Catálogo de publicaciones

En la presente Tesis se estudió al germanio desde aspectos poco explorados. Se determinaron y publicaron varias constantes nucleares de isótopos del elemento y se encontraron dos aplicaciones originales en el campo de los reactores nucleares y del análisis por activación. Para mejorar los escasos y discrepantes (o inexistentes) datos bibliográficos referidos a las constantes nucleares del germanio, se determinaron las secciones eficaces de las reacciones umbral 70Ge(n,p)70Ga, 72Ge(n,p)72Ga y 74Ge(n,p)74Ga. Asimismo se midieron los factores k0 correspondientes a 74Ge y 76Ge con exactitud y precisión comparables a otros datos publicados. Se desarrolló también un método radioquímico de separación de galio y germanio. Adicionalmente, se descubrieron nuevas transiciones gamma del 77mGe. Se planteó así la primera derivación de esta Tesis, referida a la viabilidad de utilizar germanio como monitor integral de flujo neutrónico en reactores de investigación. A ese respecto, se demostró su potencialidad en el análisis por activación paramétrico de muestras biológicas; se desarrolló en tales matrices una aplicación novedosa, la determinación simultánea de fósforo y aluminio empleando germanio como monitor de flujo integral y comparador. Consecuentemente, se determinó la sección eficaz de la reacción 31P(n,α)28Al, mejorando sustancialmente los valores previos de dicha constante. También se desarrolló, como herramienta, un novedoso método para determinar simultáneamente los factores f y α en reactores de investigación. Por último, se elaboraron varios trabajos concernientes al estudio, la determinación, la evaluación y la compilación de datos nucleares, que se incluyen en una de las secciones más relevantes de esta Tesis. De resultas de todos los temas tratados, se han realizado ocho publicaciones en revistas internacionales con referato y catorce presentaciones en congresos nacionales e internacionales.

Dado que se carecía de información acerca del comportamiento de los átomos de flúor y del radical FO frente al fluoruro de nitrosilo y al fluoruro de nitrilo, se decidió efectuar un estudio sistemático de dichas reacciones. Para poder efectuar estas investigaciones fue necesario idear un nuevo tipo de celda, cuyo material resistiera el ataque de compuestos agresivos, y que permitiera obtener los espectros en el infrarrojo de los reactivos y productos de reacción para sucesivos intervalos de tiempo de fotólisis, son necesidad de tomar muestras. Esto se logró haciendo que la misma celda de reacción fuera la celda para el infrarrojo, por la cual la misma debía desmontarse fácilmente del aparato. En estas condiciones puede estudiarse cómodamente la reacción entre los radicales FO y el nitrato do flúor.

El presente trabajo enfoca el estudio de Reactores Trickle-Bed (RTBs), tendiente a su aplicación al tratamiento de aguas contaminadas. Se examina el efecto de la mojabilidad del relleno y de las características espumantes del líquido sobre las transiciones de régimen de flujo pulsante-reptante en RTBs, analizando simultáneamente la capacidad de herramientas no convencionales para diagnosticar dichas transiciones. Estas se determinan por inspección visual y a partir del análisis de series temporales de fluctuaciones de presión, STFP, en el marco de las teorías estadística convencional, de fractales temporales y de caos. Las STFP se miden en la pared de la columna, empleando aire y soluciones acuosas de un surfactante, como fluidos modelo, y lechos conformados por mezclas de partículas hidrofóbicas e hidrofllicas en diferentes proporciones. Se encuentra que tanto la mojabilidad de las partículas como las características espumantes del líquido influyen sobre las transiciones de flujo en RTBs. Por otra parte, se analizan los efectos de emplear un catalizador hidrofóbico sobre la performance de RTBs, utilizando la oxidación catalítica de etanol como reacción modelo, a partir de ensayos en un equipo escala banco. Se determina la conversión de etanol en el RTB relleno con catalizador hidrofóbico, hidrofílico y mezclas de diferentes proporciones de catalizador hidrofóbico y soporte hidrofllíco inerte. Los resultados se interpretan teniendo en cuenta factores hidrodinámicos y de transporte, mediante el planteo y la resolución de un modelo matemático generalmente aceptado para describir el comportamiento de RTBs. Se encuentra que el empleo de catalizador hidrofóbico, diluido o sin diluir, favorece significativamente la performance de RTBs para oxidaciones catalíticas.

La presente tesis está organizada de la siguiente manera. El capitulo 2, contiene una breve discusión de los factores que influyen en el mecanismo de disolución del hierro, que es el componente mayoritario del acero, como así también consideraciones generales de los distintos mecanismos de protección, y finalmente una introducción al tema de recubrimientos superficiales protectores, especialmente los que contienen polvo de cinc. El capitulo 3 presenta un detalle de los diferentes métodos de medida utilizados y sus respectivos fundamentos y una descripción de la composición de los sistemas elegidos para su estudio. Luego, en los capítulos 4 a 7 se analizan los resultados obtenidos aplicando diferentes recubrimientos superficiales, variando los ligantes (capitulo 4), la composición de cinc en las formulaciones con un mismo ligante (capitulo 5), la morfología de las partículas de pigmento (capitulo 6), el empleo de polvo de cinc con diferentes espesores en película seca (capitulo 7) por ultimo en el capitulo 8 se estudió la influencia del agregado en el esquema de pintura de una película de terminación “Top coatings” formulada- con resinas alquidicas. La discusión crítica e interpretación mecanística del comportamiento de los diversos sistemas se incorporan en el capitulo 10 y las conclusiones generales se establecen en el capitulo 11.

La Química Bioinorgánica es una rama interdisciplinaria de la Química que se ocupa de una amplia gama de problemas ubicados en la interfase entre la Química y las Ciencias Biológicas. Uno de los desafíos de la Bioinorgánica es la obtención de modelos que permitan simular el comportamiento de sistemas naturales, que por su complejidad resultan difíciles de caracterizar, de manera de poder lograr un conocimiento más profundo acerca de los mismos. Si bien a través de estudios in vitro, por lo general no se puede reproducir exactamente el funcionamiento y las características de los complicados sistemas naturales, el análisis de modelos ha aportado en muchos casos información clave para dilucidar los mecanismos a través de los cuales ocurren muchos procesos biológicos fundamentales. El objetivo del presente trabajo es entonces sintetizar modelos que permitan simular o reproducir en forma parcial o total el comportamiento de la enzima Cu-Zn superóxido dismutasa así como bromoperoxidasas dependientes de vanadio y tratar de correlacionar la actividad biológica de un sistema inorgánico con las características estructurales, electrónicas y químicas del mismo. Por este motivo el trabajo ha sido dividido en dos partes: La primera parte dedicada al estudio de modelos con actividad superóxido dismutasa y la segunda parte dedicada al estudio de modelos con actividad bromoperoxidasa.

El objetivo de este trabajo es el estudio del comportamiento de electrolitos en solución acuosa en condiciones de alta temperatura y presión. Existe muy poca información sobre el comportamiento de este tipo de sistemas en condiciones extremas. Para realizar el estudio se armó, a partir de partes modulares, un espectrofotómetro de doble haz al que se acopló una celda espectrofotométrica de flujo capaz de operar a alta temperatura y presión, diseñada y construida durante este proyecto. Este arreglo experimental se utilizó para estudiar dos equilibrios en soluciones de electrolitos de características muy diferentes. Por un lado se estudió el equilibrio ácido-base del 4-metilfenol hasta 175°C. El 4-metilfenol es un compuesto que puede ser útil como indicador de pH en sistemas acuosos a altas temperaturas. Por otro lado se estudió la asociación iónica de cobre (II) y sulfato hasta 200 °C. Este sistema resulta de gran interés para la comprensión de las interacciones entre los iones en soluciones acuosas y de los iones con el solvente, en un amplio intervalo de temperatura. Se obtuvo información sobre las propiedades termodinámicas de estos dos sistemas, a partir de la cual fue posible inferir la diferente solvatación de reactivos y productos, así como, en el caso de las asociación de cobre (II) y sulfato, fue posible obtener información sobre la estructura de los pares iónicos que se forman.

Esta tesis se ha desarrollado en el marco de un Proyecto de Investigación de ANPCyT (14-12174), del tipo interdisciplinario, dirigido al estudio de zeolitas procedentes de depósitos nacionales, con el objeto de analizar su potencialidad tecnológica, particularmente en áreas como la agronómica, el control ambiental y la catálisis. La versatilidad estructural de este tipo de especies minerales ofrece permanentes oportunidades de estudio desde el punto de vista químico y tecnológico, actividad que, para su fortalecimiento necesariamente requiere la complementación de otras disciplinas así como el análisis de situaciones vigentes tanto a nivel nacional como regional, que requieren del aporte de soluciones para mejorar aspectos socio-económicos y productivos.

El uso de diferentes herramientas en conjunto (modelos de receptores, inventarios de emisiones y monitoreo de contaminantes) para la evaluación de la contaminación atmosférica permite identificar las potenciales zonas de emisión de los contaminantes analizados. En tal sentido, el objetivo de esta tesis busca maximizar la información para los tomadores de decisiones, respecto de los niveles de contaminación, a través de una metodología que contemple el preprocesamiento de datos (meteorológicos y de inmisión), el diagnóstico de eventos y la aplicación de modelos de receptores. Cuatro escenarios situados en la provincia de Buenos Aires, Argentina, fueron estudiados bajo la metodología propuesta en esta tesis, en donde se evidencia como fortaleza la versatilidad para ser aplicada a cualquier contaminante y la visualización en tiempo real, o en modo diagnóstico, del área potencial de emisión frente a la detección de eventos de contaminación en un sitio de monitoreo. Asimismo, se manifiesta su capacidad de relacionar emisión y condiciones meteorológicas locales, para señalar a aquellas fuentes potenciales de aporte que no necesariamente deben ser las que mayores emisiones presentan en la región bajo estudio. Las limitaciones están directamente relacionadas a la calidad de los datos que la metodología va a procesar y, a aquellas intrínsecas, de los modelos de receptores utilizados.

En la escena internacional actual, el cuidado del medio ambiente es uno de los principales desafíos que enfrenta la industria, entre ellas, la dedicada a los recubrimientos orgánicos. Es por ello que todos los esfuerzos apuntan a la síntesis de productos que sean amigables con el medio ambiente. Esto significa que en el proceso de fabricación de las pinturas hay que identificar cuáles son los componentes verdaderamente inocuos y cuáles no, para lograr, de este modo, producir pinturas totalmente ecológicas. Las imprimaciones y pinturas anticorrosivas tradicionales contenían compuestos a base de plomo o de cromo, probadamente efectivos como pigmentos inhibidores de la corrosión. Sin embargo, su fuerte carácter tóxico y poluente condujo a la búsqueda de nuevas sustancias con menor impacto para la salud pública y el medio ambiente. Además, hay que tener en cuenta la emisión de solventes a la atmósfera, lo cual no sólo contribuye directa e indirectamente al efecto invernadero y a la formación de la niebla fotoquímica, sino que también provoca efectos nocivos para la salud humana. El objetivo de esta tesis fue obtener un material pigmentario para formular una imprimación anticorrosiva ecológica. Este tipo de imprimaciones actúan como protectores temporarios y, también, facilitan la adhesión de las capas posteriores de pintura al sustrato. Este último aspecto es de suma importancia en sustratos difíciles de pintar como el acero galvanizado, etc. El pigmento preparado en esta investigación fue un fosfosilicato de aluminio, libre de cinc, capaz de reemplazar a los cromatos con igual o superior eficiencia anticorrosiva. La imprimación anticorrosiva formulada utiliza solventes de bajo impacto ambiental; esto es agua y alcoholes, eliminado el problema que genera el uso de hidrocarburos aromáticos, cetonas, etc.

El objetivo del presente trabajo es la preparación y caracterización de un modelo de catalizador que servirá luego para el estudio de reacciones sencillas sobre su superficie. El estudio de una reacción superficial requiere como punto de partida el conocimiento lo más detallado posible de la estructura y composición química de la superficie donde se va a llevar a cabo. El modelo de catalizador a estudiar consiste en una película de Co depositada sobre SiO2 previamente formado sobre un monocristal de Si(100). Para alcanzar este objetivo son necesarios varios pasos intermedios: - Estudio del crecimiento de películas delgadas de Co sobre Si(100) a temperatura ambiente. Influencia de la composición del gas residual. Estabilidad frente al recocido a 700 K (temperatura común en procesos catalíticos). - Estudio de la oxidación de Si (por bombardeo con iones oxígeno u otro procedimiento). - Estudio de la formación de películas de Co sobre SiO2. Estabilidad térmica. - Estudio de la adsorción de oxígeno en el sistema Co/SiO2/Si(100). Formación de óxidos de Co.