Catálogo de publicaciones

En la Islas Grande de Tierra del Fuego y Navarino, afloran los plutones Kranck, Jeujepen, Moat, Ushuaia, Trapecio, Santa Rosa y Castores. Todos estos plutones, se encuentran emplazados en corteza superior, con indicadores composicionales característicos de zonas de subducción. Utilizando datos aeromagnéticos disponibles junto a datos adquiridos de magnetismo terrestre y marino, se ha obtenido un mapa completo de anomalías magnéticas para toda la zona de estudio. A partir de esta información se ha realizado el modelado magnético 3D de los intrusivos estudiados, tomando en consideración los datos de topografía, el valor de susceptibilidad magnética de cada intrusivo y la roca de caja, el campo magnético regional, el campo magnético remanente y las principales estructuras locales y regionales. Los resultados alcanzados son presentados en bloques diagramas que integran los modelos obtenidos junto a la información geológica de superficie. Con carácter complementario se han realizado muestreos piloto de anisotropía de susceptibilidad magnética, que indican la naturaleza dominantemente ferromagnética de los intrusivos estudiados, con magnetita como portador principal de la susceptibilidad. Para cada plutón se ha determinado la geometría, tamaño, volúmenes totales. Se observaron dos modas en relación al tamaño de los plutones, un tamaño pequeño del orden de 1-10 km3 y otros de mayor tamaño del orden de 100 km3. La forma de los plutones pequeños es más laminar que las de los de mayores volúmenes. Se adquirieron 4 nuevos polos paleomagnéticos en 3 de los plutones estudiados (plutones Kranck, Santa Rosa y Castores) que abonan la hipótesis de que los Andes Fueguinos constituyen un arco primario, curvado en el Cretácico Medio-Superior, durante el cierre de la Cuenca Marginal Rocas Verdes, a partir de un paleomargen curvo preexistente. Los valores del ángulo de inclinación (AI) de estos polos, permiten aportar información complementaria a la observada para las estructuras compresivas a nivel regional. En este sentido los AI de los plutones Jeujepen y Kranck del área norte estudiada, son mayores a los 30º, mientras que para los plutones del canal Beagle en el área sur, se encuentran entre los 5 y 10º. Los primeros se encuentran afectados por estructuras compresivas, mientras que los del área sur, no están afectados por este tipo de estructuras. Palabras claves: Tierra del Fuego, Plutones, Anomalías magnéticas, Modelado magnético, Paleomagnetismo.

En esta tesis se presenta el desarrollo de una herramienta potente y de manejo sencillo para la realización de estudios de estabilidad de pequeña señal mediante análisis modal, con el fin de poder analizar las posibles oscilaciones en grandes sistemas eléctricos potencia. Para lograr esto se propone un método para la construcción, en forma matricial, del sistema lineal de ecuaciones diferencial - algebraica (DAE, de sus siglas en ingles) de un sistema de potencia. Disponer del sistema DAE permite calcular coeficientes que caractericen la Observabilidad y Controlabilidad de los modos de oscilación existentes. La herramienta de cálculo desarrollada se denomina "Sistema Informático para Análisis Modal", o simplemente "SIAM" por su acrónimo, y consiste en una segunda versión (v2.0) de un programa para realizar análisis modal desarrollado por el IITREE-LAT (Instituto de Investigaciones Tecnológicas para Redes y Equipos Eléctricos - Laboratorio de Alta Tensión) de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata, entre los años 2008 y 2011. Para esta nueva versión del SIAM fue necesario realizar la linealización de los modelos de generadores, reguladores automático de tensión y estabilizadores de sistemas de potencia, además de las ecuaciones que relacionan el generador a la red y la propia red de sistema. El software sólo requiere los datos correspondientes a la resolución del flujo de carga para el escenario en estudio, los cuales incluyen datos de las barras (o nodos), de los generadores, de las cargas y la matriz de admitancia nodal, la cual describe la estructura del sistema. Además es necesario contar con los nombres y parámetros de ajuste de los modelos empleados para la representación de los generadores, así como también sus respectivos controles asociados. La tesis contiene la descripción y modelado de los distintos tipos de elementos del sistema involucrados en estudios de estabilidad de pequeña señal y los dispositivos FACTS, que pueden utilizarse para aumentar el amortiguamiento de los modos de oscilación. Se describe en forma detallada el método de construcción de la matriz DAE y como ese método se implementa mediante el SIAM. Se describe también el cálculo de índices de controlabilidad y observabilidad. Finalmente la eficacia del método propuesto y el funcionamiento del SIAM se prueban mediante un ejemplo de un sistema 5 áreas, 16 máquinas y 68 barras que representa un equivalente de los sistemas de Nueva Inglaterra (NETS) y Nueva York (NYPS). Los resultados se comparan con aquellos obtenidos mediante un programa comercial. Se calculan los autovalores del sistema, los factores de participación y los factores de forma. Se calculan también los índices de controlabilidad para un SVC y un TCSC, así como los índices de observabilidad en las tensiones de las barra y en las potencias activas por las líneas. Todos estos resultados se muestran mediante las diferentes salidas gráfica que posee el SIAM.

Tesis (Doctor en Física)--Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Matemática, Astronomía y Física, 2014

El diseño, desarrollo y uso de los anillos vaginales han tenido creciente relevancia y atención en la ciencia, industria y en la sociedad en general. Esta tecnología está recién en sus inicios y se espera que en los próximos años tenga un rol preponderante en la industria farmacéutica. El empleo de un modelo matemático como herramienta para guiar el desarrollo y optimización de estos dispositivos de liberación controlada, es un factor clave en el avance y en el establecimiento de esta tecnología. A este respecto, el desarrollo de un modelo matemático fiable capaz de predecir la cinética de liberación desde los anillos vaginales fue el objetivo central del presente trabajo. El modelo desarrollado se validó rigurosamente mediante comparación con perfiles experimentales obtenidos en nuestro laboratorio y con datos reportados en la bibliografía por otros autores. El uso de este modelo permite estudiar la liberación controlada de solutos desde los anillos mediante simulaciones computacionales, evitando así los inconvenientes propios de la experimentación in vitro e in vivo. El modelo desarrollado se empleó con éxito para predecir la liberación de diversos solutos hormonales, abarcando en dicha tarea, la variación del polímero que conforma la matriz de los dispositivos, la variación de parámetros de diseño como la carga inicial de soluto y las dimensiones de los anillos, la variación de parámetros experimentales como la velocidad de agitación y el medio de liberación, entre otros. Los resultados exitosos obtenidos en este amplio rango de ensayos permiten aseverar la validez y utilidad del modelo desarrollado.

Tesis para obtener el grado de Maestría en Ingeniería de Calidad presentada en Facultad Regional Rosario, Universidad Tecnológica Nacional en febrero de 2015

Clinical gait analysis is a process to identify the causes of gait patterns who patients with any motor disorders develop, and how they come to it gait. In this way, musculoskeletal models arise to estimate individual muscle forces because it is a difficult or impossible task to perform in clinical settings, since it require invasive technique. On the other hand integrative biomechanics, will provide a holistic simulation that require optimal models who represents the neuromuscular response at the same time with a detailed models who represents the dynamic behaviour of the biological tissues from the human musculoskeletal system. The aims of this thesis were focused in these research topics of computational biomechanics. Thereby, a first contribution of this thesis was develop a musculoskeletal model with the main objective to improve the computational tools used in clinical gait analysis. As a second contribution, the behaviour of different objective functions was evaluated. Later as a third contribution, we analyse the behaviour of musculoskeletal models in patients with cerebral palsy to develop a crouch gait, due to the gait analysis of these patients have an important social interest. Finally, as a fourth contribution, we developed and tested a computational model of the pelvis under an integrative biomechanical approach. This model tends to analyse the advantages of rigid bodies musculoskeletal model to estimate the muscle forces throughout the gait and then were included as a physiological input of a finite element model to assess the stresses-strain in bone and cartilage structures of the pelvis.

Se realiza un estudio de variabilidad climática de la circulación atmosférica en capas bajas sobre la región del Río de La Plata durante el período 1960-1990, junto con una proyección sobre la misma de los escenarios de cambio climático para la región, empleando modelos numéricos y observaciones. Se utiliza un modelo de capa límite en mesoescala (MCL) especialmente apto para la región, como así también los escenarios A2 y B2 período 2070-2100 desarrollados por CPTEC con el modelo regional PRECIS. En primer lugar se adapta el modelo MCL disponible para que pueda funcionar forzado por las salidas de otros modelos regionales y para ello se lo anida al modelo Eta de CPTEC. La validación para el período noviembre 2003 a abril 2004 da resultados muy satisfactorios ya que el error en el pronóstico diario del viento en superficie en la región resulta muy inferior al del modelo Eta. Se analizan los cambios observados en el viento en superficie en la región durante el período 1960-1990, como así también las variables que emplea el modelo MCL para definir sus forzantes, es decir la temperatura en superficie y el viento del radiosondeo de Ezeiza. En todos los casos se encuentran tendencias y cambios significativos que incluyen una disminución significativa de la amplitud diaria del contraste térmico tierra-río en superficie, un aumento de las frecuencias de viento con componente E en superficie y en los niveles bajos del sondeo de Ezeiza, acompañados estos últimos por una disminución de su velocidad promedio. Se calcula la climatología del viento en superficie con el modelo MCL forzado con las observaciones y se obtienen errores razonablemente bajos tanto para el promedio 1960- 1990, como para dos subperíodos 1967-1976 y 1982-1991. Se calculan los cambios en las condiciones medias entre estos dos subperíodos y se los compara con los cambios observados en la distribución de frecuencias de dirección y velocidad del viento en cinco estaciones meteorológicas de la región. Si bien se obtiene un acuerdo parcial con los resultados del modelo MCL, la regionalidad de estos últimos muestra claras diferencias entre los cambios sobre tierra y sobre el río. Se analiza la climatología 1960-1990 del modelo PRECIS y se halla que aquellas variables que utiliza el modelo MCL para definir sus condiciones de borde reproducen bien las observaciones. Luego se calculan los cambios entre los subperíodos 1967-1976 y 1982-1991 con el modelo MCL forzado por el modelo PRECIS. Los resultados muestran una regionalidad de los cambios más errática que cuando el modelo está forzado con las observaciones, aunque se reproducen mejor los cambios observados en los puntos del modelo cercanos a las estaciones. Tanto la climatología regional del modelo MCL, como los cambios calculados por el mismo cuando está forzado por el modelo PRECIS, resultan razonablemente acertados. Estos resultados permiten establecer que el modelo MCL forzado por el modelo PRECIS constituye una herramienta válida para estudiar la proyección de los escenarios de cambio climático 2070-2100 en la circulación atmosférica en capas bajas sobre la región del Río de La Plata. Los cambios en la temperatura de superficie que proyecta PRECIS para la región, con respecto al período de referencia 1960-1990, son mayores en el escenario A2 que en el B2. El escenario A2 proyecta temperaturas más altas que el B2 en todo el dominio, aunque una menor diferencia de temperatura entre tierra y río, que constituye el forzante térmico del modelo MCL. Además, ambos escenarios prevén una disminución de la amplitud diaria del forzante térmico, que resulta más marcada en el escenario A2. En cuanto a la distribución de frecuencias de dirección del viento en 850 hPa, el escenario B2 muestra cambios pequeños con una leve disminución de la frecuencia del O y NO. Los cambios en el escenario A2 son mayores que en el B2 ya que el modelo PRECIS prevé un importante aumento de las frecuencias del NE, E y SE junto con una disminución de las frecuencias del SO, O y NO. En cuanto a la velocidad del viento en 850 hPa, los cambios en ambos escenarios son muy pequeños. Se utiliza el modelo MCL forzado por los escenarios A2 y B2 del modelo PRECIS para el período 2070-2100 y se calculan los cambios, con relación al período 1960-1990, en la distribución de frecuencias de dirección del viento en superficie y velocidad media por sector. En ambos escenarios se obtiene una disminución tanto de las frecuencias como de las velocidades medias de los sectores con componente E, lo que resulta más marcado en el escenario A2. El aumento que prevé el modelo PRECIS en la frecuencia de los vientos del E en 850 hPa en la región deberían provocar un aumento de esas mismas frecuencias en el viento en superficie. Por otra parte, el modelo PRECIS prevé una disminución de la amplitud diaria del forzante térmico en superficie, lo cual debería provocar una disminución de las frecuencias del E en superficie, junto con una reducción de la velocidad media de esos sectores. Por lo tanto, los cambios que proyecta el modelo PRECIS en ambos forzantes del modelo MCL para el período 2070-2100 deberían producir, individualmente, efectos contrapuestos en el viento en superficie. Por otra parte, el modelo MCL muestra en superficie una disminución importante de las frecuencias de viento con componente E, acompañada por una disminución de su velocidad media. Se concluye entonces que el cambio que se proyecta en la amplitud térmica diaria del calentamiento diferencial en superficie prevalece por sobre el cambio en las frecuencias de dirección del viento en 850 hPa y la consecuencia de ello es una disminución de la intensidad del ciclo diario de la brisa en capas bajas sobre la región del Río de La Plata.

Los flujos astrofísicos juegan un rol esencial en muchos de los fenómenos observados en el Universo. Para una comprensión detallada de estos fenómenos, es necesario combinar adecuadamente los enfoques observacional y teórico. En este contexto, el modelado numérico aparece como una herramienta muy poderosa y complementaria entre las dos primeras. En esta tesis, se estudió la dinámica asociada a la explosión de supernovas y de sus remanentes. En particular, se llevó a cabo un estudio de la dinámica de remanentes de supernova jóvenes desde un punto de vista hidrodinámico. Más específicamente, se analizaron posibles causas de asimetría en estas explosiones y en las primeras fases de evolución de sus remanentes. En condiciones ideales, se espera que la evolución inicial de un remanente de supernova sea un proceso esféricamente simétrico. Sin embargo, muchos remanentes jóvenes muestran diversas asimetrías que no pueden ser explicadas por ejemplo, en términos de inhomogeneidades del medio interestelar. En este contexto, se propuso investigar posibles causas alternativas de ruptura de la isotropía las cuales han sido divididas para su mejor estudio en causas cinemáticas y dinámicas. En el estudio general de causas de asimetría en remanentes jóvenes se consideraron la presencia de obstáculos, gradientes de densidad en el medio interestelar y el movimiento propio de las estrellas progenitoras. Se tomaron como casos testigos los llamados remanentes históricoso de Kepler y Tycho. En el caso particular del remanente de Kepler, se encontró que la causa principal de asimetría se debió al movimiento propio que el progenitor poseé respecto al medio circundante. Se supuso que la progenitora se trataba de una estrella evolucionada, con un viento denso y lento. Debido al alto movimiento propio de la progenitora, la burbuja generada por la acción de este viento adquiere la forma de un choque a proa. Cuando la estrella explota como supernova, su remanente evoluciona en este medio perturbado, el que tiene una fuerte asimetría en su distribución de densidad. De acuerdo a los resultados obtenidos, la colisión entre el choque principal del remanente y la estructura cometaria producida por el viento de la progenitora, puede explicar las características morfológicas y distribución de brillo que este objeto exhibe en imágenes en radio y rayos X. En el caso particular del remanente de Tycho, se encontró que la causa principal de asimetría se debió a que en el momento de la explosión incorporó material de las capas externas de la atmósfera de su estrella compañera. Este exceso de masa, que está en el rango de 0.3 y 0.6 masas solares ocasiona una evolución más lenta que la región donde no la incorporó ́dando así lugar a un frente de choque que puede describirse aproximadamente como dos semi-esferas de distinto radio. Dentro del margen de error y suponiendo una distancia de 3 kpc, se observa un buen grado de coincidencia morfológica. Además, los mapas sintéticos en rayos X son cualitativamente similares a lo observado por distintos instrumentos. Estos resultados son tendientes a un escenario de una supernova tipo Ia, aportando evidencia sobre el origen de Tycho y de su posible compañera.

En esta tesis se modelan numéricamente procesos asociados a la tectónica de placas por medio del diseño y la implementación de dos modelos completamente originales basados en el método de los elementos finitos. Además, es la primera vez que se aplican este tipo de modelos numéricos a las regiones tratadas en esta tesis. El primer modelo está basado en las ecuaciones de Stokes (dinámica de fluidos) y simula la evolución de largo plazo y en gran escala de la corteza en un orógeno de tipo Andino. Este modelo ha sido acoplado con un modelo de compensación isostática y otro de erosión. Se simuló la evolución de la corteza superior de los Andes Australes a los 47ºS durante el Mioceno. Se determinó en la simulación el rol clave de la erosión superficial y de la cortical, así como también la aparición de un fenómeno de rain-shadow. El otro es un modelo termo-mecánico y basado en la deformación de sólidos. Es capaz de simular el comportamiento elasto-visco-plástico de los materiales y reproducir procesos geodinámicos hasta una profundidad de 410 km bajo diversas condiciones cinemáticas. Se pueden incluir una cantidad arbitraria de materiales con diferentes propiedades por medio de sus parámetros. No se conocen implementaciones de modelos con este tipo de características que se apliquen al estudio de este tipo de procesos. El modelo fue utilizado para estudiar las particularidades de un proceso denominado delaminación. Se simuló la evolución durante casi 9 millones de años (My) de un dominio de 150 km de profundidad y 300 km de ancho que incluye el manto litosférico y astenosférico. En este experimento, las raíces del orógeno se desprenden de la corteza inferior debido a su transformación en eclogita. Además, se presenta en detalle un framework de propósito general. Este fue diseñado para resolver distintos tipos de ecuaciones en derivadas parciales por el método de los elementos finitos. Su diseño modular y el uso adecuado de las abstracciones brindan una gran flexibilidad para utilizar diferentes tipos de elementos para resolver los problemas. También puede ser extendido a otro tipo de ecuaciones y elementos. Esta tesis es un ejemplo de los avances y mejoras que pueden ser alcanzados en distintas ramas de la ciencia por medio de la investigación y colaboración interdisciplinaria.

Tras una revisión del problema del estudio y simulación de la dispersión de contaminantes en zonas costeras, se implementa un modelo matemático de la circulación de Brisas de Mar y de Tierra, y de la dispersión de contaminante por la misma. Luego, se plantea un procedimiento para optimizar, en base a las predicciones del modelo, una red de medición y registro de contaminación; mediante el procedimiento presentado, es posible seleccionar conjuntos reducidos de puntos de la grilla del modelo, que contienen la mayor información sobre la distribución de contaminante. Esos puntos corresponden a sitios óptimos de medición; en el futuro, mediciones efectuadas en esos puntos permitirán la validación del modelo de dispersión usado y cuantificar de manera óptima la posible necesidad de modelos mas simples. Aunque usado aquí para optimizar una red de estaciones de control de calidad del aire, el procedimiento es completamente general y puede ser adaptado a cualquier parámetro para el cual se disponga de algún estimador confiable.