interferencia bidimensionales. 80 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 18 – Química e Ingeniería Química 81 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 18 - Química e Ingeniería Química TRANSFERENCIA DE MATERIA EN REACTORES DE GOTEO CON RELLENO ESTRUCTURADO Tesista: Jorge Gustavo Battista Fecha de Admisión al Doctorado: Diciembre 1997 – Readmisión Diciembre 2011 Director/Codirector: Dra Ana Lea Cukierman/ Dr Miguel Angel Laborde Lugar de Trabajo: PINMATE. Dto. de Industrias FCEyN. UBA Grado de Avance: 90% Institución que financia el proyecto y código del mismo: No Becario: No. Cargo Docente: No. Otro cargo e institución: No. El tema de trabajo de tesis doctoral” Transferencia de materia en reactores de goteo con relleno estructurado “, es de sumo interés y de gran aplicación. El uso de rellenos estructurados permite alcanzar altos niveles de conversión con equipos simples y poder operarse en rangos de caudales más amplios que las clásicas columnas de relleno operadas en contracorriente. Son aspectos a resaltar su elevada capacidad de mezclado transversal, su baja pérdida de carga por unidad de longitud su porosidad elevada y la alta eficiencia de la transferencia de materia. Los objetivos planteados en este trabajo son la obtención de las correlaciones que permiten el diseño de este tipo de reactores en lo referente al cálculo del coeficiente de transferencia de materia desde el líquido hacia el sólido con y sin presencia de gas. Poder realizar el cálculo del àrea mojada y estudiar el comportamiento fluidodinámico evaluando los distintos regímenes de flujo. Los resultados obtenidos en este trabajo fueron: la obtención de la correlación que determina el coeficiente de transferencia de materia líquido-sólido. La medición del área mojada del relleno para distintos flujos. El estudio de los distintos regímenes de flujo para distintos caudales. 82 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 18 - Química e Ingeniería Química MODELADO Y SIMULACIÓN DE UN REACTOR FOTOCATALÍTICO HETEROGÉNEO PARA LA DEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES EN SOLUCIÓN ACUOSA. EVALUACIÓN DE SU RENDIMIENTO Tesista: Lucía del Carmen Cid Fecha de Admisión al Doctorado: Septiembre 2003 – Readmisión 2011 Director/Codirector: Dr.Adrián C. Razzitte, Dra. Claudia Vera, Dr. David H. Kurlat Lugar de Trabajo: Dpto. de Química. FIUBA Grado de Avance: 80% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACYT (20020100100406) Becario: No. Cargo Docente: Ayudante Primero, Semi exclusiva, interino. Dpto. de Química. FIUBA Otro cargo e institución: Ayudante Primero, Simple, interino. Dpto. de Química. FIUBA Se evaluará el rendimiento de los reactores de laboratorio y piloto, que fueron construidos con similares características geométricas, para lo cual se desarrollará un modelo matemático. Este modelado consiste en la obtención de ecuaciones que permiten determinar la eficiencia, mediante simulación, para un sistema constituido por: reactor, fuente, reflector, disposición geométrica relativa, etc. y un conjunto de variables operativas conocidas: pH, carga catalítica, concentración de contaminante, entre otras. De acuerdo a Li Puma et al, en el modelado de un reactor fotocatalítico deberían considerarse cuatro submodelos: (i) de emisión de radiación; (ii) de absorción-dispersión de radiación; (iii) fluidodinámico; (iv) cinética de la reacción. En la aplicación del mismo y mediante el uso del programa Matlab, se simuló el campo de emisión en la pared interna de ambos reactores, y la velocidad volumétrica local de absorción de fotones en función del radio del reactor, correlacionados con (i) y (ii) respectivamente. El submodelo (iii) se está modificando y adaptando a las características de los reactores “batch” diseñados. Para el submodelo (iv) se realizaron diversas experiencias de remoción del contaminante Cr (VI) empleando TiO2 como fotocatalizador en presencia de radiación UV, lográndose una remoción de 99%, 55% y 46%, a pH 3, 5 y 7, respectivamente. Se comprueba que la reacción es de primer orden y se obtuvo la constante cinética en función del pH. 83 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 18 - Química e Ingeniería Química PRODUCCIÓN DE BIOETANOL LIGNOCELULÓSICOS A PARTIR DE RESIDUOS Tesista: Eliana Paola Dagnino Fecha de Admisión al Doctorado: Febrero de 2009 Director/Codirector: Dra. Ing. Silvia Daniela Romano / Dra. María Cristina Area Lugar de Trabajo: Grupo de Energías Renovables (GER) Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires y Grupo de Investigación en Química Orgánica y Biológica (QUIMOBI), Facultad Regional Resistencia, Universidad Tecnológica Nacional. Grado de Avance: 85 a 90% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UTN, 25/L042 Becario: Becas para docentes de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN): Formación de Doctores en Áreas Tecnológicas Prioritarias Ministerio de Ciencia, Tecnología, e Innovación Productiva. Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica. FONCyT. Período 01 de Mazo de 2009 a 28 de febrero de 2013 Cargo Docente: NO Otro cargo e institución: NO Mundialmente existe la necesidad de reducir la contaminación y asegurar el suministro de combustibles sostenibles en el sector del transporte, minimizando la utilización de materias primas alimenticias. En este contexto surgen los biocombustibles de segunda generación como el bioetanol, elaborado a partir de materiales ricos en carbohidratos complejos. La gran desventaja de los residuos lignocelulósicos, utilizados como materia prima, es el requerimiento de etapas adicionales al proceso clásico de producción, para lograr la liberación de los carbohidratos presentes en la matriz lignocelulósica y eliminar compuestos inhibidores del crecimiento de microorganismos en etapas posteriores. El objetivo principal del plan de Tesis es el desarrollo de un método de obtención de bioetanol utilizando material lignocelulósico proveniente de residuos agroindustriales, para contribuir al progreso socio-económico, medioambiental y productivo provincial y nacional. Para ello se trabajó con diferentes residuos lignocelulósicos (incluyendo cáscara de arroz y aserrín de algarrobo), teniendo en cuenta disponibilidad, costo y características estructurales. Se optimizó la etapa de pretratamiento, se realizó la hidrólisis del material pretratado y se obtuvo bioetanol a partir de la fermentación de los azúcares producto de la hidrólisis. Los resultados obtenidos fueron presentados en congresos nacionales e internacionales, revistas, capítulo de libro y se realizó una publicación internacional. 84 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 18 - Química e Ingeniería Química APROVECHAMIENTO DEL GLICEROL, SUBPRODUCTO BIODIESEL, EN LA PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO DEL Tesista: María Laura Dieuzeide Fecha de Admisión al Doctorado: Mayo 2008 Director/Codirector: Dra. Norma Amadeo Lugar de Trabajo: Lab. de Procesos Catalíticos. FIUBA Grado de Avance: 98% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACYT 0501 Becario: FIUBA - Beca Peruilh. Finalizó Marzo 20012.. Cargo Docente: Jefe de Trabajos Prácticos, Exclusiva, Interino, FIUBA. Otro cargo e institución: No El hidrógeno ha cobrado importancia como vector energético, cuando el mismo es producido a partir de recursos renovables. Por su parte, la producción de biodiesel mediante la transesterificación de aceites animales y vegetales ha crecido marcadamente en los últimos años, siendo el principal subproducto de este proceso el glicerol; cuyo precio de mercado ha caído abruptamente. En este contexto, el objetivo de esta tesis es desarrollar un catalizador sólido, para el reformado con vapor de agua de glicerol, que sea activo y selectivo a H2 y minimice la formación de carbón; analizando el efecto de las variables del proceso. Mediante el estudio termodinámico de la reacción, utilizando el método estequiométrico, fue posible determinar que las condiciones que favorecen la producción de H2 son altas temperaturas y relaciones molares agua glicerol, condiciones que desfavorecen a su vez la producción de carbón y metano. La reacción de reformado de glicerol con vapor de agua se ha llevado a cabo sobre dos tipos de catalizadores: uno cuyo precursor es un hidróxido doble laminar de Ni(II)-Mg(II)-Al(III); el otro de Ni soportado sobre χ-Al2O3 modificada con Mg, para este último se analizaron los efectos de las temperaturas de calcinación y de los contenidos tanto de Mg como de Ni. Para ambos catalizadores se estudia el efecto de las condiciones de reacción. 85 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 18 - Química e Ingeniería Química ESTUDIO DE MATERIALES BASADOS CÁLCULOS MECANO-CUÁNTICOS DFT EN ÓXIDOS, USANDO Tesista: Delfina García Pintos Fecha de Admisión al Doctorado: Abril 2010 Director/Codirector: Dra. Beatriz Irigoyen Lugar de Trabajo: Dto. de Ingeniería Química. FIUBA Grado de Avance: 70% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACYT (20020110200044) Becario: FIUBA - Beca Peruilh. Abril 2010 Cargo Docente: Ayudante 1º, Exclusiva, Interino, FIUBA. Otro cargo e institución: No Las extensas aplicaciones tecnológicas de los catalizadores basados en CeO2 surgen de la elevada capacidad para convertir reversiblemente Ce4+ en Ce3+, y la alta movilidad de los oxígenos del bulk. Si bien el CeO2 puro no es buen conductor iónico, el dopado con metales que faciliten la generación de vacancias de oxígeno mejora esa conductividad. Surge así la necesidad de entender integralmente, los mecanismos involucrados en las reacciones redox y de formación de defectos aniónicos. Entonces, el objetivo general de esta Tesis es estudiar el efecto de diversos dopantes aplicando cálculos de primeros principios basados en la teoría DFT. Específicamente, nos proponemos evaluar la performance de materiales basados en CeO2 modificados con Zr, Ni o Mn, ya sea como catalizadores másicos o como soportes de fases activas, realizando cálculos de energías, configuraciones electrónicas, densidades de estado, etc. Al presente, nuestros resultados indican que el Zr o el Mn pueden entrar en la celda cristalina del CeO2, formando soluciones sólidas. Además, se encontró que ambos cationes facilitan la formación de defectos aniónicos, y por ende, mejorarían la actividad catalítica del CeO2. La influencia del Zr surge de una distorsión estructural; en cambio el Mn, fácilmente reducible, también tiene efectos electrónicos. 86 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 18 - Química e Ingeniería Química DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL Y ESTUDIO DE PROPIEDADES TERMODINÁMICAS EN MEZCLAS LÍQUIDAS Tesista: María del Carmen Grande Fecha de Admisión al Doctorado: 19/06/2012 (Res. 3175/12) Director: Dr. Carlos Miguel Marschoff Lugar de Trabajo: Laboratorio de Líquidos Polares - FIUBA Grado de Avance: sin informe de Comisión de Seguimiento Institución que financia el proyecto y código del mismo: Proyecto UBACYT 01-270 y Proyecto PICT 38467 (ANPCYT) Cargo Docente: Profesora Adjunta regular, dedicación exclusiva, Universidad de Buenos Aires El estudio de las propiedades de mezclas líquidas encuentra aplicaciones directas en la industria química y bioquímica. La velocidad del sonido, en si misma, es altamente sensible a la estructura e interacciones presentes en los sistemas líquidos, así como, está relacionada fundamentalmente con las fuerzas de interacción entre los componentes del sistema. Consecuentemente, la medición de la velocidad del sonido junto con la densidad en los líquidos permite la determinación, a nivel macroscópico, de interesantes parámetros acústicos y termodinámicos que se pueden relacionar con la intensidad de las atracciones intermoleculares. Por todo ello, el plan de tesis tiene por objetivos desarrollar trabajos en la determinación de propiedades termodinámicas y termofísicas de mezclas líquidas binarias, obteniendo experimentalmente datos de magnitudes como la densidad, la velocidad de sonido, el índice de refracción, en función de variables como la composición, la temperatura; calcular las propiedades derivadas y en base a los resultados analizar, el comportamiento de las mezclas bajo estudio, las posibles desviaciones de la idealidad, enfocando tanto en las determinaciones macroscópicas como eventualmente en las interacciones moleculares, en las mezclas y en los líquidos puros, y evaluar distintas ecuaciones de ajuste de las propiedades medidas respecto de su capacidad de producir valores confiables para el cálculo de propiedades termodinámicas que se obtienen por procesos de derivación de las propiedades medidas. 87 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 18 - Química e Ingeniería Química PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO AUTOTÉRMICO DE ETANOL A PARTIR DE REFORMADO Tesista: Cecilia Graschinsky Fecha de Admisión al Doctorado: Septiembre 2009 Director/Codirector: Dr. Miguel Laborde / Dra. Norma Amadeo Lugar de Trabajo: Lab. de Procesos Catalíticos. FIUBA Grado de Avance: 60% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACYT 0501 Becario: FIUBA - Beca Peruilh. Cargo Docente: Ayudante 1º, Simple, Interino, FIUBA. Otro cargo e institución: No Desde hace algunos años se estudia la reacción de reformado de etanol con vapor de agua para la producción de hidrógeno. Esta reacción es fuertemente endotérmica por lo que genera un alto consumo de energía. Para reducir este requerimiento energético se propone co-alimentar O2 junto a la mezcla etanol-agua. De esta manera parte del etanol es oxidado por el oxígeno produciéndose una reacción exotérmica; es decir, se libera calor que es usado por la reacción de reformado. A este proceso se lo denomina reformado autotérmico o reformado oxidativo de etanol. De esta forma se reduce la cantidad de energía que debe suministrarse exteriormente a expensas de una disminución en la cantidad de hidrógeno producido. El objetivo general de esta tesis es el estudio de la reacción de reformado autotérmico de etanol. El trabajo de investigación implica encontrar un sólido catalizador que sea activo y selectivo en la formación de H2 y determinar experimentalmente las condiciones operativas más adecuadas. Se realizó un estudio termodinámico del proceso para distintas concentraciones en la alimentación y a distintas temperaturas. Se encontró que el catalizador Rh(1%)/MgAl2O4/Al2O3 es activo y selectivo para el proceso. Se están estudiando catalizadores de Ni, con el objetivo de disminuir los costos. 88 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 18 - Química e Ingeniería Química EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO Y CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS ASOCIADAS AL CONSUMO DE ENERGÍA Y A LA GESTIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS EN EL ÁREA METROPOLITANA DE BUENOS AIRES Tesista: Ing. Mariana Matranga Fecha de Admisión al Doctorado: Abril de 2011 Director/Codirector: Ing. Darío Gómez / Dr. Miguel Laborde Lugar de Trabajo: Departamento de Ingeniería Química, FIUBA Grado de Avance: 20% Institución que financia el proyecto y código del mismo: : Proyecto UBACyT I031 2008-2010, Subsidio PICT 32494, 2007-2010, Organismo Internacional de la Energía Atómica, Research contract No. 13709/2006-2010, Inter American Institute for Global Change Research (IAI). Becario: Beca Peruilh, Mayo 2011-Agosto 2012, FIUBA Cargo Docente: Ayudante 1ra, dedicación parcial, Departamento de Ingeniería Química, FIUBA, interino. Otro cargo e institución: n/a El área metropolitana de Buenos Aires (AMBA) constituye la décima megaciudad mundial. La calidad de su aire surge de la interacción entre su población de ~14 millones de habitantes, sus recursos naturales y su infraestructura (transporte, energía y manejo de residuos). El objetivo es analizar el impacto atribuible a las actividades humanas originado en las emisiones de los gases de efecto invernadero (GEI) directos (CO2, CH4 y N2O) e indirectos (CO, NOx, SO2, COVDM), mediante la estimación de las series de emisiones históricas (1970-2006/2010) provenientes de la combustión fósil en Argentina y en el AMBA, evaluando el rol de la inserción y el retiro de distintas tecnologías en el patrón de las emisiones para generar escenarios futuros de emisiones (2010-2050) para el AMBA. Para el período 1970-2010 las tendencias de emisión creciente están fuertemente dominadas por el transporte y el consumo residencial, mientras que la variabilidad está asociada a la producción de electricidad, debido a la complementariedad entre las generaciones térmica e hídrica. Para el período 2010-2050 se observa el impacto de la renovación de la flota automotriz con tecnología EURO y la reducción de azufre en las naftas. 89 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 18 - Química e Ingeniería Química LIBERACIÓN CONTROLADA DE AGROQUÍMICOS A PARTIR DE MATRICES POLIMÉRICAS Tesista: Mariana A. Melaj Fecha de Admisión al Doctorado: Octubre 2009 Director/Codirector: Dra. Marta E. Daraio Lugar de Trabajo: Grupo de Aplicaciones de Materiales Biocompatibles. FIUBA Grado de Avance: 50% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBACYT (20020100100260) Becario: No. Cargo Docente: Ayudante 1º, Semi-Exclusiva, Regular, FIUBA. Otro cargo e institución: No Los sistemas de liberación controlada de agroquímicos se diseñan a fin de proporcionar la cantidad de droga necesaria en el momento adecuado, evitando pérdidas del principio activo y concentraciones elevadas (tóxicas para los cultivos). Los polímeros biodegradables elegidos como matrices evitan la contaminación del suelo: no son tóxicos y no dejan residuos en el tiempo. Los objetivos de esta investigación son: - Estudiar, sistemáticamente, el comportamiento de liberación de agroquímicos (particularmente fertilizantes) incorporados a matrices preparadas con polímeros hidrofílicos. - Tratar los resultados en el marco de modelos matemáticos que permitan proponer los procesos predominantes de transporte del soluto, determinando las condiciones experimentales que llevan a una liberación óptima. - Avanzar en el conocimiento estructural y de las propiedades físicas del sistema polimérico. Estableciendo las condiciones óptimas de preparación de las matrices sólidas, se evaluaron diferentes polímeros biodegradables y sus mezclas en distintas proporciones. Se realizaron ensayos de liberación de un fertilizante modelo con y sin agitación de la fase acuosa, para aproximar las condiciones del ensayo a las existentes al fertilizar un lote. Se estudió la cinética de hinchamiento de las matrices. Las muestras se caracterizaron a través de SEM. Se evaluó la durabilidad de los comprimidos en suelo. 90 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 18 - Química e Ingeniería Química ESTUDIO TERMODINÁMICO DE LOS EQUILIBRIOS DE FASE DE MEZCLAS DE SOLVENTES CONTENIENDO SOLUTOS NOVOLÁTILES - ESPECIALMENTE ELECTROLITOS – Y SU APLICACIÓN EN DESTILACIÓN EXTRACTIVA Tesista: Muzzio, Cristian Rodrigo Fecha de Admisión al Doctorado: Junio 2009 Director/Codirector: Timmermann, Ernesto O. / Razzitte, Adrián C. Lugar de Trabajo: Academia Nacional de Ciencias de Buenos Aires Grado de Avance: 25% Institución que financia el proyecto y código del mismo: Ninguna Becario: No. Cargo Docente: Ayudante 1º, Simple, Regular, UBA. Otro cargo e institución: No En los últimos años la Ingeniería Química ha renovado su interés por la destilación extractiva salina (DES). Aunque la DES se conoce desde finales del siglo XIX, este proceso nunca fue realmente exitoso debido a problemas técnicos y a una deficiente base teórica. Por otra parte, el equilibrio de fases de sistemas electrolíticos de solventes mixtos es también de significativo interés para diferentes procesos de separación en la industria química ya que la presencia de sales en la fase líquida puede modificar sustancialmente el diagrama de fases de estos sistemas. El objetivo de la tesis es: (a) formular una base teórica termodinámica para el efecto de solutos no-volátiles sobre el EqLV de las mezclas de solventes, (b) generar una base para modelaciones que permitan guiar y mejorar la capacidad predictiva de los modelos actuales y (c) investigar el efecto de las propiedades de este tipo de EqLV en una columna de DES mediante la simulación por software y nuevos modelos específicamente desarrollados para tal fin. Se ha utilizado el software desarrollado para simular el comportamiento de diferentes sistemas de solventes y electrolitos en una columna de destilación. Los resultados obtenidos son termodinámicamente consistentes, a diferencia de los publicados en literatura reciente. 91 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 18 - Química e Ingeniería Química PRODUCCIÓN DE H2 A PARTIR DE REFORMADO DE BIOETANOL CON VAPOR Tesista: Adriana Romero Fecha de Admisión al Doctorado: Septiembre 2006 Director/Codirector: Dra. Norma Amadeo / Ing. Graciela Baronetti Lugar de Trabajo: Lab. de Procesos Catalíticos. FIUBA Grado de Avance: 80% Institución que financia el proyecto y código del mismo: UBA, CONICET (PIP 11220080100836), ANPCyT (PICT 02144) Becario: No. Cargo Docente: Ayudante 1º, Simple, Interino, FIUBA. Otro cargo e institución: No Se presenta el estudio del comportamiento de óxidos mixtos de Ni-Mg-Al como catalizadores en la producción de H2 por reformado de bioetanol con vapor de agua. Los óxidos mixtos fueron preparados por descomposición térmica de HDLs sintetizados empleando el método de precipitación homogénea con urea, con distintas relaciones Mg/Ni. Los precursores de los catalizadores fueron sometidos a reducción a 720ºC por 2 horas. Las muestras se caracterizaron mediante sortometría, quimisorción de H2, análisis químico, análisis termogravimétrico, difracción de Rayos X, espectroscopía fotoelectrónica de rayos X y reducción a temperatura programada. Las medidas de reacción se llevaron a cabo en un reactor de lecho fijo a 550ºC y presión atmosférica y en condiciones operativas que garantizan conversión total. Se encontró que el rendimiento a productos finales no se ve afectado por la proporción de Mg en el catalizador, la cual sí afecta la deposición de carbón en el mismo. 92 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA 19 – Tecnología de Alimentos y Procesos Fermentativos 93 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 19 - Tecnología de Alimentos y Procesos Fermentativos ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE DIFUSIÓN DE ANHÍDRIDO SULFUROSO Y CLORURO DE CALCIO QUE TIENE LUGAR EN LA ELABORACIÓN DE CEREZAS EN CONSERVA Tesista: Laura Beatriz Cremades Fecha de Admisión al Doctorado: Marzo 2011 Director/Codirector: Dr. Carlos Zurtiz / Dr. Pablo Jacovkis Lugar de Trabajo: Fac. de Ciencias Agrarias – UN Cuyo - Mendoza Grado de Avance: 40% Institución que financia el proyecto y código del mismo: ANPCyT (PICT 1122) Becario: CONICET Tipo I, 2010-2013. Cargo Docente: Ayudante 1º, Simple, Interino, UTN-Facultad Regional Mendoza. Otro cargo e institución: No El procesamiento de cerezas naturales para fabricación de conservas involucra prácticas rudimentarias y artesanales que han reflejado en los últimos años pérdidas significativas de tiempo y esfuerzos en la producción. Esto ha forjado la necesidad de evaluar las etapas críticas del procesado de esta fruta y de las variables relevantes involucradas en el mismo. Precisamente, el encalado y el sulfitado de las cerezas son tratamientos con aditivos que revisten gran importancia para la obtención de un buen producto, ya que de ellos depende la conservación y calidad de la cereza. A partir de dicha problemática, se ha planteado estudiar los mecanismos de difusión de calcio y anhídrido sulfuroso que se incorporan en el encalado y sulfitado, con el fin de identificar los parámetros más importantes y sus interacciones e influencias, para permitir una optimización de los mismos. Los experimentos permitirán la determinación de las velocidades de ingreso/salida de los distintos solutos agregados (anhídrido sulfuroso, cloruro de calcio) y sus respectivos coeficientes de difusión, en función de la concentración y temperatura de las soluciones. Los resultados experimentales se analizarán a través de balances macroscópicos de masa y resolviendo la ecuación de continuidad de las especies. 94 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 19 - Tecnología de Alimentos y Procesos Fermentativos DESARROLLO DE MULTIPLES BARRERAS DE PRESERVACIÓN PARA VEGETALES MÍNIMAMENTE PROCESADOS: ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD MICROBIOLÓGICA, NUTRICIONAL Y SENSORIAL Y REVALORIZACIÓN DE PORCIONES SUBUTILIZADAS Tesista: Rosario Goyeneche Fecha de Admisión al Doctorado: Octubre 2011 Director/Codirector: Dra. Sara Roura / Dra. Karina Di Scala, Dra. Rosa Jagus Lugar de Trabajo: Grupo de Investigación en Ingeniería en Alimentos, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Mar del Plata. Grado de Avance: 30% Institución que financia el proyecto y código del mismo: CONICET, ANPCyT, UN Mar del Plata. Becario: ANCyT, Inicial, 2011-2013. Cargo Docente: No. Otro cargo e institución: No Actualmente, los consumidores demandan alimentos más convenientes, de mayor calidad, más frescos y naturales, nutricionalmente saludables y seguros y con menos aditivos artificiales. Los vegetales mínimamente procesados salen al mercado para cubrir esta demanda; sin embargo, el procesamiento (pelado, troceado) acelera las reacciones de deterioro químico y microbiológico, reduciendo su vida útil. Se propuso el desarrollo de tecnologías de preservación naturales para un producto regional innovador (rabanitos mínimamente procesados) buscando prolongar la vida útil del mismo. En una primera etapa, se caracterizó la materia prima (fruto y hojas) desde el punto de vista nutricional, fisicoquímico y microbiológico. Se analizó el efecto de la aplicación de barreras físicas (choques térmicos) y químicas (ácidos orgánicos), utilizadas como monobarreras o combinadas, sobre los indicadores de calidad y durante el almacenamiento refrigerado. Se demostró que las variaciones de color mediadas por el pardeamiento enzimático resultó el indicador más sensible de la calidad de rabanitos mínimamente procesados. Actualmente se está caracterizando la enzima Polifenol oxidasa, responsable de la reacción de pardeamiento, como estrategia de control del color durante el almacenamiento y el desarrollo de tecnologías específicas que inhiban coloraciones atípicas y extiendan la vida útil. 95 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 19 - Tecnología de Alimentos y Procesos Fermentativos AISLAMIENTO Y CARACTERIZACIÓN DE MICROORGANISMOS RESISTENTES A PARTIR DE RESIDUOS INDUSTRIALES ALIMENTICIOS SOMETIDOS A CONDICIONES EXTREMAS: BÚSQUEDA DE ENZIMAS CON APLICACIÓN POTENCIAL EN LA INDUSTRIA Tesista: Catalina E. Kotlar Fecha de Admisión al Doctorado: Noviembre 2009 Director/Codirector: Dra. Sara Roura / Dra. Rosa Jagus, Dra. Alejandra G. Ponce Lugar de Trabajo: Grupo de Investigación en Ingeniería en Alimentos, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Mar del Plata y Laboratorio de Microbiología Industrial: Tecnología de Alimentos FIUBA. Grado de Avance: 60% Institución que financia el proyecto y código del mismo: CONICET, ANPCyT, UN Mar del Plata. Becario: CONICET, Tipo II, 2012-2014. Cargo Docente: Ayudante 1º, Simple, Regular, Fac. Ing., UN Mar del Plata Otro cargo e institución: Vicedirectora Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Mar del Plata. Gran cantidad de residuos agroindustriales, ricos en proteínas, son generados regionalmente. Actualmente éstos se subaprovechan en forma de pienso o se descartan como residuos generando inconvenientes desde el punto de vista medioambiental. El interés en el aprovechamiento de estas proteínas en pos de limitar el problema de malnutrición proteica, ha estimulado los procesos de obtención y mejora de hidrolizados proteicos. El objetivo fue obtener proteínas nutricional y/o tecnológicamente útiles en alimentación humana y animal a partir del tratamiento de los desechos agroalimentarios con microorganismos proteolíticos obtenidos de distintas fuentes. Se buscó microorganismos proteolíticos en distintos residuos agroindustriales; se optimizó el proceso de fermentación sobre sustratos simulados y residuos agroindustriales reales buscando la mejora en la producción de peptidasas. Se encontró que Bacillus sp. presentó la mayor capacidad de hidrolizar un subproducto industrial regional de alto impacto ambiental: cebada agotada. Se realizó una purificación parcial y caracterización bioquímica clásica de las peptidasas. Las propiedades funcionales, reológicas y antimicrobianas de los productos de hidrólisis de la cebada agotada fueron evaluadas encontrándose propiedades funcionales mejoradas y capacidad antimicrobiana contra E. coli OH157:H7. Actualmente se trabaja en la inmovilización de las enzimas en perlas de quitosano entrecruzadas como paso previo al diseño del biorreactor. 96 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 19 - Tecnología de Alimentos y Procesos Fermentativos APLICACIÓN BIOTECNOLÓGICA DE POTENCIALES MICROORGANISMOS PROTEOLÍTICOS AISLADOS DE RESIDUOS AGROALIMENTARIOS: OBTENCIÓN DE PROTEÍNAS DE ALTO VALOR NUTRICIONAL, FUNCIONAL Y/O TECNOLÓGICO Tesista: Cintia Anabela Mazzucotelli Fecha de Admisión al Doctorado: Noviembre 2010 Director/Codirector: Dra. María del Rosario Moreira/Dra. Rosa Jagus, Dra. Alejandra G. Ponce Lugar de Trabajo: Grupo de Investigación en Ingeniería en Alimentos, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Mar del Plata. Grado de Avance: 45% Institución que financia el proyecto y código del mismo: CONICET (PIP 0007), ANPCyT (PICT 1724), UN Mar del Plata (15 G 287). Becario: CONICET, Tipo I, 2010-2013. Cargo Docente: Ayudante 1º, Interino, Fac. Ing., UNMdP Otro cargo e institución: No. Existe una marcada tendencia hacia el uso de nuevas tecnologías, principalmente basadas en procesos biológicos, para el reciclado y la eficiente utilización de residuos orgánicos, ya que éstos pueden ser utilizados como fuente de energía por diferentes microorganismos a través de una hidrólisis enzimática. En este sentido, es importante considerar la implementación de microorganismos y consorcios microbianos sobre residuos/efluentes agro-industriales, ya que éstos constituyen uno de los recursos más abundantes y renovables del planeta y su acumulación no solo promueve el deterioro del medio ambiente, sino que también causa una pérdida de material con potencial valor. Como objetivos principales se plantearon obtener enzimas a partir de microorganismos resistentes aislados de residuos agroindustriales; optimizar la producción y actividad de enzimas con capacidad lipolítica; y aplicar microorganismos puros o consorcios microbianos para la degradación de efluentes. Resultados principales: aislamiento de 34 cepas provenientes de 6 residuos agroindustriales; cuantificación de capacidades hidrolíticas (lipolíticas, proteolíticas, amilolíticas y celulolíticas); selección y caracterización genotípica de once cepas que presentaron capacidades hidrolíticas de interés con potencial aplicación biotecnológica; formulación de un consorcio microbiano que optimiza la degradación de un efluente industrial lácteo simulado. 97 Tercera Jornada de Tesistas de Doctorado FIUBA Área de Investigación: 19 - Tecnología de Alimentos y Procesos Fermentativos IMPACTO DE VARIABLES PRECOSECHA (ESTRÉS FISICOQUÍMICO SOBRE SEMILLAS, MÉTODO DE CULTIVO Y HORA DE COSECHA) SOBRE LA CONCENTRACIÓN DE COMPUESTOS FITOQUÍMICOS EN LECHUGA MANTECA Tesista: Gabriela Elena Viacava Fecha de Admisión al Doctorado: Octubre 2011 Director/Codirector: Dra. Roura, Sara Inés / Dra. Daraio, Marta Edit. Lugar de Trabajo: Grupo de Investigación en Ingeniería en Alimentos, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Mar del Plata. Grado de Avance: 15% Institución que financia el proyecto y código del mismo: CONICET(PIP 0007), ANPCyT (PICT 1724), UN Mar del Plata (Ing 293/10). Becario: CONICET, Tipo I, 2011-2014. Cargo Docente: No Otro cargo e institución: No. Los fitoquímicos son sustancias que se encuentran en plantas y se acumulan como respuesta a perturbaciones. El consumo de frutas y hortalizas es beneficioso para la salud previniendo enfermedades crónicas y degenerativas. La lechuga, vegetal de hoja popular, constituye una importante fuente de fitoquímicos. El objetivo es optimizar las tecnologías de producción para la obtención de lechuga manteca con alta calidad fitoquímica, estableciendo el efecto de variables pre-cosecha (estrés físico-químico sobre semillas, método de cultivo, hora de cosecha) sobre la concentración de fitoquímicos a cosecha, su evolución durante almacenamiento óptimo y su efecto en la calidad sensorial y microbiológica. Se caracterizó el contenido de fitoquímicos en lechuga recién cosechada. Los anillos medios presentaron mayor contenido de Vitamina C y los externos el mayor contenido de pigmentos, compuestos fenólicos y potencial de pardeamiento. Se desarrolló un protocolo para lechuga manteca para la determinación de la capacidad antioxidante (DPPH). Se estableció la significancia de las variables pre cosecha (HORA y COSECHA CON y SIN RAIZ). Las plantas cosechadas a 17 hs presentaron 31% más Vitamina C que a 8 y 13hs. Las plantas cosechadas sin raíz presentaron mayor contenido de Vitamina C, pigmentos, polifenoles y capacidad antioxidante respecto las plantas con raíz. 98
