Uso de electrones acelerados para aumentar la vida útil de lomo de cerdo

La industria cárnica es la cuarta parcela industrial de España, detrás de los sectores de la dimensión de la industria automovilística, la del petróleo y combustibles y la energía eléctrica. Es el primer subsector exportador del segmento agroalimentario. En 2014, exportó un total de 1,53 millones de Tm de productos frescos y 148.552 Tm de elaborados, lo que representó unas ventas de 4.467 M€, con una balanza comercial muy positiva, específicamente del 356% en 2013. El sector cárnico es, pues, una industria estratégica que es necesario defender, auxiliar y mantener en constante innovación. Esta tesis es un intento de esta naturaleza referido a lomo fresco y adobado de la especie porcina. Ante la pregunta planteada por la industria: “¿Es posible aumentar la vida útil de lomo de cerdo fresco y adobado mediante la aplicación de electrones acelerados?”, subyacía la posibilidad de exportar carne fresca refrigerada a grandes distancias, como las requeridas para la distribución en países de la UE y terceros países y, en especial, cuando se atiende a países asiáticos, como Corea o Japón, donde, debido al carácter perecedero de la carne, se requiere el transporte en estado congelado. Bajo los principios de auxiliar, asistir e impulsar la industria cárnica española, se atendió a la propuesta y se acometió la investigación que se recoge en esta tesis...

Las rocas intrusivas y brechas del área de Los Molinos, Fuerteventura (Islas Canarias)

La presente tesis doctoral se centra en el estudio de las rocas intrusivas (plutónicas y filonianas) y brechas que afloran en el área de Los Molinos, localizada en la zona centro-occidental de la isla de Fuerteventura (Islas Canarias). Esta intrusión es de especial interés puesto que se localiza en la teórica zona de solape que habría existido entre los dos edificios volcánicos miocenos de mayor tamaño en Fuerteventura: el Edificio Volcánico Central y el Edificio Volcánico Norte, de modo que constituye un buen objetivo para determinar si cada edificio contaba con un sistema de alimentación independiente o si existe una situación más compleja a este respecto. En primer lugar se ha estudiado la estructura interna de la intrusión de Los Molinos, formada por distintas facies de gabros, de las cuales se han obtenido sus características petrográficas, mineralógicas y geoquímicas y se han determinado sus condiciones de presión y temperatura de cristalización, su edad y el tipo de fuente mantélica de la que proceden. Para ello se han realizado análisis químicos insitu mediante microsonda de electrones y láser ICP-MS, junto con análisis de roca total y de geoquímica isotópica. Los resultados obtenidos muestran que las diferentes facies de gabros que afloran en la intrusión están relacionadas genéticamente y que las facies más evolucionadas, leucogabros y venas félsicas, proceden de las facies menos diferenciadas, melanogabros y gabros olivínicos, mediante un proceso de cristalización fraccionada y acumulación. Las condiciones de presión y temperatura halladas indican que el proceso de cristalización tuvo lugar a altas temperaturas (1100-900 oC) y relativamente bajas presiones (3-1 Kb), en condiciones de moderada fO2. La edad de cristalización se determinó por el método U-Pb in-situ en apatito mediante láser ICP-MS, obteniéndose una edad media de cristalización de 17.4 ± 1.9 Ma para la intrusión de Los Molinos. Las relaciones isotópicas de Sr, Nd y Pb muestran que la fuente de la que proceden los magmas que dieron lugar a esta intrusión, es una mezcla entre los componentes mantélicos HIMU y DM con contribuciones menores del componente EMI...

Excitación vibracional de moléculas adsorbidas por fotoelectrones de muy baja energía

En esta Tesis Doctoral se demuestra, en primer lugar, la existencia de efectos catalíticos inducidos por láser en procesos de captura electrónica disociativa para las moléculas SF6, acrilonitrilo o 2-propenenitrilo (ACN) y CH3I adsorbidas en Ba y ACN adsorbida en Cu policristalino, detectándose como productos SF−5 y SF−6 para SF6/Ba, CN− para ACN/Ba y ACN/Cu y I− para CH3I/Ba. Para el sistema ACN/Cu, la medida del cociente CN−/e− en función de la longitud de onda del láser, demostró la selectividad vibracional del proceso al replicar el espectro de IR del ACN en fase gaseosa desplazado 20,17 cm−1 hacia el rojo. Estos experimentos se realizaron en un sistema experimental expresamente orientado a la espectroscopía en el infrarrojo. En un segundo sistema experimental especialmente diseñado para la detección y el análisis de electrones de baja energía generados en metal mediante luz láser visible, se estudiaron por primera vez las transiciones intrabanda entre estados sp de cobre generadas mediante 2PPE en Cu(100). Como resultado se consiguió identificar y medir la posición en energía del estado de volumen X′4 con alta precisión EX′4 =2,08±0,04 eV. En este sentido se desarrolló un modelo teórico para estudiar las transiciones intrabanda cerca del estado de alta simetría X. Los ajustes del modelo ofrecieron un valor de energía por fonón de ≈5 meV...

Los orbitales en la educación química: un análisis mediante su representación gráfica

La constitución atómica de la materia está en la base de la química. Saber cómo se unen y cómo se separan los átomos es tener la clave de las transformaciones de la materia, que son el objeto de esta ciencia. Tendemos a imaginarnos a los átomos como pequeñas partículas, como bolitas, pero desde los años 1930 sabemos que no se puede entender su comportamiento microscópico mediante la física clásica. La mejor teoría que tenemos para este dominio es la mecánica cuántica, pero en ella la descripción más fundamental y completa de los sistemas no es a través de las variables clásicas, propias de las partículas, como la posición y el momento, sino de la función de onda. La función de onda es un objeto matemático que contiene toda la información del sistema. Sin embargo, ni extraer esa información ni interpretarla es sencillo, lo que supone una serie de problemas. Por ejemplo, casi noventa años después de su nacimiento la teoría cuántica apenas está presente en la enseñanza secundaria. Y el problema no afecta sólo al ámbito educativo. Por ejemplo, la química había desarrollado desde mediados del siglo XIX la teoría estructural, de enorme poder explicativo, que los químicos siguen empleando hoy en día. Además, si la función de onda de una partícula es un objeto extraño, la de un sistema de varias, como una molécula es, además, difícil de tratar matemáticamente. Pero la química necesitaba acceder a la estructura microscópica y a la reactividad de las moléculas... Mucho antes de que el avance de la computación pusiera a disposición de los químicos herramientas para resolver por la fuerza sus problemas, ya habían desarrollado modelos para incorporar la mecánica cuántica de forma relativamente sencilla a su arsenal y en esos modelos los protagonistas eran un tipo especial de funciones de onda, los orbitales. Los orbitales son funciones de onda de una sola partícula y por tanto mucho más sencillas de calcular e interpretar que las de los sistemas complejos. A cambio, no dan cuenta de todas las complejidades de una molécula, por ejemplo de las interacciones entre sus electrones. La química es una ciencia capaz de utilizar simultáneamente varios modelos diferentes e incluso contradictorios para cubrir su territorio y eso es lo que hizo, de más de una manera, con los orbitales, de origen cuántico, la teoría estructural clásica y los modelos semiclásicos del enlace a través de pares de electrones localizados. El resultado es un modelo híbrido y difícil de definir, pero eficaz, versátil, intuitivo, visualizable... y limitado, que se puede introducir incluso en niveles preuniversitarios. A pesar de eso, la enseñanza de los modelos cuánticos sigue siendo problemática. A los alumnos les resultan complicados y muchos expertos creen además que los confunden y mezclan con los clásicos. Se trata, pues de un problema abierto. Esta tesis tiene el propósito de dilucidar el papel de los orbitales en la educación química analizando casos de uso de sus representaciones gráficas, que son muy importantes en toda la química y aún más en estos modelos, que tienen un fuerte componente visual, analógico y metafórico. Los resultados de los análisis muestran una notable coherencia de uso de las imágenes de orbitales en enseñanza e investigación: En química los orbitales no son únicamente funciones matemáticas que se extienden por toda la molécula, sino también contenedores de electrones localizados que interaccionan por proximidad con transferencia de electrones Muchas veces estos modelos intuitivos se utilizan después de los cálculos cuánticos para interpretar los resultados en términos próximos a la química estructural. Aquí está la principal diferencia con los usos educativos: en la enseñanza, especialmente la introductoria, el modelo intuitivo tiende a ser el único que se usa.