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Los equipos de descargas arco en vacío son una fuente de plasma atractiva para la producción de películas delgadas. En estos equipos se produce un intenso jet de plasma metálico formado por iones de relativamente alta energía que son producidos con mucha eficiencia en la superficie del cátodo. Sin embargo, estos arcos también producen macropartículas de material catódico derretido que son depositadas en los sustratos. La presencia de estas macropartículas aumenta la porosidad y rugosidad de los recubrimientos afectando las propiedades de los films. Se han desarrollado varios sistemas de filtrado para separar las macropartículas del plasma, pero el filtrado magnético es el más empleado en la actualidad. Este tipo de filtro consiste en un tubo con un campo magnético axial que transporta el plasma a lo largo del mismo. En este trabajo se presenta un estudio del plasma generado mediante una descarga arco pulsada en vacío en un filtro magnético recto y de los recubrimientos obtenidos con este equipo. El estudio del plasma involucró mediciones con sondas electrostáticas y analizadores por campo retardador. Los resultados obtenidos para la energía cinética de los iones son similares a los hallados por otros autores, pero también se encontró que la energía era independiente de la intensidad del campo magnético dentro del rango estudiado en este trabajo. La temperatura electrónica también resultó independiente del campo magnético y de la posición a lo largo del filtro, indicando la ausencia de colisiones. Se realizaron mediciones de corriente iónica de saturación y de potencial flotante en diferentes posiciones axiales y radiales dentro del filtro para distintas intensidades del campo magnético, y se desarrolló un modelo teórico para entender la dinámica de la entrada de plasma y su transporte a lo largo del filtro. Un análisis de los resultados experimentales realizado con el modelo teórico mostró que, en este dispositivo, a medida que la intensidad del campo magnético aumenta a lo largo del filtro, el movimiento del plasma evoluciona de una compresión radial con baja velocidad de rotación a un jet rotante guiado a lo largo del tubo. El estudio de los recubrimientos se realizó con cátodos de Cu, Ni, Ti, Zr y Mo, e involucró técnicas de microscopía así como difracción y reflectometría de rayos x. se encontró que los films crecen nanoestructurados, con granos columnares y espesores de alrededor de 10 nm por descarga. La presencia de macropartículas en los recubrimientos también fue estudiada y se encontró que el número y tamaño de las mismas variaba con el punto de fusión del material del film. A la entrada del filtro, el campo magnético axial produce una reducción considerable del número de partículas normalizado con la corriente iónica colectada. Sin embargo, no se observó más reducción en los films obtenidos a la salida del filtro, indicando que el flujo de macropartículas no es apreciablemente reducido a lo largo del tubo.

El dióxido de titanio (TiO2) es un material ampliamente conocido por su excelente estabilidad química, por sus propiedades mecánicas, la alta hidrofilicidad y por sus propiedades fotocatalíticas bajo irradiación UV. La excelente resistencia a la corrosión del titanio metálico se debe a la estabilidad generada por la capa protectora de dióxido de titanio que se desarrolla naturalmente sobre su superficie. El depósito de un film TiO2 sobre diversos sustratos permite aumentar la dureza y la resistencia al desgaste de sus superficies, además si el film crece en fase rutilo mejora su biocompatibilidad y hemocompatibilidad tornando estos recubrimientos de interés para el desarrollo de biomateriales. En este trabajo se propuso la obtención de recubrimientos de TiO2 en fase rutilo con un proceso de crecimiento a baja temperatura (<450 °C) sobre superficies de acero AISI 316L. El acero AISI 316L es un material tecnológicamente importante ampliamente utilizado en diversos sectores de la industria, entre ellos en la industria médica donde se emplea para la fabricación de prótesis. Es un acero austenítico que contiene cromo, níquel y un pequeño porcentaje de molibdeno lo cual le provee una excelente resistencia a la corrosión, además tiene un costo económico mucho menor al del titanio. La obtención de los recubrimientos de TiO2 en fase rutilo a relativamente baja temperatura, además de evitar defectos superficiales del recubrimiento, permite extender su aplicación a sustratos que no soportan los aproximadamente 800ºC requeridos para la transformación a la fase rutilo mediante tratamientos térmicos. En esta tesis, se estudió y optimizó la obtención de recubrimientos de TiO2 con alta proporción de fase rutilo utilizando la técnica de arco catódico. Se realizó el análisis de la influencia de los diferentes parámetros del proceso que afectan el crecimiento y la estructura cristalina de los recubrimientos de TiO2. Se llevó a cabo un estudio sistemático en función de la temperatura del sustrato, del voltaje de polarización y en función del espesor de una capa intermedia de titanio introducida entre el recubrimiento de TiO2 y el sustrato. Una desventaja de los arcos es que junto con el plasma emiten micropartículas de hasta -10 µm de tamaño que introducen defectos en los films degradando su calidad. Para disminuir la presencia de micropartículas en los recubrimientos se incorporó un filtro magnético. Los resultados de la caracterización estructural en función de la temperatura mostraron que es posible obtener la fase rutilo en mayor proporción que la fase anatasa con calentamiento in situ a temperaturas inferiores a 500°C empleando polarización con tensiones DC de - 100V. La polarización del sustrato produce que los iones provenientes del plasma impacten en la superficie con mayor energía, favoreciendo el crecimiento del rutilo a menor temperatura. La introducción de una capa intermedia de titanio entre el sustrato y el recubrimiento de TiO2 aumentó la proporción de rutilo/anatasa, convirtiendo el rutilo en la fase principal de la película de TiO2. La máxima cantidad de rutilo se alcanzó para la capa intermedia Ti más fina (-100 nm) y con una temperatura de 400 °C. El crecimiento de la fase se vió favorecido en estas condiciones debido a que la estructura con la cual crecen los films de Ti más delgados presenta gran similitud en la posición de los átomos de titanio con respecto al rutilo. Este hecho fue atribuido a que los films delgados de Ti poseen mayor contaminación de oxigeno que induce la expansión de la celda de titanio. La incorporación del filtro de micropartículas mejoró la cristalinidad y uniformidad de los films. La caracterización tribológica y mecánica se realizó para recubrimientos obtenidos sobre sustratos con la rugosidad superficial de la placa comercial (sin pulir) y otras pulidas a espejo. Los recubrimientos en las muestras sin pulir fueron los que presentaron mejor adherencia, mayor resistencia al desgaste y mayor dureza. No se observaron diferencias en la respuesta entre las muestras recubiertas sin o con filtro de micropartículas. El estudio de la resistencia a la corrosión de los recubrimientos en un medio acuoso que simula el fluido biológico mostró que las muestras más resistentes son las depositadas usando el filtro magnético. La disminución de defectos en la superficie redujo la probabilidad de picado disminuyendo la susceptibilidad a la corrosión. Los resultados demuestran que se ha logrado optimizar el proceso de deposición por arco catódico para obtener recubrimientos de dióxido de titanio con predominio de fase rutilo a baja temperatura. Las buena respuesta mecánica, tribológica y a la corrosión de estos recubrimientos sobre las muestras de acero 316L los posicionan como candidatos para su aplicación en biomateriales.

El objetivo de este trabajo ha sido analizar las poblaciones bacterianas y los mecanismos de corrosión microbiológica en un depósito de almacenamiento interino en húmedo de elementos combustibles gastados provenientes del reactor de investigación y producción de radioisótopos, también llamado repositorio. Se realizaron análisis de la población bacteriana cultivable presente en el repositorio, identificándose 18 microorganismos diferentes, con presencia mayoritaria de Bacillus cereus, seguido del género Pseudomonas. Se investigó el efecto de una de las cepas aisladas de B. cereus, B. cereus RE10 tanto en la aleación de aluminio 6061 empleada en la fabricación de elementos combustibles como en aluminio de alta pureza (Al 99,999%). Los experimentos fueron llevados a cabo en un medio altamente diluido, con la finalidad de reproducir las condiciones ambientales presentes en el repositorio. Se observó la presencia de picaduras no cristalográficas en forma de túnel en las muestras de AA6061 expuestas a B. cereus RE10 pero no así en Al 99,999%. Dichas picaduras se encontraron cubiertas de depósitos blancos, de tipo globular, compuestos por una mezcla de biofilm y óxido de aluminio. Se determinó la existencia de una correlación entre las zonas atacadas y la presencia de inclusiones de tipo Al-Fe-Si. Se postuló que dicha correlación podría estar relacionada con el pH generado en torno a las inclusiones, el cual favorecería el desarrollo del biofilm, contribuyendo a generar un fenómeno de corrosión bajo depósito. Uno de los mayores problemas en el estudio de los biofilms, en particular en presencia de óxidos, es la dificultad de seguir su desarrollo por técnicas no invasivas, ya que habitualmente se emplean métodos basados en tratamientos tales como desecación, tinción con colorantes, etc. El uso de microorganismos genéticamente modificados capaces de producir la proteína verde fluorescente (GFP) propuesto en este trabajo, ha permitido superar este obstáculo ya que hace posible el seguimiento de los biofilms sin ningún tipo de tratamiento, mediante microscopía de epifluorescencia. Por este motivo se decidió evaluar en forma comparativa la capacidad de formación de biofilms en diferentes condiciones y el efecto sobre AA6061 en medio diluido de la cepa Pseudomonas aeruginosa PAO1, de su derivada PAO1-GFP y de dos cepas de Pseudomonas aisladas del repositorio. El empleo de la cepa PAO1-GFP como modelo en estudios de corrosión microbiológica permitiría el estudio del fenómeno en forma rápida, fácil y de bajo costo. Los resultados muestran que, en todos los casos se observó formación de depósitos y ataque debajo de los mismos, con una morfología similar a la encontrada para el caso de B. cereus RE10. No se encontraron diferencias significativas entre las cepas analizadas, lo que permitiría el uso de PAO1-GFP en futuros estudios de biocorrosion. Este trabajo muestra una primera aproximación al estudio de la corrosión inducida microbiológicamente en repositorios nucleares en Argentina. Los resultados obtenidos permiten destacar la importancia de dicho fenómeno, aún en medios con una baja concentración de nutrientes, así como también enfatizar las ventajas del empleo de microorganismos portadores de genes reporteros en estudios de corrosión microbiológica. Como conclusión general puede decirse que la profundización de estudios de los mecanismos de corrosión inducida microbiológicamente podría contribuir a la prevención y control del proceso de corrosión ya que es o puede llegar a ser un fenómeno de importancia en lo referente a la vida útil, costo operativo y seguridad de este tipo de instalaciones nucleares.

El Complejo IV o citocromo c oxidasa (COX) es la enzima terminal de la cadena respiratoria de la mitocondria y su ensamblado requiere la formación de centros de cobre en sus subunidades. Las proteínas COX17 y COX19 estarían involucradas en la inserción del cobre en COX. En Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) encontramos dos genes que codifican proteínas COX17, denominados AtCOX17 -1 y AtCOX17-2, y dos genes AtCOX19 que codifican proteínas idénticas. En este trabajo de Tesis nos propusimos estudiar la función de las metalochaperonas de cobre AtCOX17 y AtCOX19. Estudios de microscopía confocal indicaron que ambas proteínas tienen localización mitocondrial coincidente con la función propuesta en la biogénesis de COX. La disminución de los niveles de expresión de AtCOX17 -1 y AtCOX17-2 en forma simultánea retrasa el crecimiento en Arabidopsis mientras que la disminución de la expresión de los genes AtCOX17 en forma individual no afecta el desarrollo de las plantas. Estos resultados sugieren redundancia funcional entre AtCOX17-1 y AtCOX17-2 en la biogénesis de COX. La disminución de la expresión de los genes AtCOX17 de manera individual genera plantas que presentan menor inducción de genes de respuesta a estrés y mayores niveles de anión superóxido y lípidos peroxidados luego del tratamiento con NaCl. Plantas con mayores niveles de AtCOX17-1 presentan menores niveles de lípidos peroxidados. Estos resultados indican que las proteínas AtCOX17 serían necesarias para que ocurra una respuesta eficiente a estrés en plantas. Además, AtCOX17-2 y AtCOX19 podrían estar involucradas en la homeostasis del cobre en Arabidopsis.

Durante el periodo Noviembre 85-Febrero 87, se investigó la evolución de algunos parámetros bióticos y abióticos del rio Reconquista (Prov. de Buenos Aires), que atraviesa un área urbana muy contaminada. Los muestreos se llevaron a cabo mensualmente en cuatro sitios. Se relacionó la densidad del fitoplancton superficial con algunas propiedades fisicas y químicas del agua (temperatura, pH, conductividad, oxigeno disuelto y sólidos totales y disueltos); el factor más relevante fue el oxigeno disuelto (OD). Durante el periodo estudiado se registraron importantes fluctuaciones de los parámetros bióticos y abióticos, siendo, cerca de la desembocadura, muy característicos la disminución del OD hasta valores próximos a 0 y la elevada concentración de Zn (1-4 mg.1ˉ¹). El pH varió entre 6,4 y 10; la temperatura del agua siguió un patrón regular acompañandoel ciclo climático, mientras que la conductividad siguió un perfil similar al observado en los sólidos disueltos. Las concentraciones medias de clorofila a fueron relativamente bajas (4 μg. 1ˉ¹); valores más altos (35 μg. 1ˉ¹) se encontraron solamente durante floraciones algales. El análisis del fitoplancton mostró la presencia de 160 taxa. La biomasa fue dominada por las Bacillariophyceae, seguida en importancia por las Chlorophyceae. Hacia la desembocadura, en la zona más contaminada, se observaron importantes aumentos de las Cyanophyceae y de las Euglenophyceae. En una segunda etapa, se diseñaron cuatro bioensayos multiespecíficos estáticos de laboratorio a fin de evaluar la respuesta de las comunidades fitoplanctónicas nativas de otoño, invierno, primavera y verano, a diferentes concentraciones de zinc (2,5; 10; 20-25 y 40-50 mg. 1ˉ¹), en condiciones controladas. Los mismos se llevaron a cabo durante un mes, muestreándose cada 2-3 dias. La respuesta algal resultó concentración de zinc-dependiente: 2,5 y 10 mg. 1ˉ¹ de Zn en el medio provocaron un manifiesto efecto estimulatorio del crecimiento de ciertas diatomeas; con 20-25 se disparó el crecimiento de Chlorella vulgaris Biej. (Chlorophyceae), y en general, con 40-50 mg. 1ˉ¹ de Zn hubo signos de letalidad generalizada excepto para algunas especies de diatomeas que resultaron tolerantes al zinc en las condiciones de los bioensayos: Cyclotella meneghiniana Kütz., Gomphonemaparvulum (Kütz.) Kütz., Navicula sp., Nitzschia palea (Kütz.) Smith, Nitzschia sp., Pinnularia biceps Greg., Synedra acus Kütz. y Synedra ulna var. amphirrhynchus (Ehr.) Grun., Chlorella vulgaris Biej. desarrolló, en general, sin inconvenientes en todas las condiciones. Cyanophyceae, Euglenophyceae, Tribophyceae, Chrysophyceae y Dinophyceae mostraron ser particularmente sensibles. En general, a medida que la concentración de Zn ²+ se incrementó, Chlorella vulgaris Biej. gradualmente se volvió el taxón dominante, reflejándose ésto en una disminución de la diversidad del sistema algal ensayado. Se desarrollaron entonces, comunidades más simples, integradas casi exclusivamente por especies tolerantes al Zn.