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Este trabajo tuvo por objeto el estudio de la transferencia de cantidad de movimiento desde un cilindro interior rotante hacia uno exterior inmóvil a través de un medio flúido. El estudio se realizó en un amplio rango de números de Reynolds (entre 1 y 10^6) abarcando los regímenes laminar y turbulento neto. Los datos experimentales, analizados e interpretados, condujeron al establecimiento de correlaciones generales que dan el valor del coeficiente de transferencia de cantidad de movimiento, cD, en función del número de Reynolds, Re, y de los parámetros geométricos, en este tipo de sistema. El equipo, diseñado y construído al efecto, permitió medir el momento de torsión que aplicado al cilindro externo impide que el mismo rote en el sentido en que lo hace el interior. Con el valor del momento se calcula el del número de potencia, Po, correspondiente y al logaritmo de éste se lo representa gráficamente en función del logaritmo de Re. Las curvas obtenidas con el cilindro externo de diversos diámetros, con distintos tamaños y número de cortacorrientes y con distintas alturas del sistema son sensiblemente paralelas entre sí, siendo su tendencia decreciente, en régimen turbulento. Gracias al hecho que las curvas experimentales guarden el paralelismo al que se hizo mención, se deduce que la función que vincula a los datos experimentales en régimen turbulento tiene la siguiente forma: *Ver en tesis* en la cual F0 representa la corrección por el efecto de bordes B, esto es, la cantidad de movimiento que es transferida por otras superficies distintas a la lateral del cilindro interno y que debe ser eliminada para establecer la correlación; f1 es la función que da la influencia de la geometría del sistema: número de cortacorrientes n, anchos de los cortacorrientes h, diámetro del recipiente d; f2 es la función que describe la forma de la curva en función de Re. De las determinaciones efectuadas con sistemas de distintas alturas surge que f0 es una constante de valor 0.847 en el régimen turbulento. El estudio de los datos experimentales conducentes a la evaluación de f1 origina las siguientes conclusiones: a) Las variables n,h,d, son interdependientes. b) Esta interdependencia queda definida por un grupo adimensional nh/d, que establece la medida de "baffled" del sistema. c) A Re constante, la cantidad de movimiento transferida crece asintóticamente hacia un valor máximo al crecer nh/d. La forma de la ecuación que describe este hecho, f1 = K-(k-l)e^-ɣnh/d , es de especial interés pues podría resultar de aplicación general en el diseño de recipientes agitados, de mucha importancia técnica, en los que es conocido el hecho de que la potencia consumida a Re = cte. no crece por encima de cierto valor al aumentar h (sistema "full baffled"). La forma de las curvas formadas por los datos experimentales puede ser expresada, con aproximación creciente, por las siguientes funciones (f2): I) Una función monómica simple de exponente de Re constante. II) Una función de la forma *ver en tesis* son constantes dependientes de la geometría del sistema, basada en el modelo teórico de Prandtl para la transferencia de cantidad de movimiento en régimen turbulento. III) Un monomio cuyo exponente de Re es función cuadrática de ln Re. La combinación de estas funciones con las halladas f0 y f1 conduce a las siguiente correlaciones finales para el régimen turbulento: I) *Ver en tesis*. II) *Ver en tesis*. III) *Ver en tesis* siendo, para el caso de n = 0, notable la similitud de la primera de éstas con la clásica de Blasius para el factor de fricción del flujo de flúidos por tuberías cilíndricas lisas. Para el régimen laminar las funciones halladas tienen la forma: cD = c/Re. dependiendo c de las variables geométricas. Tal como la teoría de la estabilidad del régimen laminar en este tipo de sistemas lo prevé, la transición a régimen turbulento se produce a muy bajos valores de Re (alrededor de 80). A igualdad de Re, c es función creciente de h en el sistema en régimen laminar con cortacorrientes. Este hecho marca una diferencia respecto del flujo de flúidos por tuberías cilíndricas en el cual la rugosidad de la pared no influye sobre el factor de fricción en el caso de régimen laminar. Para interpretar este resultado se ha supuesto que la existencia de cortacorrientes disminuye el "diámetro efectivo" del cilindro externo.

El trabajo realizado es un aporte al estudio de la transferencia de materia entre fases, en particular, en un sistema discontinuo solido-fluido. En el presente trabajo se estudia 1a transferencia de materia sin y con reacción química, en un sistema de cilindros coaxiales rotatorios. Para el primer caso se busca una expresión que vincule los números adimensionales característicos del sistema, o sea Sh, Re, Sc y los factores de forma que se refieren al uso de cortacorrientes en distinto númeroy tamaño, y a la variación de la relación de diámetros de los cilindros. Entre las teorias sobre transferencia de materia sin reacción quimica, las de la película laminar de Whitman-Lewis,de la renovación de la superficie de Danckwerts,y la reciente de la pelicula turbulenta,son las que han tenido más aplicación en Tecnología. Desde hace tiempo ha sido reconocido que el modelo de Whitman-Lewis es una descripción sobresimplificada del mecanismo de la transferencia de materia entre fases, siendo, en particular, deficiente en la relación de los coeficientes de transferencia de materia con la difusividad molecular, prediciendo incorrectamente una dependencia de primer orden. Si es aplicable la teoria de la renovación de la superficie para explicar la transferencia de materia, el exponente del número de Schmidt en una correlación general de los números adimensionales antes mencionados, debe ser 0,5. En cambio, si es aplicable la teoria de la película turbulenta, el exponente deberá ser 1/3. En transferencia de materia con reacción quimica se estudia una reacción de segundo orden, rápida e irreversible. El control es difusional. Se busca la forma de 1a función φ(Sh',Re,ScA,ScB,cBL/cAi) = 0 siendo Sh' el número de Sherwood para transferencia de materia con reacción química y cBL/cAi la razón de las concentraciones de B en el seno del fluido y de A en la interfase. La expresión más conveniente es en términos del factor de reacción FR como función explícita de las demás variables. Las distintas teorias que explican la transferencia de materia con reacción quimica conducen a expresiones del factor de reacción como función de ScA/ScB(que es lo mismo que DB/DA)y cBL/cAi. Esto significa que el Re no es un parámetro que afecte FR. Las más importantes son las de Hatta, que es una aplicación de la teoria de la película laminar al caso en que hay reacción química, la de Meyerink y Friedlander, basada en la clásica teoria de Nernst-Brunner de la reacción controlada por la difusión, y la de Sherwoody Ryan, basada en un modelode película turbulenta. Todas llevan a una expresión del tipo: Fr=(1+ (ScA/Scb)*(CBL/CAi))*(ScB/ScA)^m siendo, el valor de m, de acuerdo a 1a distintas teorías: cero, según 1a primera; el exponente del So para transferencia sin reacción química, según la segunda, y 1/3 según 1a tercera. En el caso, como el presente, que la reacción química comprenda especies iónicas, hay difusión de iones que es importante tener en cuenta, pues cada especie iónica en presencia de otras, puede difundir a velocidades que son bastante diferentes de las que difundiria si fuera la única especie del medio. Por lo tanto los coeficientes de difusión, y en consecuencia los números de Schmidt, deben ser corregidos para tener en cuenta esos efectos iónicos. El efecto de los cortacorrientes no ha sido estudiado nunca en un sistema como el usado en el presente trabajo. Existen antecedentes bibliográficos sobre el uso de cortacorrientes en sistemas de otro tipo, especialmente en sistemas de partículas que se disuelven sin reacción química en líquidos agitados, en cuyo caso el efecto de los cortacorrientes depende de la velocidad de agitación y del tipo de agitador usados. El efecto de la variación de la relación de diámetros de los cilindros ha dido estudiado sin el uso de cortacorrientes, resultando que no influye sobre la velocidad de transferencia de materia. En el presente trabajo se estudió la disolución de ácido benzoico en agua, agua-glicerina, HONa-agua, HONa-agua-glicerina. La glicerina se usó para aumentar la viscosidad del líquido, y por lo tanto, el númerode Schmidt. El equipo utilizado consta esencialmente de un cilindro interior rotatorio (rotor) y de un cilindro exterior (recipiente) que contiene el liquido; El rotor está formado por un eje sobre el cual se calza una probeta anular de ácido benzoico entre anillos similares de acero inoxidable, que tienen como objeto prolongar el cilindro rotor,de tal modo que las bases se hallen alejadas de la superficie soluble, y por lo tanto no introduzcan efectos extraños que afecten el flujo hidrodinámico de la zona donde se produce la transferencia de materia. Con este artificio es posible aproximarse al limite teórico de cilindros infinitamente largos. Se usan dos tamaños de rotor, uno el doble del otro en diámetro y altura, para verificar el cambio de escala. Para los cálculos se usaron valores de las constantes fisicoquímicas determinados experimentalmente,cuando no se hallaron en la bibliografía. Se trabajó a Re comprendidos entre 4 x lO^3 y 10^6, y a ScA comprendido entre 800 y 10900. (Componente A = ácido benzoico; B = HONa). Se realizaron experiencias sin cortacorrientes y con ellos; En este caso se usaron entre 2 y 24 cortacorrientes de un tamaño tal que la relación entre el ancho de los mismosy el espesor de la capa de líquido comprendida entre el rotor y la pared del recipiente, se varió entre 0,13 y 0,95. Se observó que la inserción de cortacorrientes no va acompañada por variación alguna de la velocidad de transferencia de materia tanto con como sin reacción química. Este hecho, que es muy dificilmente explicable por la teoría de la película laminar, puede ser, en cambio, interpretado en términos de la teoria de la renovación de la superficie, diciendo que la velocidad de renovación superficial no es afectada por la presencia de cortacorrientes. Se puede demostrar, que en régimen turbulento, el coeficiente de transferencia de materia es igual a la velocidad media de las fluctuacion nes y en consecuencia cualquier factor que promuevalas fluctuaciones en un determinado punto, incrementará el coeficiente de transferencia de materia en ese punto. El hecho observado de que los cortacorrientes no afectan la velocidad de transferencia de materia,se puede interpretar entonces, comodebido a que los cortacorrientes producirian fluctuaciones de la velocidad del fluido en el seno de éste, pero que no llegarían hasta la interfase misma,no afectándose por lo tanto el coeficiente de transferencia. Tampocola relación de diámetros de los cilindros interior y exterior es un factor que tiene influencia sobre la velocidad de disolución con y sin reacción quimica, hecho que se puede explicar de la mismamanera que la ausencia de efecto de los cortacorrientes. La expresión de los resultados de la transferencia de materia sin reacción química en forma de una correlación general del tipo Sh = mo Re^m1 Sc^m2 es solamente una aproximación, ya que el exponente del Re no es realidad una constante, sino una función del mismo Re; es decir, la representación de Sh/Sc^m2 en función de Re no es una recta en un gráfico doble logarítmico. Una mejor aproximación es suponer una parábola una vez una recta. Por el método de cuadrados minimos de determinó esa función, suponiendo: a) una relación lineal y b) una relación cuadrática, obteniéndose: Ecuación Desv.cuad.media Desv.máx. a)Sh= 0,00540 Re^0,868 So^0,50 11,8% 53% b)Sh= 89,1 Re^-0,856 10^0,174(log Re)^2 Sc^0,50 5,8% 17% El exponente 0,50 del número de Schmidt indica la posible aplicabilidad de la teoría de 1a renovación superficial a la transferencia de materia sin reacción química. Los resultados experimentales de la transferencia de materia con reacción quimica, expresados en términos de FR en función de cBI/cAi y SOA/SCB, comparados con las distintas teorías, indican la mejor aplicabilidad de la teoría de la película turbulenta teniendo en cuenta los efectos de la presencia de iones. Es decir, 1a ecuación aplicable sería: FR= (ScB/ScA)^1/3 + (ScA/ScB)^2/3 cBL/cAi donde los números de Schmidt están calculados en base a coeficientes de difusión corregidos para considerar los efectos iónicos y viscosos. El cambio de escala ha sido satisfactorio en todos los casos.

En la Región Hortícola Platense, gran parte del sistema de cultivo al aire libre ha sido reemplazado por el cultivo bajo invernáculo, el que está asociado a un alto uso de insumos por su mayor rentabilidad. Sin embargo, se ha señalado que la adopción de tecnologías basadas exclusivamente por su rentabilidad, puede conducir a sistemas ecológica y socialmente menos sustentables, ya que el análisis costo-beneficio no incluye este tipo de aspectos. La transición hacia sistemas más sustentables ha sido abordada por algunos autores relacionando su escasa adopción, principalmente, con dificultades técnicas, lo que presupone la existencia de un convencimiento y una decisión de agricultores, técnicos, científicos y políticos en avanzar hacia una agricultura más sustentable. Sin embargo, esto no ha sido evaluado. Se presume que pueden existir limitaciones internas y externas de los agricultores, además de las técnicos-instrumentales, para la conservación de los recursos naturales y el capital humano y social. En este contexto, los objetivos fueron a) Analizar cómo los cambios tecnológicos, introducidos en la Región Hortícola Platense, representados por el invernáculo y su paquete tecnológico, han impactado en la sustentabilidad de los sistemas hortícolas; y b) Analizar en horticultores con diferente grado de adopción tecnológica, las razones que impiden avanzar hacia sistemas más sustentables. Para ello, se analizó y comparó la sustentabilidad de sistemas que producen bajo cobertura plástica (invernáculos) con los que producen al aire libre, en agricultores de origen europeo y boliviano. Además, se identificaron y analizaron las causas del no avance hacia una agricultura más sustentable. Para ello, se consideraron factores internos (creencias y la autoeficacia) y factores externos (económicos, técnicos, políticos y sociales) al agricultor. Se abordaron, como estudios de caso, 16 establecimientos hortícolas a través de entrevistas semiestructuradas, en profundidad y observaciones a campo. Se construyeron indicadores que se estandarizaron y ponderaron. Además, se realizo un análisis cualitativo de la información. El cultivo bajo invernáculo, independientemente del tipo de agricultor, resultó menos sustentable en las dimensiones ecológica y social pero económicamente más rentable que el cultivo al aire libre. En la dimensión ecológica, se detectó una baja conservación de los recursos intraprediales (suelo y biodiversidad) y extraprediales (agua subterránea y atmósfera). En la dimensión económica, el aspecto más crítico fue la alta dependencia de insumos externos a los sistemas. En la dimensión social, se identificaron un alto riesgo a la salud y una baja capacidad de autogestión. Además, se encontró que las prácticas agrícolas realizadas bajo invernáculo, a pesar de ser diferentes, generan impactos ecológicos similares, sugiriendo un alto riesgo de degradación de los recursos cuando se incorpora este paquete tecnológico. La producción al aire libre presentó algunos aspectos críticos, pero fueron menos numerosos y graves que en los sistemas bajo invernáculo. Independientemente del tipo de agricultor, en la dimensión ecológica se observó un elevado riesgo de contaminación del agua subterránea. En la dimensión social se detectó como problema la falta de precaución al aplicar los agroquímicos y las escasas capacitaciones que realizan los agricultores. Sin embargo, proponiendo un rediseño del sistema y utilizando el potencial de recursos naturales disponibles, se requerirían menores esfuerzos para alcanzar la sustentabilidad en comparación con el invernáculo. En el caso de las limitaciones para avanzar hacia una agricultura más sustentable, los resultados encontrados en este trabajo señalan que las dificultades técnicas son sólo algunas de las razones, y que existen otras de tipo más complejo, internas y externas a los agricultores. En cuanto a las externas (mercados, políticos, técnicos y sociales), todas influyen de forma negativa, en general, en casi todos los grupos de agricultores. En relación a las limitaciones internas, se encontró que agricultores que cultivan bajo invernáculo, independientemente de su nacionalidad, cuentan con conocimientos y creencias sobre la naturaleza de tipo antropocéntricos, no identifican varios impactos negativos generados por las prácticas agrícolas y tienen sentimientos positivos por cultivar sólo si obtienen un alto beneficio económico, que jugaron a favor para que estos agricultores adoptaran la tecnología del invernáculo. Por el contrario, en general, no fueron identificadas limitaciones internas en agricultores que cultivan al aire libre, debido a que cuentan con: un gran conocimiento sobre la actividad; creencias sobre la naturaleza y los impactos que la horticultura genera; y un gran sentimiento positivo por cultivar, que tuvieron gran importancia a la hora de decidir no incorporar la tecnología del invernáculo. Para revertir el avance hacia sistemas menos sustentables, se debería cambiar la visión de la agricultura como “fábrica de productos” y avanzar en una concepción de la relación del hombre con la naturaleza, como varias culturas tradicionales desarrollaron, donde se permita cambiar el objetivo productivista por otro ecológicamente adecuado, económicamente viable y socialmente más justo. Para ello, es fundamental cambiar la visión no sólo de los agricultores, sino desde los ámbitos científicos-académicos, de los mercados y principalmente del Estado, ya que puede propiciar las condiciones para que ello suceda. El uso de indicadores permitió detectar problemas que, con el análisis costo-beneficio, no se hubieran podido detectar. Además, esta metodología resultó útil para transformar aspectos complejos, como lo son las limitaciones para avanzar hacia una agricultura más sustentable, en valores claros y sencillos de interpretar. Una de sus ventajas, fue que permitió clarificar cuales fueron las limitantes más importantes que luego motivaron un análisis más detallado, a través de un análisis cualitativo. Esto demuestra la complementariedad entre los dos tipos de análisis. En esta tesis, se han podido comprobar las hipótesis planteadas inicialmente. Por lo tanto: a) La incorporación de tecnología en la Región Hortícola Platense, representada por el invernáculo y su paquete tecnológico, ha conducido a sistemas menos sustentables que los sistemas de producción al aire libre; b) las dificultades técnicas-instrumentales fueron sólo una parte de las limitaciones encontradas para avanzar hacia una agricultura más sustentable; y c) las razones identificadas que impiden el avance hacia una agricultura más sustentable fueron diferentes según el grado de tecnología adoptado por los agricultores. Es así que, en los tecnificados se encontraron limitantes internas (conocimientos, creencias y autoeficacia) y externas (mercado, políticas, asesoramiento) y en los no tecnificados se encontraron limitantes principalmente externas (mercado, políticas, asesoramiento).