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En el presente trabajo de tesis se estudió la interacción de los iones pesados con la materia para analizar y la modificar las propiedades físicas de la superficie de los materiales. En una primera parte se desarrolló un programa de simulación Monte Carlo para el análisis de datos de la técnica ERDA -Elastic Recoil Detection Analysis-. Como segunda parte se analizaron las propiedades específicas inducidas por los iones al penetrar materiales aisladores. En particular se investigaron los cambios físico-químicos producidos en diferentes polímeros. La técnica ERDA consiste en irradiar las muestras a estudiar con haces de iones pesados, provistos por un acelerador, y detectar los átomos expulsados por el choque elástico hazmuestra. La información sobre la profundidad de la cual provienen los átomos expulsados de la muestra se obtiene en forma similar a la técnica RBS, la cual se basa en la propiedad que tienen los iones de perder una gran cantidad de energía cuando atraviesan un dado espesor de material. En este trabajo se ha implementado esta técnica utilizando un detector telescópico E¡¢E. De la medición de la pérdida total de energía se obtiene información de la profundidad y de la pérdida de energía en el detector gaseoso ¢E se obtiene el valor de Z del elemento. Esta técnica es especialmente apropiada para analizar simultaneamente los elementos livianos presentes en matrices pesadas y para determinar en forma no destructiva la evolución de perfiles de diversos elementos en función de la profundidad. La simulación desarrollada en este trabajo permite analizar los espectros experimentales y obtener información relevante de la muestra como ser: composición, concentración en función de la profundidad, espesores de distintas capas, relaciones estequiométricas entre los elementos, etc. En la segunda parte de este trabajo, se irradiaron varios polímeros con haces de diferentes iones y energías con el fin de producir modificaciones en los mismos. A diferencia de las radiaciones ° y electrones, en el caso de los iones pesados, éstos depositan una altísima densidad de energía en un rango de sólo unos pocos micrones induciendo cambios físico-químicos muy complejos en la superficie del material irradiado. Estas perturbaciones inducidas por el ion son por ejemplo cortes de cadenas (chain scission), unión entre cadenas poliméricas (crosslinking), creación de radicales libres, etc. Fenómenos muy complicados de describir y que son generados en las proximidades del camino que recorre el ion, dentro del material. Los polímeros estudiados fueron: polifluoruro de vinilideno (PVDF), polietilenos de alta y baja densidad (PEAD y PEBD) y especialmente el polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE) considerado uno de los biomateriales por excelencia ya que desde hace varias décadas se utiliza en el reemplazo de la articulación de cadera y rodilla. Las irradiaciones se realizaron utilizando el acelerador TANDAR, de 20 MV, y el del Instituto de Física de Porto Alegre, Brasil, de 3 MV, que cubren el rango de alta y baja energía. Los efectos de la irradiación se observaron mediante mediciones no destructivas utilizando espectroscopía del infrarrojo (FTIR) y se estudiaron los cambios de la cristalinidad, distintas estructuras químicas, cortes y enlaces de cadenas poliméricas como función del tipo de ion, energía y fluencia. Se determinó que existe un número particular de iones por unidad de área, denominado fluencia óptima, que depende fuertemente de las características de la radiación utilizada, para la cual se maximiza una determinada propiedad del material. Se desarrolló un código Monte Carlo para explicar este fenómeno, basandose en un modelo simple de deposición de la energía en las trazas iónicas, pudiéndose así explicar la correlación entre la fluencia óptima y el poder frenador de los iones.

Nuestro trabajo consiste en un estudio de aplicación de procedimientos semiempíricos relacionados con dos áreas: a) el empleo de las técnicas w (omega) b) la transferencia con carácter de parámetros, de los elementos de la matriz de Fock . a) En una primera etapa hemos trabajado, como indicamos, con las técnicas w : la homónima propiamente dicha y una de sus variantes, la técnica w biparamétrica mejorada, consecuente de la anterior y cuya mejora se debe a Castro y Fernández, de la entonces Sección y actual División Química Teórica del INIFTA. De esta forma, tras un breve estudio numérico de la primera de estas técnicas — la w— , referido a la convergencia de las poblaciones atómicas y energías orbitales a sus valores autoconsistentes, se ha aplicado la segunda, la ITPOT ( del inglés, Improved Two-Parameter Omega Technique), al cálculo de momentos dipolares y longitudes de unión de algunos hidrocarburos. Los resultados obtenidos se discuten en cada caso. b) En una segunda etapa, referida concretamente a la transferibilidad de los elementos de matriz de Fock, se ha trabajado en dos terrenos. i) el de la transferencia de elementos calculados a partir de una base ortogonal de orbitales localizados ii) en el de elementos obtenidos directamente por medio de métodos semiempíricos conocidos (MNDO, MINDO/3 y CNDO/M) y de muy difundida aplicación.

En este trabajo de tesis se estudio la decoloración y degradación de colorantes modelos ya sea en forma individual como sus mezclas. Para ello se utilizaron diferentes técnicas analíticas como la espectrofotometría, cromatografía liquida y espectrofluorometría, entre otras. Los datos obtenidos fueron analizados utilizando las herramientas matemáticas MCR-ALS y PARAFAC.

En los últimos años se registra una búsqueda de fuentes naturales que presenten componentes y/o productos derivados aplicables al desarrollo de alimentos funcionales, los cuales incidan en la nutrición mediante el aporte simultáneo de efectos benéficos para la salud. En ese contexto se encuentra la chía (Salvia hispanica L.), especie vegetal oriunda del sudeste de EEUU y noroeste de América Central (México, Guatemala), constituyente importante de la dieta de civilizaciones desde épocas precolombinas. En nuestro país, su creciente expansión en las provincias del NOA puede contribuir a la diversificación de la producción agrícola, con impacto en términos socioeconómicos. Cabe señalar el aporte de los lípidos a la salud y el bienestar, lo que está determinado fundamentalmente por su composición. Así, se ha demostrado que tanto el perfil de ácidos grasos, especialmente los niveles relativos de ácidos grasos ω-9, ω-6 y ω-3 así como la presencia de ciertos componentes minoritarios, pueden ejercer una influencia positiva en las funciones fisiológicas de nuestro organismo. En este sentido, las semillas de chía son una fuente interesante ya que su aceite presenta un elevado tenor de ácidos grasos esenciales y antioxidantes naturales, cuya incorporación en la dieta permitiría disminuir la incidencia de enfermedades coronarias, así como de otras enfermedades (diabetes, síndrome metabólico, enfermedades de la piel, procesos inflamatorios, desórdenes del sistema inmunológico, cáncer, depresión). Uno de los desafíos asociados al desarrollo de alimentos funcionales a partir de este sustrato está relacionado con la adecuada preservación del alto tenor de ácidos grasos poliinsaturados (PUFAs) ω-3 presente debido a la alta susceptibilidad de registrar rancidez oxidativa. En función de las consideraciones realizadas, en este trabajo de Tesis se propuso estudiar la inclusión de subproductos de la semilla de chía (aceite, mucílago, proteínas) en alimentos a través del desarrollo de sistemas de provisión o vehiculización de dichos compuestos funcionales y bioactivos, evaluando diversos aspectos asociados a su calidad global.

Recientemente, la semilla de chía (Salvia hispanica L.) ha sido redescubierta como una importante fuente de ácidos grasos omega-3, proteínas, fibra dietética y antioxidantes, a partir de la cual puede obtenerse aceite con una elevada proporción de ácidos grasos esenciales. Su incorporación en la dieta permite disminuir la incidencia de enfermedades coronarias, refuerza el sistema nervioso; la fibra dietaria es una valiosa alternativa para regular el tránsito intestinal, lo cual ayuda a prevenir la obesidad, el cáncer de colon, así como los elevados niveles de colesterol y de glucosa en sangre. En nuestro país, la creciente expansión de su cultivo en las provincias del noroeste puede representar un aporte tendiente a la diversificación de la producción agrícola con el consecuente impacto socioeconómico en dicha región. Por otra parte, Argentina es uno de los principales productores y exportadores de aceite de girasol (Helianthus annuus L.) y la industria local se destaca por su avanzada tecnología y alta competitividad. Asimismo, el girasol es el segundo cultivo oleaginoso en importancia a escala nacional luego de la soja. El 92% del girasol producido en la Argentina es procesado, siendo exportado el 70% como aceite crudo a granel y harina proteica y el 30% restante como aceite refinado. Los aceites comestibles constituyen un componente importante en nuestra alimentación, cuya variedad y consumo depende de la disponibilidad de cada país y región. La composición de los aceites varía considerablemente en el aporte de ácidos grasos saturados, monoinsaturados y poliinsaturados y particularmente, en el tenor de ácidos grasos omega-6 y omega-3. La nutrición en el mundo occidental se caracteriza por una elevada ingesta de ácidos grasos omega-6 y un bajo consumo de ácidos grasos omega-3, debido mayoritariamente al origen vegetal de los aceites que se producen y al bajo consumo de pescados grasos. De esta forma, la relación omega-6:omega-3 está alejada de la que recomienda la FAO/OMS. En virtud de ello, es posible preparar aceites con relaciones omega-6:omega-3 muy cercanas a las recomendadas, desarrollando productos que contengan mezclas de aceites con una adecuada composición de ácidos grasos. En nuestro país, debido a la gran producción de aceite de girasol, es interesante la revalorización de los subproductos generados en el proceso de extracción y/o refinación del mismo. Entre ellos se encuentran las gomas, constituidas por una mezcla de fosfolípidos, agua y restos de aceite. La posterior deshidratación de las mismas da lugar al subproducto denominado lecitina. Cada fosfolípido constituyente contribuye a la funcionalidad de la lecitina, por lo que la modificación de su estructura y/o de su concentración posibilita ampliar las propiedades funcionales de las mismas. En el Capítulo I se presenta una introducción sobre la chía y el girasol, describiendo el origen y los antecedentes históricos de estas especies, las principales características botánicas, así como la composición química de las semillas y sus respectivos aceites. Además, se describe el proceso de obtención de los aceites vegetales y de la lecitina, la cual es principalmente utilizada como agente emulsificante en la industria alimentaria. Por último, se describen los mecanismos de formación, estabilidad y desestabilización de las emulsiones. En el Capítulo II se detalla el proceso de fraccionamiento de lecitina nativa de girasol, mediante el empleo de diferentes soluciones etanol-agua y distintos niveles de pH del solvente de extracción. Además, se analizan las propiedades funcionales de las fracciones enriquecidas en fosfatidilcolina PC, como agentes emulsificantes de emulsiones O/W. En el Capítulo III se estudia la obtención, caracterización, estabilidad oxidativa y condiciones de almacenamiento más adecuadas de aceites mezcla girasol-chía, los cuales presentan relaciones omega-6:omega-3 acordes a las recomendadas por la FAO/OMS, evaluando la eficiencia de la adición de antioxidantes (extracto de romero, palmitato de ascorbilo y su mezcla) con respecto al deterioro oxidativo de los mismos. Además, se presentan los resultados del análisis sensorial. En el Capítulo IV se evalúa la estabilidad física de emulsiones O/W formuladas con aceites mezcla girasol-chía, lecitinas modificadas de girasol mediante “deoiling” y fraccionamiento (agente emulsificante) y mucílago de chía (agente estabilizante). Finalmente, se exponen las Conclusiones generales obtenidas a partir de este trabajo de Tesis y en base a ellas, las Perspectivas futuras.

El objetivo general de este trabajo es la aplicación de técnicas de biorremediación para realizar el tratamiento de residuos industriales que contienen metales pesados. Para lograr este objetivo general, se han planteado los siguientes objetivos específicos:  Caracterizar física y químicamente los residuos industriales. Determinar los metales presentes en mayor cantidad y la especiación de los mismos en el residuo.  Estudiar el proceso de lixiviación de metales pesados empleando bacterias del género Acidithiobacillus. Evaluar la eficiencia del proceso en lote o continuo en distintas modalidades (lote vs. sistema continuo con bacterias inmovilizadas, contacto directo vs. indirecto).  Recuperación de los metales lixiviados mediante biosorción empleando algas pardas marinas.