Catálogo de publicaciones

Tesis (Doctor en Astronomía)--Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación, 2017.

El objetivo de esta tesis es desarrollar y aplicar un algoritmo automático para el seguimiento de las características físicas de los Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCM) a través de todo su ciclo de vida, usando inforrnación de los canales térmicos (10.8 pm) de los satélites geoestacionarios. Los aspectos principales de este sistema son los siguientes: (1) un método de detección de nubes convectivas basado en un umbral de temperatura (235 K); (2) cálculo de parámetros morfológicos y radiactivos de cada SCM detectado en el paso anterior; (3) un algoritmo de seguimiento basado en la superposición de áreas entre imágenes sucesivas; (4) construcción del ciclo de vida de cada SCM y (5) la generación de imágenes virtuales sobre la base de la evolución de los SCM en pasos de tiempo anteriores. Esta metodología ha sido aplicada a un conjunto de imágenes de satélite sobre el sudeste de Sudamérica que corresponden a los meses de diciembre, enero y febrero de los años 2000- 2001, 2001-2002 y 2002-2003. Los resultados de los diferentes análisis muestran una diferencia significativa entre aquellos SCM que desarrollaron topes fríos (valores de temperatura mínima por debajo de los 210 K) a lo largo de su ciclo de vida y aquellos que no lo hicieron. Mientras que los que no desarrollan topes fríos estarían asociados, en términos medios, a SCM pequeños y de corta duración (efectos termo-orográficos), aquellos que llegan a desarrollar topes suficientemente fríos, estarían relacionados con fenómenos termodinámicos de una escala mayor. No obstante, en promedio, se observa una característica común en todos los SCM estudiados, independientemente de la temperatura mínima que estos pudieron alcanzar a lo largo de su ciclo de vida: la influencia de ciclo solar sobre la convección. El mínimo de actividad convectiva (definida como la cantidad media de pixeles definidos por la isoterrna de 235 K) se produce sobre el final de la tarde acompañado por un decrecimiento de la temperatura de los topes nubosos. Además, es durante el horario de la mayor insolaci6n que se obsewan 10s mayores valores de la tasa de expansión de los SCM a lo largo del dia. Para el periodo diciembre 2002 - febrero 2003, se seleccionaron aquellos SCM asociados con precipitaciones intensas y extendidas sobre dos regiones seleccionadas en la cuenca del Plata. Los resultados obtenidos a través de este análisis muestran que: (1) las precipitaciones intensas y extendidas están relacionadas con mínimos de temperatura de brillo observadas por satélite; (2) de acuerdo con la distribución de frecuencias, los SCM asociados con precipitaciones intensas y extendidas alcanzan los mayores tamaños y (3) los máxlmos valores observados en la intensidad de los procesos de expansión y enfriamiento que experimentan los SCM durante la primeras etapas de su ciclo de vida están relacionados con estos eventos. A partir del análisis del entorno de gran escala asociado a los SCM que produjeron precipitaciones intensas y/o extendidas identificados anteriormente en el momento de su máxima extensión (maduración), se observa la presencia de una zona frontal al sudoeste de ambas regiones de estudio, el giro de viento en sentido anticiclónico con la altura (advección cálida) y la presencia de una fuerte advección de humedad en capas bajas. Dentro de estas características comunes, también se puede observar un movimiento de ascenso en niveles medios de la atmósfera (expresado como valores negativos de la velocidad vertical ω en 500 hPa) y una fuerte divergencia en el nivel de 200 hPa. El estudio de dos eventos particulares muestra un cierto grado de consistencia con los resultados expresados anteriorrnente: el crecimiento de los SCM hasta la maduración (máxima extensión) ocurre durante las horas de la tarde para luego comenzar un proceso de disipación en fragmentos. En ambos casos, se observa que a partir de alguno de estos sistemas en disipación se produce un regeneramiento durante la madrugada siguiente. Por otro lado, existe una buena correlación entre la temperatura de brillo observada y los fenómenos de tiempo significativo observado en algunas estaciones meteorológicas, sin embargo la relación entre precipitación acumulada y temperatura de brillo no es unívoca.

Tesis (Doctor en Astronomía)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física, 2009.

Esta Tesis aborda la relevancia de los sistemas de referencia en el tratamiento de los fenómenos físicos, focalizando la atención en el problema de la enseñanza de los fenómenos astronómicos cotidianos (día y noche, estaciones del año y fases de la Luna) en la escuela primaria, la cual se encuentra mayormente desarrollada en base a la utilización del sistema de referencia heliocéntrico. El problema de este enfoque es que implica que los estudiantes deban posicionarse "imaginariamente" en el espacio exterior para observar el movimiento de los astros, lo que involucra una determinada complejidad conceptual y el requerimiento de ciertas habilidades visoespaciales. En este trabajo se describe una Estructura Conceptual de Referencia (Otero, 2006) alternativa y se elabora un “modelo cinemático celeste” a partir de la utilización didáctica del sistema de referencia topocéntrico, lo que permite realizar descripciones, explicaciones y predicciones adecuadas de dichos fenómenos desde un marco de referencia terrestre. A su vez, se desarrolla una Estructura Conceptual Propuesta para Enseñar acerca de los fenómenos astronómicos cotidianos en la escuela primaria a partir de distintos lineamientos epistemológicos, cognitivos y didácticos, la cual fue implementada en un curso de 6to. año de dicho nivel educativo. El análisis de esta implementación ha permitido estudiar el proceso de conceptualización con el fin de conocer cuál fue la Estructura Conceptual Efectivamente Reconstruida por los estudiantes. El análisis final llevado a cabo permitió concluir que la secuencia didáctica desarrollada es eficaz para enseñar sobre el día y la noche, las estaciones del año y las fases lunares a estudiantes de los últimos años de la escuela primaria, lo que implica la pertinencia en cuanto a la utilización del sistema de referencia topocéntrico en este nivel educativo. Esto indica un posible rumbo para una mejora de la enseñanza y el aprendizaje de la astronomía en las escuelas.

Esta tesis es un estudio experimental y teórico sobre sistemas ópticos que presentan excitabilidad. La excitabilidad es un concepto que proviene de la biología, en particular de neurociencia, y se refiere a la propiedad de ciertos sistemas de generar pulsos sólo cuando una perturbación externa supera un dado umbral. Cuando un sistema excitable se encuentra en presencia de ruido, las fluctuaciones estocásticas pueden llevarlo por encima del umbral y así provocar una dinámica de pulsación. Nuestro trabajo se basa en la generación de herramientas para poder validar o refutar escenarios de excitabilidad y ruido en sistemas ópticos donde se conjetura la existencia de excitabilidad. Los sistemas estudiados son tres: un láser de semiconductor con retroacción óptica, dos tales sistemas acoplados simétricamente mediante mutua inyección de luz, y un láser de estado sólido con absorbente saturable. El procedimiento propuesto para validar o refutar escenarios de excitabilidad se basa en la modelización con sistemas dinámicos sencillos, junto con la construcción de observables adecuados con el objeto de comparar las medidas experimentales con los resultados teóricos. De esta manera pudimos demostrar que la dinámica de un laser de semiconductor con retroacción óptica de moderada a fuerte puede interpretarse con un paradigma de esqueleto determinista en dos dimensiones (con propiedades excitables) más ruido. Por su parte, la dinámica de las celdas acopladas en el régimen de alta disipación pudo explicarse a partir de un 2-toro en presencia de ruido, lo que permite interpretar dos láseres con retroacción acoplados ópticamente como dos sistemas excitables acoplados. Por último, mostramos por primera vez excitabilidad en un láser de estado sólido con absorbente saturable. Dicho sistema no es influenciado significativamente por ruido, con lo que pueden aplicarse técnicas convencionales de estimulación externa para evaluar excitabilidad.