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El cobre es un metal importante en la vida cotidiana presente en una diversa gama de objetos desde cables y monedas hasta pinturas y circuitos impresos. En las distintas etapas de su obtención a partir del mineral y en su purificación se usan aditivos que en general no sonamigables con el medio ambiente, como el etilxantato de potasio y la tiourea. El monitoreo de su concentración es importante para mantenerlos en niveles óptimos desde el punto de vista de calidad del producto y también del reacondicionamiento de soluciones, permitiendo su reutilización, para lo cual es importante contar con métodos simples, robustos y económicos de cuantificación de estos compuestos en aguas de procesos y en efluentes.En esta tesis se desarrollaron diferentes sensores para los dos compuestos mencionados, los cuales incluyen la utilización de técnicas espectroscópicas (UV-vis) y electroquímicas (voltametrías cíclica y de onda cuadrada y espectroscopía de impedancia).Orientados a las etapas intermedias de producción, donde el pH es muy bajo y la fuerza iónica, elevada; se desarrollaron sensores basados en la interacción de los analitos con materiales nanoestructurados inmovilizados en una matriz polimérica, ya sea en tiras de acetato para obtener sensores espectrofotométricos, o en electrodos de grafito obtenidos por serigrafía para lograr sensores electroquímicos. En el primer caso se evaluó el efecto del analito sobre la banda del plasmón de resonancia superficial de las nanopartículas y en el segundo, su efecto sobre los procesos de oxidación y/o la resistencia a la transferencia de carga de la superficie.Por otra parte, con el objetivo de medir tiourea en efluentes y dado que la misma es un conocido inhibidor enzimático, se hizo una prueba de concepto de un sensor enzimático, basado en peroxidasa de rábano picante (HRP). Así, mediante la técnica de voltametría cíclica se midió la corriente catalítica de reducción de peróxido de hidrógeno, la cual se vio disminuida en presencia de tiourea debido a la inhibición de la enzima.Finalmente, completando la explicación del principio de funcionamiento de los sensores, se realizaron caracterizaciones de los mismos mediante técnicas de microscopía (SEM), electroquímicas (voltametría cíclica), espectroscópicas de absorción en el IR (PM-IRRAS, ATR) y de microbalanza de cristal de cuarzo (QCM).

El cobre es un metal importante en la vida cotidiana presente en una diversa gama de objetos que van desde cables y monedas hasta pinturas y circuitos impresos. En las distintas etapas de su obtención a partir del mineral y en su purificación se usan aditivos que en general no son amigables con el medio ambiente, como el etilxantato de potasio y la tiourea. El monitoreo de su concentración es importante para mantenerlos en niveles óptimos desde el punto de vista de calidad del producto y también del reacondicionamiento de soluciones, permitiendo su reutilización, para lo cual es importante contar con métodos simples, robustos y económicos de cuantificación de estos compuestos en aguas de procesos y en efluentes. En esta tesis se desarrollaron diferentes sensores para los dos compuestos mencionados, los cuales incluyen la utilización de técnicas espectroscópicas (UV-vis) y electroquímicas (voltametrías cíclica y de onda cuadrada y espectroscopía de impedancia). Orientados a las etapas intermedias de producción, donde el pH es muy bajo y la fuerza iónica, elevada; se desarrollaron sensores basados en la interacción de los analitos con materiales nanoestructurados inmovilizados en una matriz polimérica, ya sea en tiras de acetato de celulosa para obtener sensores espectrofotométricos, o en electrodos de grafito obtenidos por serigrafía para lograr sensores electroquímicos. En el primer caso se evaluó el efecto del analito sobre la banda del plasmón de resonancia superficial de las nanopartículas y en el segundo, su efecto sobre los procesos de oxidación y/o la resistencia a la transferencia de carga de la superficie. Por otra parte, con el objetivo de medir tiourea en efluentes y dado que la misma es un conocido inhibidor enzimático, se hizo una prueba de concepto de un sensor enzimático, basado en peroxidasa de rábano picante (HRP por sus siglas en inglés). Así, mediante la técnica de voltametría cíclica se midió la corriente catalítica de reducción de peróxido de hidrógeno, la cual se vio disminuida en presencia de tiourea debido a la inhibición de la enzima. Finalmente, completando la explicación del principio de funcionamiento de los sensores, se realizaron caracterizaciones de los mismos mediante técnicas de microscopía (SEM), electroquímicas (voltametría cíclica), espectroscópicas de absorción en el IR (PM-IRRAS, ATR) y acústicas (microbalanza de cristal de cuarzo, QCM).

La expansión acelerada del universo es una de las características más importantes del modelo cosmológico estándar. La evidencia observacional que sustenta tal expansión, interpretada dentro de dicho modelo (basado en la Teoría de la Relatividad General junto las hipótesis de homogeneidad e isotropía), indica que el Universo estaría dominado por la comúnmente llamada "energía oscura", en una proporción aproximada de 7/3 con relación a la materia oscura. Esta nueva forma de materia debería poseer características peculiares: su densidad aumentaría con el volumen y su distribución sería espacialmente homogénea. Tales atributos, muy alejados de aquellos que caracterizan a la materia ordinaria, sugieren que es necesario modificar el modelo estándar. El tema de investigación de esta tesis son las soluciones exactas no homogéneas de las ecuaciones de Einstein y sus aplicaciones a diferentes problemas de interés cosmológico. Con las motivaciones presentadas anteriormente, el objetivo general del trabajo es estudiar modelos cosmológicos no homogéneos, viables como alternativa para describir las observaciones astronómicas sin la necesidad de recurrir a la incorporación de energía oscura. En particular, nos concentraremos en estudiar aquellas soluciones con simetría esférica, a saber, la solución de Lemaître-Tolman-Bondi, con un fluido perfecto sin presión como fuente, y la solución de Lemaître, que admite la descripción de un fluido con presión no nula. Discutiremos también algunos aspectos de la solución de Székeres. Entre las aplicaciones a problemas cosmológicos que abordaremos en esta tesis, podemos destacar: 1) El estudio de la variación temporal del corrimiento al rojo cosmológico debida a la tasa variable de expansión del universo (redshift drift): Esta cantidad, potencialmente medible con la tecnología actual, ofrecería la posibilidad de distinguir modelos cosmológicos. Es importante entonces estudiar las predicciones teóricas para este observable en diferentes escenarios, con el fin de hacer futuras comparaciones con las observaciones. 2) El desarrollo de la inflación en presencia de regiones no homogéneas: Una de las hipótesis importantes en la que se basan los modelos de inflación es la de suponer que cualquier irregularidad inicial es homogeneizada debido a la violenta expansión que caracteriza a la etapa inflacionaria. Si bien existen argumentos teóricos que justifican esta hipótesis, no hay una prueba definitiva de que la inflación tenga efectivamente esta propiedad para cualquier tipo de escenario inicial. Con esta motivación, estudiaremos si una región del espacio-tiempo puede presentar una etapa de inflación en un ambiente no homogéneo, con el objetivo de comprobar si alguna distribución primordial no homogénea de materia o radiación podría inhibir el avance de la inflación. 3) Modelos con distribución inicial no homogénea de materia y radiación: Los escenarios cosmológicos con dos fluidos no homogéneos han sido propuestos para modelar los efectos de la radiación sobre la evolución temprana de la geometría del universo. En este contexto, estudiaremos la evolución de un modelo de dos fluidos con simetría esférica (en donde la radiación y la materia son no comóviles). En particular, analizaremos los efectos de la presión anisótropa de la radiación sobre la evolución de la geometría. Concluimos el trabajo con una discusión general sobre los modelos no homogéneos y las perspectivas observacionales que permitan distinguir los diferentes escenarios cosmológicos.

Las aplicaciones de cómputo científico pueden considerarse como el tipo de software más longevo que haya sido creado. Hoy en día se pueden encontrar grandes referentes de este tipo de software diseminado en varias disciplinas de la ciencia, como Física, Química, Matemáticas, Biología, Economía, etc. Uno de los ejemplos más vigentes en la actualidad son los llamados Modelos Climáticos Globales o Global Climate Models (en inglés) utilizados para el estudio climático. Los científicos han desarrollado software desde la aparición de los primeros lenguajes de programación ya hace mas de 76 años. Fortran es el primer lenguaje de alto nivel creado, el primer lenguaje en tener su propio estándar y el mas utilizado en HPC junto con C. En la tesis se introduce una nueva metodología de desarrollo de software llamada Change Driven Development (CDD), creada inicialmente para el proceso de mantenimiento, basada tres aspectos: aspectos esenciales del software (el cambio), herramientas de desarrollo altamente integradas y transformaciones de código fuente(restructuring y refactoring). En la misma se describe detalladamente la metodología y se valida mediante 4 casos de estudios de diversa índole.

Presentamos en este trabajo algunas aplicaciones al procesamiento óptico de imágenes usando un cristal fotorrefractivo BSO. Para ello en el capítulo 1 estudiamos las propiedades físicas del cristal BSO, describiendo aspectos generales del mismo, sus propiedades ópticas y la estructura de niveles de energía . En el capítulo 2 se estudia el efecto fotorrefractivo haciendo un análisis del efecto electroóptico tanto en el caso general como en el caso particular del cristal BSO en aquellas configuraciones más utilizadas. También se hace un análisis de la generación del campo de cargas espaciales fotoinducidas. Todo ello nos permitió arrivar a una ecuación integrodiferencial que relaciona la distribución de intensidad incidente sobre el cristal con el campo de cargas espaciales fotoinducidas. Esta relación junto con las nociones de birrefringencia nos permitió entender al sistema formado por el cristal entre polarizadores lineales como un filtro de intensidad. Este filtro tiene la ventaja de poder ser modificado desde el exterior. En el capítulo 3 desarrollamos por medio del modelo propuesto en el capítulo anterior el estudio de la distribución de transmitancia del filtro de intensidad controlado por una distribución de intensidad luminosa unidimensional. En particular lo adaptamos para una distribución de intensidad que simula una rendija en movimiento. Finalmente, en el capítulo 4 presentamos aplicaciones clásicas en forma novedosa tales como el pseudocoloreado de niveles de gris y el filtrado de frecuencias espaciales a tiempo real. Por otra parte mostramos una aplicación de desarrollo más reciente como es el filtrado renovador.

Durante el desarrollo de esta Tesis se obtuvieron y caracterizaron complejos de polielectrolitos naturales (PECs) formados por combinación controlada de un polielectrolito aniónico, el xilano (Xil), y un polielectrolito catiónico, el quitosano (Q). Estos complejos forman una nueva unidad, cuyo comportamiento es diferente a los polielectrolitos simples de partida. Los mismos se utilizaron, por un lado, para obtener películas aptas para ser usadas como material de embalaje y como hidrogeles para la liberación controlada de drogas, y por el otro, como agentes de resistencia en seco de papeles no blanqueados reciclados de coníferas de alta calidad. Se pretende reemplazar el uso de los polímeros sintéticos y los materiales obtenidos a partir de éstos, por polielectrolitos naturales, renovables y biodegradables como el xilano, el cual proviene de la biomasa lignocelulósica. Se evaluó el efecto de las condiciones del medio líquido y del orden de agregado de los polímeros en la formación de los complejos de Xil/Q. Se prepararon complejos catiónicos (CatPECs) y aniónicos (AnPECs) y se evaluó el efecto de la fuerza iónica sobre la densidad de carga, distribución de tamaño, potencial zeta y estabilidad coloidal. Como primera aplicación, se evaluó la capacidad de los PECs catiónicos (CatPECs) para formar películas con propiedades aptas para embalaje. Se evaluaron distintas relaciones de masa de ambos polielectrolitos (relación Xil/Q (%p/p): 70/30, 75/25, 80/20 y 85/25) en las características de los PECs formados y en sus posibilidades de aplicación. Las películas se prepararon por volcamiento/evaporación de suspensiones de CatPECs. Se evaluó el efecto de adición de un bajo porcentaje de plastificante, el glicerol. Las películas se caracterizaron principalmente a través de determinaciones de difracción de rayos X (DRX), solubilidad, propiedades mecánicas, permeabilidad al oxígeno y al vapor de agua, estabilidad térmica (TGA) y propiedades antimicrobianas. Además, se evaluó el efecto de la humedad relativa mediante ensayos de análisis mecánico dinámico (DMA) y mediante sorción de vapor de agua (DVS). A su vez, se analizó la capacidad de estas películas para actuar como hidrogeles sensibles al pH, para su posterior uso en la liberación controlada de fármacos. Se utilizó diclofenaco sódico como agente activo para el estudio. Se estudió el efecto del agregado de un agente de entrecruzamiento iónico y no tóxico como el ácido cítrico/citrato de sodio. Los hidrogeles se caracterizaron mediante la capacidad de hinchamiento, solubilidad y propiedades mecánicas. Particularmente se evaluó el comportamiento de estos hidrogeles frente a los cambios de pH y fuerza iónica durante la incorporación y liberación del diclofenaco sódico. Por otro lado, se analizó la adsorción de los CatPECs y AnPECs de Xil/Q sobre una superficie modelo de celulosa nanofibrilar a través de las técnicas de QCM-D (microbalanza de cristal de cuarzo con control de disipación) y SPR (resonancia de plasmon superficial). Además, se estudia la capacidad de adsorción de los CatPECs y AnPECs de Xil/Q sobre fibras celulósicas recicladas no blanqueadas y su contribución en la mejora de las propiedades papeleras. De esta manera, con el estudio de las aplicaciones mencionadas, se pretende ampliar las posibilidades de aplicación del xilano, y en el caso particular de los hidrogeles, ampliar su aplicación en productos de alto valor agregado.

Esta monografía analiza las características de las aplicaciones dinámicas de Internet y presenta un nuevo enfoque para su desarrollo. Este tipo de aplicaciones, más conocidas como RIA, por sus siglas en inglés (Rich Internet Applications) presenta un mayor nivel de expresividad y de interactividad con los contenidos, lo que las hace particularmente atractivas para su aplicación en ámbitos educativos. Este nuevo enfoque está basado en Seaside, un entorno de desarrollo para construir aplicaciones dinámicas de Internet, que posean una lógica interna relativamente compleja. Seaside provee una arquitectura basada en componentes, cuya característica distintiva es, que permite modelar múltiples ujos de información independientes, lo que simpli ca notablemente la implementación de modelos complejos en Internet.

Fil:Riqué, Tomás. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Las reacciones de acoplamiento cruzado se han establecido en los últimos años como una herramienta fundamental dentro de las estrategias de síntesis orgánica, especialmente para la formación de enlaces carbono-carbono y carbono-heteroátomo. Por otra parte, un método de gran utilidad para la síntesis orgánica de alta eficiencia y para la generación de diversidad molecular en general, es la síntesis orgánica en fase sólida. En este trabajo de Tesis Doctoral nos enfocamos en el desarrollo de nuevos procesos de catálisis mediados por metales de transición aplicados especialmente a la química sobre soporte sólido para la obtención de compuestos de interés biológico. La primera etapa de nuestra investigación se focaliza en el estudio de la reacción de acoplamiento cruzado de Hiyama en fase sólida y la preparación de una quimioteca de biarilos obtenidos aplicando condiciones optimizadas de dicha reacción. En la siguiente etapa de nuestro trabajo, se detallan los resultados obtenidos del análisis de diferentes factores que afectan la eficiencia de esta reacción, haciendo especial énfasis en el efecto de la adición de CuI y una pequeña cantidad de agua a las condiciones de reacción. En esta etapa del trabajo de Tesis se ha logrado preparar una quimioteca de biarilos, incluso con heteroátomos en su estructura, y compuestos de mayor complejidad estructural, como las 4-biaril-β-lactamas. En la última etapa de este trabajo, se desarrolló una estrategia en fase sólida para la generación rápida de una quimioteca de E-estilbenos, basada en una combinación en tándem de acoplamientos cruzados catalizados por paladio, particularmente las reacciones de Hiyama y Heck.