Estudio fisicoquímico de superficies sólidas en medio acuoso: Aplicaciones electroanalíticas y electrocatalíticas

De acuerdo a los objetivos y al plan de trabajo presentados, las actividades a realizar en el período de tres años que comprende este proyecto pueden ser resumidas en dos líneas de trabajo principales. En primera medida, en lo que a estudios fisicoquímicos de sistemas coloidales se refiere, los trabajos se centralizarán en la caracterización de la estructura y propiedades reactivas de la interfaz óxido metálico-solución acuosa. Es de particular interés la caracterización de la superficie de estos materiales, la individualización de los sitios superficiales y el efecto que la reactividad posee en el desarrollo de cargas y potencial eléctrico a través de la interfaz, en la disolución y corrosión de los mismos, en la capacidad adsortiva de la superficie y en los fenómenos que controlan la estabilidad, floculación y agregación de partículas tanto en sistemas sintéticos como naturales (suelos). Así mismo, se realizarán estudios de mecanismos de precipitación, envejecimiento y disolución de diferentes óxidos metálicos con el objeto de predecir y controlar sus propiedades. Además de la utilización de diversas técnicas experimentales de caracterización de sólidos, interfaces y suspensiones, se plantea describir los fenómenos a través de modelos matemáticos con el objeto de lograr un mejor "manejo" de los diferentes sistemas. Por otra parte, se analizará el comportamiento de celdas para baterías con electrodos de Ni (OH)2 y plomo con el objeto de mejorar su rendimiento. Se estudiará además la influencia de los distintos parámetros experimentales, tales como electrolito, aditivos, etc. Finalmente, con respecto a los electrodos químicamente modificados, se continuará con el estudio de diversas condiciones experimentales para la obtención de sensores electroquímicos. Paralelamente se comenzará con el desarrollo de biosensores electroquímicos, así como con el estudio de las propiedades electroquímicas de los electrodos antes mencionados.

Dispersión agrícola y cambio social en las Sierras de Córdoba (ca. 1000 a C.- 1600 d C.) Agricultural spread and social change in Córdoba Hills (ca. 1000 b C- 1600 a D.)

El proceso cultural en las Sierras de Córdoba fue habitualmente concebido como marginal con respecto al Noroeste Argentino. Tras el establecimiento del esquema básico de la secuencia prehispánica, a mediados del siglo pasado, se definió una etapa agroalfarera de cronología tardía, que continuaba a una extensa etapa precerámica cuyos límites se aproximaban a la transición Pleistoceno-Holoceno. Se hacía referencia, de este modo, al advenimiento de un modo de vida agrícola y aldeano, que reemplazaba a otro basado en la caza y recolección. Dicha transformación, alternativamente atribuida a la población cazadora local o a una migración de grupos agricultores desde regiones vecinas, se habría consumado hacia 1500 AP, fijando uno de los límites de la dispersión de la agricultura andina. Es necesario destacar la extremada escasez y el carácter indirecto de las evidencias arqueológicas utilizadas para sustentar la ocurrencia de tal proceso. Asimismo, la vigencia de supuestos que han comenzado a mostrar inconsistencias con los resultados de las recientes investigaciones. Entre ellos, principalmente, el que asume que la introducción de la agricultura dio paso a una transformación radical de las sociedades prehispánicas, constituyendo un hito fundamental en su devenir histórico, el comienzo de una nueva etapa. Nuestros últimos estudios en el sector central de las Sierras de Córdoba apuntaron, entre otros objetivos, a reconocer indicadores arqueológicos directos de producción agrícola, así como de la manipulación y consumo de plantas cultivadas. Los primeros resultados nos permiten vislumbrar un escenario complejo que desafía los modelos vigentes. El consumo de maíz, por ejemplo, parece haber antecedido por muchos siglos a la adopción de prácticas agrícolas. El acceso a este cultígeno, sumado a otros elementos, indicaría cambios entre los cazadores-recolectores serranos, promovidos por su integración en redes macrorregionales que los vincularon con sociedades agricultoras de la vertiente oriental andina y quizás del Chaco Santiagueño, por lo menos desde 2500 AP. En definitiva, la agricultura no parece haber sido adoptada rápidamente ni provocado transformaciones profundas e inmediatas en la organización de los grupos prehispánicos. Se ha observado, por el contrario, la incorporación gradual de distintas innovaciones que incluso permiten relacionar la manipulación y más tarde el cultivo de plantas domesticadas, con procesos de intensificación productiva de mayor escala temporal. Uno de nuestros objetivos en este proyecto consiste, básicamente, en profundizar las investigaciones en curso a fin de ampliar el cuerpo de datos con el cual analizar y discutir el problema de la dispersión agrícola en la región. Ello implica el tratamiento de diferentes líneas de evidencia, en particular: 1) la distribución regional de sitios arqueológicos y las modalidades de ocupación de las tierras cultivables; 2) la búsqueda de superficies de cultivo en sitios estratificados; y 3) estudios arqueobotánicos, polínicos y de isótopos estables. Se entiende que no le corresponde a la arqueología asumir apriorísticamente el significado histórico de la introducción de la agricultura, sino establecerlo en cada caso puntual a través de la investigación concreta. Nuestro segundo objetivo consiste, por lo tanto, en delinear los cambios (económicos, tecnológicos, políticos, sociales) que acompañaron al proceso de dispersión agrícola. Ello implica el tratamiento de diferentes problemas, entre otros: 1) las prácticas de apropiación de los recursos silvestres; 2) la continuidad y cambio tecnológico; 3) la movilidad y la articulación microambiental; y 4) los aspectos políticos y sociales ligados a prácticas como la molienda grupal y la producción del arte rupestre. The radical chage of societies from hunter-gatherers to farmers in 1500 BP was considered a milestone whitin the cultural process of pre-hispanic societies in Cordoba Hill. But there is a shortage of archaeological remains to support this change and there are weak hypotheses of absolute transformations. During the last years, our studies carried out on the central area of Cordoba Hill have tried to recognize direct archaeological signs of agriculture production as well as the handling and consumption of crops. The first results show a complex set that challenges the current theoretical models. For example, the corn was probably eatten prior to its adoption for farm practices. Our first main consists in increasing a corpus of data about the spread of agriculture in Cordoba region that we have been researching for the last years. These researches involve different lines of evidence: 1-regional location of archaeological sites and kinds of occupation on cultivable lands; 2-the search for plots at archaeological sites; 3-archaeobotanical, pollen and stable isotopes studies. Our second main consists in outlining changes within the spread of agriculture. It implies to considering different problems: 1-the practices to gatherer wild resources; 2-the continuity and changes of technologies; 3-the mobility and the articulation on the micro-environment; 4-political and social aspects in connection with activities such as groupal grinding and rock art productions.

Dinámica y cinética de los procesos físicos y químicos del radical OH con compuestos orgánicos volátiles (COVs) de relevancia atmosférica. Dynamics and kinetics of the physical and chemical processes of OH radicals with atmospheric relevant volatile organic compounds (VOCs)

El objetivo del presente proyecto es estudiar los procesos físicos y químicos del radical OH con compuestos orgánicos volátiles (COVs), con los cuales sea factible la formación de agregados de van der Waals (vdW) responsables de la curvatura en los gráficos de Arrhenius, empleando técnicas modernas, complementarias entre si y novedosas en el país. El problema será abordado desde tres perspectivas complementarias: 1) estudios cinéticos, 2) estudios mecanísticos y de distribución de productos y 3) estudios de la dinámica de los procesos físicos y químicos. La finalidad es alcanzar una mejor comprensión de los mecanismos que intervienen en el comportamiento químico de especies presentes en la atmósfera y obtener datos cinéticos de alta calidad que puedan alimentar modelos computacionales capaces de describir la composición de la atmósfera, presente y futura. Los objetivos son estudiar: 1) mediante fotólisis láser pulsada con detección por fluorescencia inducida por láser (PLP-LIF), en reactores de flujo, la cinética de reacción del radical OH(v”=0) con COVs que presentan gráficos de Arrhenius curvos con energías de activación negativas, tales como alcoholes insaturados, alquenos halogenados, éteres halogenados, ésteres alifáticos; 2) en una cámara de simulación de condiciones atmosféricas de gran volumen (4500 L), la identidad y el rendimiento de productos de las reacciones mencionadas, a fines de evaluar su impacto atmosférico y dilucidar los mecanismos de reacción; 3) mediante haces moleculares y espectroscopía láser, la estructura y reactividad de complejos de vdW entre alcoholes insaturados o aromáticos (cresoles) y el radical OH, como modelo de los aductos propuestos como responsables de la desviación al comportamiento de Arrhenius de las reacciones mencionadas; 4) mediante PLP-LIF y expansiones supersónicas, las constantes específicas estado a estado (ksts) de relajación/reacción del radical OH(v”=1-4) vibracionalmente excitado con los COVs mencionados. Los resultados experimentales obtenidos serán contrastados con cálculos ab-initio de estructura electrónica, los cuales apoyarán las interpretaciones, permitirán proponer estructuras de estados de transición y aductos colisionales, como así también calcular las frecuencias de vibración de los complejos de vdW para su posterior asignación en los espectros LIF y REMPI. Asimismo, los mecanismos de reacción propuestos y los parámetros cinéticos medidos experimentalmente serán comparados con aquellos obtenidos por cálculos teóricos. The aim of this project is to study the physical and chemical processes of OH radicals with volatile organic compounds (VOCs) with which the formation of van der Waals (vdW) clusters, responsible for the observed curvature in the Arrhenius plots, might be feasible. The problem will be addressed as follow : 1) kinetic studies; 2) products distribution and mechanistic studies and 3) dynamical studies of the physical and chemical processes. The purpose is to obtain a better understanding of the mechanisms that govern the chemical behavior of species present in the atmosphere and to obtain high quality kinetic data to be used as input to computational models. We will study: 1) the reaction kinetics of OH (v”=0) radicals with VOCs such as unsaturated alcohols, halogenated alkenes, halogenated ethers, aliphatic esters, which show curved Arrhenius plots and negative activation energies, by PLP-LIF, in flow systems; 2) in a large volume (4500 L) atmospheric simulation chamber, reaction products yields in order to evaluate their atmospheric impact and reaction mechanisms; 3) using molecular beams and laser spectroscopy, the structure and reactivity of the vdW complexes formed between the unsaturated or aromatic alcohols and the OH radicals as a model of the adducts proposed as responsible for the non-Arrhenius behavior; 4) the specific state-to-state relaxation/reaction rate constants (ksts) of the vibrationally excited OH (v”=1-4) radical with the VOCs by PLP-LIF and supersonic expansions. Ab-initio calculations will be carried out to support the interpretation of the experimental results, to obtain the transition state and collisional adducts structures, as well as to calculate the vibrational frequencies of the vdW complexes to assign to the LIF and REMPI spectra. Also, the proposed reaction mechanisms and the experimentally measured kinetic parameters will be compared with those obtained from theoretical calculations.