Catálogo de publicaciones

Las operaciones de raleo en bosques de Pinus spp. han sido mecanizadas mediante los harvesters y forwarders. Su resultado final depende del valor de la madera elaborada y del costo de su elaboración. En este sentido la hipótesis planteada es que los rodales con alta densidad y los raleos con una baja intensidad de extracción favorecen la cosecha de árboles con un bajo volumen individual, generando una mayor proporción de trozas triturables con bajo valor industrial. Esto afecta al resultado general de la operación de raleo, reduciendo la productividad del harvester y del forwarder, incrementando el costo del corte y la extracción, y limitando el margen obtenido en la operación. En primer lugar, se desarrollaron estudios de tiempos a campo, ajustando modelos mixtos para describir la duración de las actividades realizadas por nueve harvesters. Se determinó que su productividad se vio favorecida al aumentar la intensidad de raleo, disminuyendo al incrementarse la complejidad del trozado. Luego, se estudió la operación de 5 forwarders. Mediante el ajuste de modelos mixtos se determinó que la productividad de la extracción decayó rápidamente al disminuir el volumen medio de las trozas extraídas y al disminuir la concentración de trozas sobre la vía de saca. Por último, se evaluó el efecto de tres intensidades de raleo y once instrucciones de trozado, empleando los modelos desarrollados en combinación con un simulador de trozado. Se determinó que la intensidad de raleo es el principal condicionante del valor neto recuperado. Por otra parte, el aprovechamiento de tres productos limitó la productividad del corte y la extracción, generando un menor valor neto respecto a instrucciones más simples.

Tesis (Grado Doctor en Ciencias Biológicas)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Lugar de Trabajo: Instituto de Altos Estudios Espaciales "Mario Gulich". Comisión Nacional de Actividades Espaciales. Universidad Nacional de Córdoba. 2013-164 h. con Anexos + CD. tabls.; grafs. Contiene Referencia Bibliográfica.+ Copias de Publicaciones Derivada de la Tesis. Abstract en español e inglés.

Tesis (Doctor en Ciencias Agropecuarias) -- UNC- Facultad de Ciencias Agropecuarias, 2019

El presente trabajo de tesis abarca diferentes aspectos relacionados con el diseño de materiales y la posterior evaluación de la actividad electrocatalítica, utilizando como reacción prototipo una las etapas de la reacción de desprendimiento de hidrógeno (her). El estudio se realizó mediante la aplicación de herramientas de química computacional. Los materiales propuestos fueron nanoestructuras tipo conglomerados (2D) y alambres (1D) de Pd y Pt (de composición pura y bimetálica), depositados sobre un sustrato de Au(111). Inicialmente, se analizaron las nanoestructuras en fase gaseosa y cómo estas modificaron las propiedades electrónicas y geométricas luego de la deposición sobre el sustrato. Para el último caso, se analizó la estabilidad mediante el cálculo de la energía de enlace (entre las nanoestructuras y el sustrato), obteniéndose energías favorables en todos los casos. Para evaluar la actividad electrocatalítica de los materiales propuestos, se comenzó con el estudio la adsorción de un átomo de hidrógeno sobre diferentes sitios, a partir de cálculos basado en DFT, y se prosiguió con la aplicación de la Teoría de la Electrocatálisis para calcular la barrera energética de la etapa de Volmer (la cual forma parte del mecanismo de la her). En este aspecto, se han calculado diferentes parámetros de interés como las funciones de quimisorción, el nivel de energía del orbital 1s del hidrógeno, la energía de reorganización del solvente, entre otros, todos en función de la distancia del hidrógeno a las nanoestructuras.

La creciente urbanización e industrialización de la sociedad, sumado a una disponibilidad finita de recursos naturales, vuelve primordial hallar soluciones sustentables y eficientes que permitan la valorización de los residuos y su reincorporación nuevamente en forma de recursos al sistema productivo o, en su defecto, su correcta disposición final. Estas soluciones no sólo deben mitigar los importantes impactos ambientales asociados a un manejo inadecuado de residuos sino también, a través de una implementación simple y poco costosa, deben contribuir a la prosperidad de las comunidades, sobretodo aquellas que presentan acuciantes problemas de desarrollo. La Investigación Operativa, disciplina que consiste en el uso de modelos matemáticos y computacionales con objeto de racionalizar el proceso de toma de decisiones, puede realizar un aporte fundamental en el logro de sistemas eficientes que permitan satisfacer las necesidades actuales de la sociedad sin comprometer las generaciones futuras. Es por eso que en esta Tesis se analizan modelos para el diseño de los primeros eslabones de la cadena de logística inversa de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) diferenciados en un ambiente urbano. En la primer parte, se aborda el problema de optimizar la localización de puntos de acumulación de residuos en un entorno urbano, a través de un sistema de contenedores comunitarios, considerando los objetivos de minimizar el costo del sistema así como maximizar la calidad del servicio brindado. Los modelos se aplican sobre escenarios de dos ciudades distintas. La primera es la ciudad de Bahía Blanca (Argentina), donde se comparan dos métodos para optimizar problemas multiobjetivo discretos. El segundo caso se corresponde a la ciudad de Montevideo (Uruguay), donde debido a la mayor complejidad de los escenarios se propone una reforma a uno de los métodos utilizados en el caso anterior a los efectos de poder abordar el problema. En ambos caso se logran obtener un conjunto de soluciones mutiobjetivo del problema. La segunda parte de este trabajo se enfoca sobre los problemas de ruteo de vehículos para optimizar los recorridos de los transportes que deben recolectar los residuos acumulados. Luego de un primer análisis, se encuentra un tema que aún no ha sido completamente estudiado en la literatura, y que ha sido aplicado en problemas de transporte de RSU, como lo es el concepto de atracción visual en problemas de ruteo. Se desarrolla una extensa revisión del concepto de atracción visual, analizándose su origen, su relación con los objetivos tradicionales y su importancia en las aplicaciones prácticas de la planificación de rutas. Además, se aplican y comparan las diversas métricas utilizadas para medir atracción visual disponibles en la literatura a los encontrando similitudes entre algunas de las métricas y, a partir de ello, se realizan recomendaciones para que otros autores puedan elegir la métrica que mejor se ajuste a sus intereses. Finalmente, se presenta una heurística para optimizar la atracción visual en una variante del problema de ruteo, la cual logra mejorar la atracción visual con respecto a otras soluciones propuestas en la literatura para un conjunto de instancias.

En esta tesis doctoral se aportan avances en el desarrollo de modelos y metodologías de optimización de plantas batch multiproducto. Como primer aporte, se desarrollaron modelos lineales que abordan simultáneamente las decisiones de diseño y planeamiento de la producción enmarcados en un escenario multiperiodo. De esta manera, se consideran variaciones de precios, costos y demandas de productos en cada periodo debido a razones estacionales y/o de mercado. Se estudian además las interacciones entre las decisiones de diseño y las de planeamiento. Otra contribución de este trabajo corresponde a la incorporación de la decisión estructural de duplicar unidades en serie para efectuar una determinada operación del proceso batch. Se estudia en qué casos es factible la duplicación en serie y cual es el efecto que la misma tiene sobre distintas operaciones. Se consideran distintos niveles de detalle en los modelos desarrollados. En el primer nivel, se trabaja con factores de tamaño y tiempo fijos mientras que en el segundo, se incorpora información del proceso mediante modelos de performance, que permiten superar las suposiciones empleadas en los modelos de factores fijos previos. Para la aplicación de los modelos propuestos se consideran, como casos particulares de estudio, procesos de la industria biotecnológica y alimenticia. Los modelos desarrollados en esta tesis emplean programación matemática y programación disyuntiva generalizada como herramientas de modelado.

Los motores diésel son cuestionados debido a los contaminantes que emiten, los cuales tienen un efecto adverso en la salud y el medioambiente. Estos gases de escape están compuestos por material particulado y compuestos orgánicos volátiles (COVs) entre otros. Aún así, son ampliamente utilizados debido a su autonomía, potencia y durabilidad. Es por ello que las regulaciones de las emisiones diésel son cada vez más estrictas y es necesario el tratamiento de los gases de exhaución. El presente trabajo de tesis se basa en el desarrollo de una estructura con capacidad oxidante y filtrante compuesta por mallas metálicas apiladas de acero inoxidable AISI 304 sobre las cuales se deposita un catalizador, como una alternativa novedosa a los actuales DOC – DPF. Se utilizaron como catalizadores los óxidos de cerio y cobalto, ya que poseen un muy buen desempeño y estabilidad en la combustión de hollín y COVs. Alentados por los resultados obtenidos en laboratorio, se escaló el sistema, pasando de filtros de 16 mm de diámetro a 130 mm. Se estudió la capacidad filtrante del cartucho escalado en un motor diésel montado en un banco de pruebas. Los sistemas desarrollados en este trabajo de tesis resultaron eficientes para reducir el material particulado y COVs emitidos por los motores diésel, adecuándose a las normativas vigentes. La buena actividad, baja pérdida de carga, robustez, versatilidad y bajo costo que presentaron las estructuras diseñadas, junto con la buena adherencia del coating catalítico, hace que éstas sean prometedoras para el desarrollo de filtros catalíticos.

En los últimos años, el envejecimiento progresivo de la población mundial conjuntamente con las lesiones en el tejido óseo causadas por trauma o enfermedades, ha llevado a buscar soluciones a los inconvenientes que presentan los métodos de tratamientos centrados principalmente en injertos óseos autólogos o alogénicos o bien implantando materiales sustitutos. Así, surge la ingeniería de tejido óseo (ITO) cuyo enfoque se basa, en gran medida, en el uso de biomateriales que puedan funcionar como sustitutos biológicos, como andamios 3D porosos, para proporcionar un entorno adecuado que permita la regeneración de los tejidos y órganos dañados. Algunos tipos de andamios comprenden materiales sintéticos inorgánicos tales como los vidrios bioactivos; utilizados por presentar una alta bioactividad, osteoconductividad y capacidad angiogénica. Otro tipo de material inorgánico que se ha propuesto ampliamente como sustituto óseo es la nano hidroxiapatita (HAp), ya que permite imitar la hidroxiapatita (HA) presente en los huesos por su tamaño nanométrico y su inhomogeneidad originada en la presencia de trazas de iones metálicos en su estructura. Por otro lado, la modificación superficial de nanomateriales con metales y/o biomoléculas ha sido una estrategia para estimular la interacción tejido óseobiomaterial”. En el presente trabajo de tesis se propone el desarrollo y la caracterización de andamios de biovidrio recubiertos con nanopartículas de hidroxiapatita modificadas con iones metálicos, en particular Mg+2, Fe+2/Fe+3 y Zn+2 y el desarrollo de nanopartículas de HA con diferentes superficies con potencial utilidad en el desarrollo de la ITO. Para ello, en una primera etapa se desarrolló la síntesis de nanomateriales a base de HA mediante el método de deposición química húmeda, se estudió el efecto de la incorporación de iones metálicos bi y trivalentes durante la síntesis de los nanomateriales obtenidos mediante diversas técnicas de caracterización. Además, se evaluó la biocompatibilidad de los nanocompositos en la linea celular 3T3Balb-c. Por otro lado, se estudió la modificación superficial de nanohidroxiapatita mediante dos estrategias diferentes. A partir de la estrategia que utilizó el ácido 3-organopropiónico como modificador de la superficie, mediantes los ensayos de caracterización se observó un mayor grado de recubrimiento, lo que permitió incorporar grupos carboxilo superficiales que sirvieron como plataforma para anclar compuestos fluorescentes mediante la formación de enlaces amida. En una segunda instancia de este trabajo, se obtuvieron andamios bioactivos a base de vidrio (de la composición 45S5) (BG) fabricados por la técnica de réplica de espuma. En particular, los andamios se recubrieron con los nanocompositos a base de hidroxiapatita modificados con metales bi y trivalentes obtenidos previamente. Para ello, se utilizó el método de inmersión y posterior secado, evaluándose los tiempos de exposición y las diferentes concentraciones de las suspensiones de partida. La microestructura y la homogeneidad de los recubrimientos aplicados se investigaron mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). Para la evaluación de la bioactividad, los andamios con y sin recubrimiento se sumergieron en fluido corporal simulado (SBF) durante distintos tiempos de exposición. La formación de hidroxiapatita se confirmó mediante observación SEM y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Los resultados evidenciaron en los andamios de vidrio bioactivo 45S5 recubiertos con MgZnHAp un incremento de su bioactividad, efecto no observado en los andamios recubiertos para las otras las partículas evaluadas. Los andamios recubiertos con FeHAp a su vez, presentaron propiedades superparamagnéticas, propias de los nanomateriales incorporados en su superficie. Mediante estudios in vitro en contacto con células MG-63 se evaluaron los andamios antes y después del recubrimiento. Particularmente, los andamios MgZnBG presentaron una mejora en la proliferación y adhesión celular con respecto al control de BG. Por otro lado, los resultados de los ensayos de viabilidad y secreción de ALP al medio de cultivo en células ST-2 no indicaron resultados concluyentes sobre un comportamiento de diferenciación osteogénica de las células ST-2 crecidas sobre muestras recubiertas con MgZnHAp con respecto a aquellas crecidas sobre los andamios sin recubrimiento. En conjunto, los resultados de las investigaciones actuales mostraron que los andamios recubiertos con nanohidroxiapatita modificada con metales bi y trivalentes, resultan en una nueva metodología para combinar andamios preformados a base de vidrios bioactivos con nanocompositos a base de HA. Logrando así obtener un material compuesto con un potencial prometedor para su aplicación en la ingeniería del tejido óseo. Los andamios desarrollados por dentro del presente trabajo de tesis proporcionan una base bien fundamentada que garantizar futuras investigaciones en el campo destinado a la obtención de sustitutos óseos.

La nanociencia y la nanotecnología constituyen un campo interdisciplinario que incluye el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales que posean al menos una dimensión espacial en el rango de los nanómetros (1 nm = 10-9 m). En estos tamaños los efectos de la mecánica cuántica y los fenómenos de superficie adquieren gran relevancia y dotan a los materiales de nuevas propiedades y características. La nanotecnología es un área de gran diversidad que engloba desde la modificación de dispositivos físicos convencionales hasta la generación de nuevos dispositivos basados en los fenómenos que se producen exclusivamente en la nanoescala. La amplitud de enfoques que existen dentro de la nanotecnología permitieron el desarrollo de diversos subcampos como la bionanotecnología, que aborda el diseño y síntesis de sistemas nanoestructurados para imitar o incorporar en sistemas biológicos a nivel molecular, o construir diminutas herramientas para estudiar el cambio de las propiedades estructurales átomo por átomo, tal y como sucede en sistemas vivos. El proceso de separación de cargas es un paso importante en el proceso fotosintético, el cual se transforma energía solar en potencial químico. Esta estrategia inspiró distintos enfoques de lo que hoy conocemos como fotosíntesis artificial. Estos involucran el diseño y ensamblado de sistemas para la producción directa de combustibles solares, aplicaciones fotoelectroquímicas en celdas de combustible, y la ingeniería y estudio de enzimas y organismos fotoautotróficos. A su vez, la nanotecnología contribuye sostenidamente a este campo con nuevos materiales activos para conversión de energía y en el rediseño de sistemas bien establecidos para mejorar su eficiencia. Dentro de los materiales desarrollados por la nanotecnología, las nanopartículas de Silicio de 1 a 5 nm de diámetro (Si nps) recibieron mucha atención en la última década debido a su biocompatibilidad, y que presentan tanto fotoluminiscencia en la región visible como producción de especies reactivas de oxígeno bajo excitación UV o de rayos X, convirtiéndolas en candidatas potenciales para obtención de imágenes de fluorescencia, terapia fotodinámica y radioterapia del cáncer. Incluso, la combinación de Si nps con cromóforos orgánicos y/o nanopartículas metálicas puede introducir cambios importantes en su comportamiento fotoquímico. Partiendo de estas ideas, en este trabajo nos propusimos utilizar las Si nps como plataforma de trabajo y junto a distintos bloques de construcción orgánicos e inorgánicos, para preparar nuevos sistemas nanoestructurados que presen propiedades ópticas sintonizables que puedan ser empleados en sistemas de conversión de energía solar o en terapia fotodinámica.

El objetivo de esta tesis fue desarrollar materiales basados en circonatos de metales alcalinos, que reaccionen con dióxido de carbono a alta temperatura a través de la reacción de carbonatación, para su captura en reacciones de combustión o para la intensificación de procesos de reformado. Los sólidos se sintetizaron mediante impregnación húmeda, utilizando distintas sales precursoras de Li, Na y K y dos fuentes de circonia de distinto tamaño de partícula, y empleando temperaturas de calcinación más suaves respecto a lo reportado en bibliografía. Los sorbentes fueron caracterizados por difracción de rayos X y espectroscopia laser Raman, SEM y XPS, detectándose diferentes fases circonato y circonia. Además, pudo monitorearse el cambio de estas fases y los gases durante un ciclo de captura/regeneración por espectroscopia laser Raman operando, acoplando al instrumento Raman un espectrómetro de masas. Se evaluaron las propiedades de captura de los sorbentes basados en circonato de litio, incluyendo el análisis de la cinética de los procesos de captura y desorción. Se observó que la utilización de circonia precursora de menor tamaño de partícula, el exceso de circonia en la composición de los sorbentes y el agregado de potasio tienen un efecto positivo en las propiedades de captura. Pudo corroborarse, finalmente, que la sustitución de Li por Na aumenta la velocidad de captura, aunque en detrimento de las propiedades de regeneración y estabilidad de los materiales.