Estados de cuasi-equilibrio dipolar en fluidos complejos estudiados por relajación y decoherencia en Resonancia Magnética Nuclear

La dinámica molecular colectiva de los cristales líquidos (CL) juega un papel preponderante en la respuesta de estos sistemas ante la aplicación de campos eléctricos y magnéticos externos, por lo que el estudio básico de la dinámica molecular, particularmente de los movimientos correlacionados, es indispensable para el diseño de aplicaciones tecnológicas basadas en CL. Por otra parte, se reconoce que la dinámica molecular colectiva distintiva de las fases ordenadas de fluidos complejos es además una propiedad que controla procesos clave en diversidad de materiales biológicos (funcionalidad y propiedades viscoelásticas de membranas, resistencia al almacenamiento de semillas y alimentos, temperatura de transición vítrea de compuestos de almidón, estabilidad de fases lamelares, etc.). Al presente, la relación entre estos conceptos reclama exhaustivos análisis y técnicas adecuadas para estudiar los movimientos microscópicos en distintas escalas temporales. En este Proyecto de investigación básica proponemos desarrollar y optimizar un conjunto de técnicas de RMN selectivamente aptas para el estudio de la dinámica lenta característica de las fases parcialmente ordenadas, por lo que tendrían aplicación directa en sistemas de interés biológico y tecnológico. Mediante diversas secuencias de pulsos en experimentos de RMN, es posible preparar estados cuánticos de “orden dipolar” en el sistema de espines nucleares, tanto en muestras en fase sólida como en CL. Tales estados de orden, están caracterizados por "cuasi-invariantes" que son observables de espin que relajan lentamente, intercambiando energía con la red que hace las veces de reservorio térmico. En síntesis, una vez creado el orden y establecido el estado de cuasi-equilibrio de cada cuasi-invariante, el sistema se comporta como un sistema termodinámico en contacto térmico con una red. De hecho, con todo rigor, se puede caracterizar el grado de orden por una "temperatura de espin". Además hay evidencia que los cuasi-invariantes dipolares reflejan sensible y selectivamente los movimientos moleculares correlacionados (a diferencia del cuasiinvariante Zeeman o magnetización nuclear). El aspecto distintivo de nuestra propuesta con respecto al estado actual del conocimiento, radica en la provisión de un nuevo parámetro de relajación de protones en cristales líquidos, para lo cual enfocamos las tareas hacia la caracterización de estos cuasiinvariantes, al diseño de técnicas de medición de sus tiempos de relajación y al desarrollo de la teoría que relaciona a éstos con la dinámica molecular. El esquema de trabajo se basa en reconocer que los eventos relevantes en los experimentos de creación-relajación de cuasi-invariantes dipolares ocurren en dos escalas de tiempo: la escala microscópica asociada con la decoherencia de los estados cuánticos y la escala macroscópica en la que se observa la relajación espín-reservorio. Proponemos como hipótesis general que los procesos que gobiernan la decoherencia, determinan también la relajación espin-red. Proponemos un enfoque innovador dentro del campo general de relajación de espin nuclear por RMN: considerar al sistema de espines nucleares como un sistema cuántico abierto multi-spin interactuando con un sistema (también cuántico) no observado. Para incorporar el detalle de la dinámica en escala microscópica en la descripción de la relajación es necesario el estudio experimental de los fenómenos que gobiernan la decoherencia y la relajación. Los resultados esperados en cada uno de esos grupos se interrelacionan, ya que la caracterización de los observables dipolares es un paso indispensable para explotar la potencialidad de la relajación del orden dipolar en presencia de movimientos moleculares correlacionados.

ESTUDIOS E INVESTIGACIONES APLICADAS A LA GESTIÓN INTEGRAL DE LOS RESIDUOS SOLIDOS URBANOS EN PEQUEÑAS POBLACIONES DE LA REGIÓN CENTRAL DE LA PROVINCIA DE CÓRDOBA.

El presente proyecto se propone investigar de modo integral el problema de los residuos sólidos en varios municipios de la zona centro de la Provincia de Córdoba, elaborar y colaborar con la ejecución de soluciones concurrentes al manejo, atenuación o resolución del problema. La filosofía tecnológica que se asume frente al problema de los residuos sólidos urbanos (RSU) es la de investigar formas y procesos tendientes a aplicar en sitios concretos políticas propuestas a nivel nacional (Estrategia Nacional para la Gestión Integral de Resíduos Sólidos Urbanos, ENGIRSU), consistentes en promover la separación de los resíduos en su lugar de origen, en diferentes categorías que permitan su manejo; su clasificación en aquellas que permitan su reciclado o utilización; y la disposición final del resto mediante técnicas ambientalmente adecuadas. Este tipo de procesos está bastante estudiado en el caso de ciudades grandes (n>200.000 habitantes), pero sus propuestas no son facilmente adaptables a pequeñas poblaciones, principalmente por una cuestión de escalas. Sin embargo, éstas últimas pueden tener a su favor una respuesta social más fácil de construir, sobre todo a partir de la comprensión del problema que representan los RSU y el costo que involucra su gestión, teniendo además como fortaleza adicional la disponibilidad de terrenos libres en sus cercanias. El desarrollo del proyecto incluye tareas de relevamiento y estudio de las situaciones existentes en las diferentes poblaciones y el establecimiento de una linea de base para cada una de ellas. Como aplicaciones surgidas de lo anterior, se llevarán a cabo actividades de tipo socio cultural para promover la conciencia de la separación de los resíduos en los hogares; el diseño y desarrollo de manuales e instructivos para facilitar la tarea; la capacitación de jóvenes estudiantes secundarios en las diferentes localidades, para sumarlos como gestores culturales en el tema; el diseño de sistemas asociativos para las tareas de clasificación y reciclaje; la asistencia técnica para integrar sistemas de manejo y/o comercialización conducentes a la sustentabilidad del proceso (al menor costo posible para los municipios); el diseño y desarrollo de tecnologías simples para las operaciones que requiera el manejo de cada categoría; el estudio -en cada caso- del mejor proceso de disposición final de los residuos remanentes; el estudio de la posible presencia de contaminantes o tóxicos; la elaboración de documentos que posibiliten extender los resultados alcanzados a otras localidades. Se trata de un proyecto de investigación aplicada a la búsqueda de soluciones adaptadas para cada uno de los municipios seleccionados. Entre ellos podemos encontrar algunos que ya han iniciado con relativo éxito la etapa de separación en origen y requieren apoyo tecnológico y organizacional para las etapas siguientes y otros que aún no tienen nada iniciado. Hay municipios de diferente tamaño y naturaleza, unos con presencia industrial, otros principalmente agropecuarios. El proyecto se propone dos grandes objetivos generales: por un lado, operar sobre la conciencia social para sumar voluntades y conductas tendientes a simplificar el problema; reducir la generación de resíduos, clasificarlos y separarlos en origen según diferentes categorías y facilitar la gestión de recolección. Por otro lado se plantean desarrollos tecnológicos (ingenieriles) conducentes a simplificar y disminuir los costos de las operaciones de clasificación, recuperación o reciclado, o resolviendo aspectos que faciliten su transporte a los centros de recepción de cada categoría. Paralelamente se estudiarán temas particulares como son el manejo de residuos peligrosos y/o tóxicos; los residuos electrónicos; las sustancias químicas; los agroquímicos (abundantes en la región), etc.

Mejoramiento del comportamiento térmico de sistemas de calentamiento de agua solares termosifónicos hechos con materiales no convencionales y con tanques de almacenamiento verticales y horizontales Performance improvement of solar thermosyphonic systems for water heating made of non conventional materials and using horizontal and vertical storage tanks

El objeto de estudio de este proyecto son los sistemas de calentamiento de agua mediante energía solar que funcionan termosifónicamente. En particular se tratará con dos diseños particulares generados por fabricantes de la Provincia de Córdoba y que han solicitado el asesoramiento del Grupo de Energía Solar (GES) para el mejoramiento de la performance térmica de dichos equipos. Se trata de dos sistemas que tienen materiales no tradicionales y se diferencian además por tener una distinta disposición del tanque de almacenamiento: uno es en forma vertical y el otro en forma horizontal. Basados en los resultados de un ensayo bajo norma internacional, donde se detectaron algunas puntos factibles de mejora, se propone en este proyecto el análisis en detalle de los equipos, para lo cual se les debe desarmar completos, para realizar un estudio analítico y experimental de los mismos con el objeto de hacer un planteo teórico-analítico del comportamiento de los mismos, con la implementación de propuestas de mejora y chequeo de los resultados. Se propone entonces como objetivo lograr un mejoramiento de la performance térmica de los citados equipos a partir de un estudio experimental y analítico. Asumiendo esta posibilidad de mejora, se plantea la hipótesis de que es posible representar el funcionamiento de estos equipos mediante modelos físico-matemáticos desarrollados a partir de ecuaciones y correlaciones conocidas y procesos a interpretar mediante resoluciones numéricas y softwares específicos de simulación. De esta manera, se plantea el despieze completo de los equipos para estudiar en detalle su estructura y conexiones internas y a partir de la geometría, dimensiones y propiedades termofísicas de materiales constructivos y fluidos de trabajo, realizar modelos físico-matemáticos que permitan realizar variaciones de propiedades y geometría y así buscar las mejores combinaciones que produzcan equipos más eficientes térmicamente. Los modelos físico-matemáticos serán codificados en lenguajes de alto nivel para poder luego de una validación de los modelos, correr simulaciones en un software de reconocimiento internacional que permite sumar dichos modelos mediante un protocolo de comunicación, haciendo que las poderosas prestaciones del software se puedan aplicar a nuestros modelos. Se complementará el estudio con un análisis exergético para identificar los puntos críticos en que se producen las pérdidas de oportunidad de aprovechar la energía disponible, para así analizar cómo solucionar los problemas en dichos puntos. Los materiales a utilizar serán los propios equipos provistos por los fabricantes, que serán modificados convenientemente para operarlos como prototipos Se espera obtener un conocimiento acabado de los procesos y principios de funcionamiento de los equipos, que permita plantear las mejoras, las cuales se implementarán en los prototipos, realizándose una medición mediante norma igual a la inicial para ver en que magnitud se logran las mejoras esperadas. Se pretende además que las mejoras a implementar, en la etapa de transferencia a las empresas involucradas, redunden no sólo en un beneficio técnico, sino que también los sea desde el punto de vista económico. Para ello se trabajará también sobre los procesos y métodos de fabricación para que los equipos mejorados no sean mas caros que los originales y de ser posible sean aún más económicos, todo esto apuntando a la difusión de la energía solar térmica y poner al alcance de todos estos equipos tan convenientes para la propagación de las energías limpias. El proyecto redundará también en un importante beneficio para el conocimiento de la comunidad científica en general, con el aporte de nuevos resultados en diseños novedosos y con nuevos materiales. Además, la institución se beneficiará con la formación que obtendrán los integrantes del proyecto, muchos de ellos en etapa de realización de sus estudios de posgrado y en una etapa importante de su vida como investigadores. The main goal of this project is the improvement of two thermosyphonic solar water heating systems, made of non conventional materials and with different arrangement of their storage tanks: one is vertical and the other one horizontal. The thermosyphonic systems are provided by manufacturers of the Córdoba Province, who came to the Solar Energy Group (GES) of the National University of Río Cuarto looking for help for the design of their products. In an agreement with these manufacturers, it was proposed this project in order to work analytically and experimentally in order to obtain physical-mathematical models of these two systems, which allow for changes to look by means of simulations the best changes to implement on the equipments for the improvement of their thermal performance. Then, the materials to be used are the proper systems provided by the manufacturers, which will be disarmed to be studied in detail. After the analytical study the proposals of improvement will be implemented in a high level language of programming to perform simulations in the environment of a well-known software for energy simulations (TRNSYS). After the simulations, the best modifications will be physically implemented in the prototypes to perform finally the same normalized test of the beginning and check the magnitude of the implemented improvements. The importance of this project is based on the offer of better systems the companies would make, which would benefit the deployment of the thermal solar energy. Another relevant point is to make the new equipments at the same cost of the previous ones or cheaper, in order to achieve a good deployment of the solar water heating systems; then, the manufacture processes and methods must be studied to obtain not only good technical solutions, but also economical equipments. In addition, this project will contribute to the increasing of the knowledge in the area of thermosyphonic solar systems and the training of postgraduate students.

Meta-requisitos, instituciones y prácticas de la democracia local.

n el desarrollo contemporáneo de propuestas normativas de democracia es posible identificar una recuperación de la dimensión territorial de los procesos sociopolíticos, un redescubrimiento de lo local dado por el interés de explicar y proponer soluciones a los nuevos desafíos que la inequidad, las crisis del régimen de acumulación y las crisis en los modos de coordinación social presentan a las sociedades contemporáneas. En este contexto lo local no sólo adquiere un nuevo protagonismo en relación a las preocupaciones concernientes al desarrollo sostenible, sino también como ámbito que por cuestiones de “proximidad” constituye el espacio “natural” para la realización de la democracia. La relación estado y sociedad, las posibilidades de hacer efectiva la participación y de generar condiciones que hacen factible el control del poder político por parte de los ciudadanos parecieran encontrar en lo local mejores condiciones de realización. Sin embargo y a pesar de los avances descriptos, son escasos los intentos por profundizar la especificidad de la democracia local que aborden y articulen reflexiones teórico-conceptuales que permitan identificar principios normativos básicos contrastables empíricamente con las instituciones y prácticas locales concretas. Las bondades de la democracia local son por lo general dadas por sentadas, sin problematizar sus particularidades, su relación con una teoría general de la democracia, su relación con el territorio a diferentes escalas y sus manifestaciones en instituciones y prácticas de los actores sociales. Desde el proyecto se sostiene que a partir de la reconstrucción y problematización de los orígenes filosóficos conceptuales que sustentan la Teoría de la Democracia Local es posible identificar un marco teórico normativo que le es específico y que posibilita el reconocimiento de los meta-requisitos necesarios tanto para su realización como para su contribución al fortalecimiento del régimen democrático en general. El establecimiento de estos requisitos permitirá construir matrices analíticas para el estudio empírico de los diseños y prácticas institucionales, como así también los procesos de constitución, reproducción y contestación de tales arreglos y prácticas por parte de los actores sociales. El proyecto se propone diseñar matrices analíticas que permitan articular distintos niveles y dimensiones de análisis de la Democracia Local que sean aplicables al estudio de casos de ciudades de porte medio de América Latina.