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La técnica Mössbauer es una herramienta fundamental para el estudio de la estructura nanoscópica de diversos materiales que representan un rol clave en el desarrollo tecnológico, especialmente el hierro y sus compuestos. La técnica de medición fue desarrollada en la década del 70, período en que se diseñó y perfeccionó el instrumental que actualmente se utiliza en la mayoría de los laboratorios. Desde entonces son pocas las modificaciones que se han realizado a la instrumentación asociada con este tipo de observación nuclear. Las técnicas Mössbauer tradicionales de aceleración constante y de velocidad constante encuentran limitaciones en alguna experiencias particulares, sobre todo en lo que se refiere al estudio de la dinámica de los materiales ante variaciones de parámetros externos, como temperatura, campo magnético, presión o grado de evolución de una transición de fase. En esta tesis se introduce una nueva técnica de medición, llamada de velocidad programable, que es una combinación de las dos técnicas mencionadas. Se realiza la especificación, diseño e implementación de la instrumentación necesaria para aplicar la nueva metodología en un laboratorio de espectroscopia nuclear tradicional. Se incluyen varios aspectos originales relacionados con la optimización de la detección de eventos resonantes y con la operación de los transductores a velocidad constante. El nuevo modo de operación presenta ventajas relevantes respecto de los anteriores, principalmente en lo que se refiere a eficiencia y tiempo de adquisición, manteniendo la exactitud y precisión de sus predecesores. Al habilitar la adquisición automática de espectros parciales de absorción, facilita la realización de experimentos que permiten estudiar la estructura de los materiales en forma dinámica. La aplicación de nuevas tecnologías al diseño del instrumental resultó en la implementación de un espectrómetro más versátil que sus antecesores, que consigue ampliar el espectro de aplicación al agregar nueva funcionalidad a los instrumentos. Resulta así un universo de nuevos experimentos realizables que permiten la medición de nuevos parámetros físicos, como así también una gran cantidad de experimentos de larga duración que pueden ser automatizados.

La presente tesis doctoral está centrada en el uso de la Dispersión Inelástica Resonante de Rayos X (RIXS) para la determinación del entorno químico de un átomo emisor a partir de espectros colectados mediante sistemas dispersivos en energía, los cuales puedenobtenerse en laboratorios de rayos X convencionales o en facilidades sincrotrón.El trabajo consta de dos partes. La primera de ellas describe la técnica EDIXS (Energy Dispersive Inelastic X-Ray Scattering ) que desarrollamos en base al uso de métodos multivariados para extraer información de espectros RIXS, colectados por un sistema dispersivoen energía y con un haz incidente monocromático. Se demuestra la potencialidad de EDIXS al aplicarla para estudiar compuestos de interés en distintas disciplinas como la química, la biología y el medio ambiente. En estas aplicaciones, se midieron espectros RIXS bajodistintas configuraciones experimentales utilizadas en la Fluorescencia de Rayos X y se analizaron las ventajas brindadas por cada configuración.La segunda parte describe el diseño, construcción y funcionamiento de un nuevo espectrómetro. Este sistema está basado en un cristal analizador de forma cónica discreta, que selecciona los fotones provenientes de la muestra emisora y los difracta hacia distintasposiciones de la superficie de un detector sensible a la posición. El prototipo se fabricó con un cristal de Si(2,2,0) y funciona en un rango de energías de 5300 a 7300 eV, obteniendo una resolución en energías del orden de 8 eV en este rango. El sistema propuesto resultacompacto (distancia entre muestra y detector de 14 mm) y permite la toma del espectro de una muestra en un solo disparo, sin necesidad de barridos angulares. Se detalla su funcionamiento en la línea experimental D09B-XRF del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotron(LNLS) del CNPEM de Brasil, a través de la medición de espectros fluorescentes de metales de transición.

La cuantificación hidrológica de los escurrimientos en el sistema fluvial del río Carcarañá es fundamental para la gestión sustentable del recurso hídrico superficial en esa cuenca siendo la variable de interés a cuantificar el caudal superficial escurrido por los distintos tributarios en condiciones de aguas bajas, medias y altas (crecidas). En lo que respecta a la caracterización hidráulica, a pesar de que los principios básicos de la hidráulica de canales abiertos y el transporte de sedimentos relacionado con el flujo en canales rectos y uniformes se conoce lo suficiente no son siempre apropiados para cauces naturales en donde se presentan estructuras complejas y complicadas de analizar. En particular no se encuentran disponibles suficientes investigaciones para situaciones complejas típicas que se presentan en ríos y cauces naturales como por ejemplo en confluencias. La compleja hidrodinámica que tiene los flujos en cauces naturales también afecta notablemente los procesos de mezcla y hacen que las ecuaciones desarrolladas en la bibliografía presenten falencias importantes en algunos casos debido a que fueron desarrolladas en laboratorios o para cauces naturales con diferentes características a las del sistema de estudio. Para lograr avances en la cuantificación hidrológica y la caracterización hidráulica en el sistema fluvial de estudio fue necesario utilizar equipamiento con alta resolución espacial y temporal siendo los Perfiladores Acústicos Doppler (ADCP por siglas en inglés) la tecnología que satisface estos requerimientos. A pesar de los grandes avances que se han realizado en los últimos años en la implementación de esta técnica, todavía quedan aspectos de su implementación que requieren mayor investigación. En esta tesis se realizan contribuciones originales relacionadas a: a) la determinación del tiempo óptimo de registro en mediciones estacionarias de caudal con ADCP, b) la estimación de la incertidumbre en mediciones de caudal con ADCP desde plataformas móviles mediante el uso de métodos computacionales y c) la evaluación interinstitucional de métodos y técnicas experimentales a través de Regatas de Medición de caudal. En lo que se refiere específicamente a la cuantificación hidrológica, en esta tesis se realizan contribuciones importantes a la información hidrológica existente en el sistema fluvial (260 mediciones de caudal en 66 campañas) que permitieron generar herramientas para la gestión del recursos hídrico superficial en la cuenca como curvas que relacionan los valores de altura de superficie libre y caudal (H-Q) en los principales tributarios, verificación de la capacidad de los órganos de descarga de las principales presas del sistema y determinación de las capacidad de escurrimiento de los cauces. La principal contribución original en este aspecto está referida a la evaluación en el sistema fluvial de estudio de la ?Rugosidad inducida por la presencia de formas de fondo? ya que esta rugosidad afecta significativamente a las relaciones H-Q. En esta tesis se genera una nueva ecuación para determinar la rugosidad generada por formas de fondo partiendo de la base física que la resistencia por forma de fondo es generada por el arrastre que producen las mismas al flujo. Además, se propone una nueva metodología para determinar en campo los efectos de la rugosidad de las formas de fondo sobre el flujo (para su óptima parametrización) en base a medición de perfiles de velocidad con ADCP. Todos los desarrollos propuestos han sido evaluados con datos registrados específicamente en el sistema fluvial de estudio. En relación con la caracterización hidráulica del flujo, en esta tesis las principales contribuciones están relacionadas a la evaluación de los procesos de mezcla en una confluencia fluvial en ríos con diferente densidad en el sistema fluvial de estudio (confluencia de los Ríos Tercero y Saladillo). Esta confluencia presenta características particulares que resaltan las contribuciones realizadas en esta tesis: a) esta confluencia se produce en una curva; b) en esta confluencia las diferencias en densidades son producidas por los minerales disueltos en el agua por lo que presenta las mayores diferencias en condiciones de estiaje (con menores relaciones de momento entre los tributarios), poco común de observar. También se realizan contribuciones originales en la Determinación del Coeficiente de Dispersión Longitudinal en base a mediciones con ADCP de perfiles transversales de velocidad longitudinal. Así es posible realizar una cuantificación de este coeficiente utilizando información registrada en las 260 mediciones de campo realizadas con ADCP en el sistema fluvial de estudio para condiciones de aguas bajas, medias y altas por lo que fue posible evaluar su comportamiento a medida que las condiciones de flujo cambian. Finalmente, y no menos importante se realizan actividades de divulgación social de los resultados obtenidos y las problemáticas observadas.

Tesis presentada en la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Almería (España) para obtener el título de Doctor Ingeniero Agrónomo, en marzo de 2001.

El proceso de crecimiento de los centros urbanos, como ámbitos en los que se desarrolla la vida de las personas, ocurre tanto en extensión como en densidad. La falta de planificación de este proceso lleva a la disminución de la calidad ambiental de las ciudades y de la calidad de vida de sus habitantes. Esto implica un mayor gasto energético para mantener una situación habitable en las concentraciones urbanas (calefacción, aire acondicionado, bombas de desagote de pluviales, entre otros), como la ciudad de Córdoba. Los techos verdes son una herramienta para mitigar esta pérdida de calidad ambiental, sumando beneficios como la regulación térmica, mitigación de la escorrentía pluvial, aumento de la biodiversidad, valorización de los edificios, incremento de visitantes florales, mejora de la calidad del aire, entre otros. Se realizó un diagnóstico para evaluar el grado de incorporación de esta tecnología a la ciudad de Córdoba, el cual permitió observar que posee solo la mitad de superficie de techos verdes por kilómetro cuadrado de ejido municipal en relación a otras ciudades capitales como México DF con serios problemas de densificación y pérdida de calidad ambiental. A pesar de ello, el 86% de la superficie de techos verdes están en la zona de mayor efecto de isla de calor urbana (ICU). Otra particularidad local fue que un gran porcentaje de las azoteas vegetadas son zonas de esparcimiento y disfrute de los usuarios, por lo que se infiere que este tipo de cubiertas puede ser una “trampa” contra la sustentabilidad urbana, debido al alto mantenimiento que necesitan. Predominan las cubiertas verdes mono-específicas tipo “césped” y, en ningún caso, fueron incluidas especies nativas en sus diseños. A partir de allí se realizó un análisis de factores que inciden directamente en la sostenibilidad de los techos verdes en las zonas semiáridas. El diagnóstico de situación de los techos verdes en la ciudad de Córdoba y el discernimiento de los factores de sostenibilidad permitieron establecer los principales lineamientos o criterios de sustentabilidad para la construcción e integración de los techos verdes en el espacio urbano de la ciudad de Córdoba. Estos lineamientos pudieron integrarse en una propuesta constructiva concreta. Al mismo tiempo, se lograron evaluar dieciséis híbridos del género Glandularia obtenidos del programa de mejoramiento de la Universidad Católica de Córdoba, como forma de aportar materiales selectos a estos espacios urbanos. Se consiguió seleccionar los mejores tres materiales luego de tres ciclos de selección en módulos que simularon condiciones de techos verdes semi-extensivos. Los mismos ofrecieron la mejor cobertura, tanto al inicio de la plantación como a lo largo del tiempo de cultivo bajo ambientes limitantes y con una condición sanitaria óptima. Se adoptó una herramienta para facilitar el análisis, el índice de aptitud para techos verdes (IATV), que permitió integrar las variables elegidas para evaluar el desempeño, ordenar los materiales y permitir una rápida selección.