Generación y reacciones en fase gaseosa de radicales pequeños de interés en los procesos de deposición de silicio y derivados y en la química atmosférica

Los radicales libres juegan un papel importante como intermediarios en muchas reacciones químicas, como aquéllas involucradas en la combustión, en la atmósfera y en el espacio interestelar. El interés en los radicales libres ha crecido como resultado de la aplicación de las técnicas láser. (...) (...) Otra razón es su importante rol en la química de la atmósfera en relación a los problemas ambientales y su papel en los procesos de oxidación de moléculas orgánicas, en la química de la combustión y en la química atmosférica. Por esto es importante medir los coeficientes de velocidad para estas reacciones y comprender los mecanismos de reacción involucrados. (...) La aplicación de láseres al procesamiento de materiales para producir polvos y recubrimientos cerámicos de utilidad en microelectrónica, medicina, etc., ofrece una nueva tecnología con ventajas respecto de los métodos convencionales. SiH4 y sus derivados reciben atención debido a su importancia en la industria de los semiconductores. Sin embargo hay poca información disponible sobre los procesos químicos elementales de esta molécula. (...) En síntesis, es necesario conocer la reactividad y la cinética de los radicales del Si facilitará, a los fines de facilitar la construcción de mecanismos de deposición; el depósito de películas muy finas de Si y sus derivados a partir de distintos tipos de precursores en fase gaseosa, es de vital importancia en la tecnología moderna. (...) El proyecto comprende el estudio de las fluorescencias infrarroja y visible producidas por las especies generadas por la descomposición de silano (SiH4) por irradiación láser en fase gaseosa. Se estudia la generación de radicales, principalmente SiH2 y SiH3, a partir de precursores adecuados y sus reacciones con el objeto de obtener parámetros cinéticos y mecanismos de reacción que contribuyan al modelado de los procesos de deposición de metales y semiconductores. Se completará el montaje y calibración de un sistema de fotólisis pulsada con detección por fluorescencia de resonancia en flujo lento para el estudio de reacciones de átomos y radicales pequeños con compuesos de interés atmosférico.

Análisis comparativo de las reacciones de radicales perfluoralquilos con compuestos no saturados en fase gaseosa y en solución

El presente proyecto, en parte continuación de un proyecto anterior, tratará el estudio de reacciones de los compuestos no saturados con el radical CF3 y C2F5, en fase gaseosa como también en solución ya que sólo existe, en algunos casos, información de los productos fluorados. Recientemente se aportaron resultados referentes a reacciones del radical C2F5 con metilestireno en solución a partir de la detección del intermediario formado en la reacción (técnica de absorción resuelta en el tiempo) lo que permitió la determinación de las constantes de velocidades absolutas de adición. Objetivos generales y específicos: El objetivo general del presente proyecto consiste en el estudio sistemático de un conjunto de reacciones, a los fines de determinar los mecanismos de reacción que conducen a la formación de los productos, establecer los parámetros cinéticos, realizar la comparación de los mismos con los obtenidos de cálculos teóricos que permiten predecir las constantes de velocidad y además correlaciones con algunas propiedades moleculares determinadas experimentalmente como los potenciales de ionización, las energías de disociación de enlace, las afinidades electrónicas, etc. a los efectos de analizar los factores que gobiernan las reactividades de reacciones de radicales con compuestos orgánicos de interés en la química atmosférica y con fines de síntesis de nuevos compuestos. Específicamente se estudiarán las reacciones en fase gaseosa del radical CF3, generado por la descomposición multifotónica infrarroja, con cianuro de hidrógeno, como así también con tiofeno y pirrol a partir de la fotólisis estacionaria del CF3I. Se implementará el montaje de la técnica para la determinación de intermediarios en la reacción del radical C2F5 con cloropentafluorbenceno en solución a partir de la fotólisis pulsada por láser del perfluoretilperóxido como precursor.

Estudio de la electrificación de nubes de tormenta

Dentro de la electricidad atmosférica, un tema aún no completamente resuelto es el del origen de las grandes cargas eléctricas que se separan dentro de las nubes de tormenta. Por otra parte, un problema de gran incidencia económica es el de los daños producidos por el granizo. Cualquier método de control del granizo está íntimamente relacionado con el proceso de identificación de la nube que está en condiciones de producirlo. Un posible indicador que ayude a esa identificación es la electrificación de la nube, ya que el conocimiento actual apunta al hielo como principal generador de carga. Es entonces, objetivo a largo plazo de este proyecto el contribuir al entendimiento de los mecanismos de generación y separación de cargas en nubes y formular un modelo de electrificación de las mismas que permita predecir su comportamiento. Esto último permitirá ayudar a una detección temprana de nubes graniceras por medio de la medición de variables eléctricas atmosféricas a nivel de tierra. (...) Se prevé continuar con mediciones de transferencia de cargas en colisiones individuales del tipo granizo-granizo y se comenzará con las mediciones de transferencia de cargas en colisiones del tipo granizo-cristales de hielo. Desde el punto de vista numérico se prevé continuar con el modelado de una electrificación global de la tormenta, teniendo en consideración resultados experimentales de éste y otros grupos del mundo con quienes se trabaja en colaboración. Por otro lado se prevé refinar el modelado del cargado individual de granizo, dentro de sistemas convectivos, mejorando los esquemas numéricos utilizados, las parametrizaciones de la parte de crecimiento y la interpretación de resultados.

Estudio de los factores que influyen sobre la fertilidad física y química del suelo

El proyecto aborda el estudio de los factores que influyen sobre la fertilidad física y química del suelo desde dos aspectos diferentes: 1. Influencia de los distintos componentes del suelo sobre su estabilidad estructural. La pérdida de propiedades físicas y químicas lleva al agotamiento de los suelos, que determina una disminución de la productividad, en muchos casos aceleran el desencadenamiento de proceso erosivo. Este fenómeno afecta prácticamente a todas las áreas agrícolas y se ve agravado por la quema del rastrojo, que provoca una disminución del contenido de materia orgánica alterando el equilibrio químico y biológico de los diferentes horizontes, lo cual va acompañado del deterioro de los procesos de agregación, de la degradación de la estructura y la pérdida o disminución de la fertilidad física, química y biológica, provocando una alteración de los ciclos naturales. 2. Residualidad de herbicidas en suelo. Los sistemas de labranza conservacionista se han difundido como consecuencia de las significativas reducciones en los niveles de materia orgánica, fertilidad química, estabilidad de los agregados y el notable aumento de la susceptibilidad a la erosión, en los suelos de la provincia de Córdoba. Estos sistemas de producción incluyen, en su conjunto tecnológico, abundante aplicación de herbicidas para el control de malezas, por lo que su uso continuado podría acelerar la acumulación de residuos de estos productos, afectando la fertilidad química de los suelos por la presencia de compuestos tóxicos para cultivos posteriores como también la potencial acumulación de herbicidas en aguas subterráneas. La dinámica de los herbicidas varía según las características de los suelos, especialmente por su contenido de materia orgánica y composición textural; características del herbicida y de las condiciones ambientales. El objetivo de esta parte del proyecto es caracterizar los suelos estudiados por su afinidad con determinados herbicidas por medio de índices obtenidos en laboratorio. Además, estudiar si existe acumulación de herbicidas en suelos que recibieron sucesivas aplicaciones.

Estudios morfológicos de sistemas radicales en función de la condición física-morfológica en suelos Hapludoles típicos: Arachis hypogaea L. Maní

El crecimiento de los sistemas radicales de las plantas depende estrechamente de las posibilidades de provisión de glúcidos por la parte aérea y de los factores ambientales del suelo. La velocidad de elongación decrece con el incremento de las tensiones mecánicas que actúan externamente sobre la raíz (Dexter, 1987). La resistencia mecánica de los suelos a la penetración y vías de circulación preferencial para la progresión de las raíces, depende principalmente de la textura, porosidad, estabilidad de agregados y de la humedad del suelo, variable en el tiempo y en el espacio. Los poros del suelo sirven simultáneamente como el mejor camino para el drenaje del agua, el intercambio de gases entre la atmósfera y el suelo y la irrestricta penetración de las raíces (Drew,1983); la continuidad de estos poros es interrumpida por la presencia de panes inducidos por el laboreo, que son un verdadero obstáculo para el crecimiento de las plantas con consecuentes mecanismos de daños. El pasaje del ápice de la raíz a través del suelo requiere de la expansión de poros inicialmente más pequeños que ella o bien implica que la cofia y la región meristemática involucradas en este proceso reciban un estrés mecánico va a depender del grado de compactación del suelo. (...) Los rendimientos de los cultivos disminuyen cuando la resistencia del suelo aumenta; Flocker (1960) encontró disminuciones de hasta el 50 %; estas reducciones a menudo son atribuidas al estrés hídrico pero se debe analizar la disminución del volumen radical producido por compactación del suelo como parámetro adicional. Objetivos: El objetivo de este trabajo es estudiar modelos de crecimiento de sistemas radicales y la secuencia temporal de su formación en cultivos regionales, en función de las distintas condiciones físico-morfológicas de los suelos, para poder establecer en qué medida la alteración de la morfología de las raíces en estas distintas condiciones incide en el rendimiento del cultivo. Objetivos Específicos: - Se estudiarán los sistemas radicales en "maní" ( Arachis hypogaea L.), desde implantación del cultivo hasta cosecha, en lotes con suelos Hapludoles típicos que presentan diferentes condiciones físicas y distintos tipos de laboreo. - Se realizarán estudios morfológicos e histológicos comparativos de raíces de distinto orden. - Se calcularán parámetros de rendimiento. - Se determinarán variables físicas de los suelos.

Estación Astronómica Polar J. L. Sersic

- El grupo IATE del Observatorio Astronómico Córdoba está desarrollando un proyecto observacional en el antártico, desde 1989, denominado ASTROLABEL. Las observaciones se realizan en Base Antártica Belgrano, a 78º S y 34º W, siendo el sitio más adecuado según la prospección hecha en las bases argentinas de actividad permanente. - Se pretende determinar cualitativamente la aptitud de la atmósfera polar para realizar observaciones astronómicas en el rango visible del espectro. Las especiales cirscunstancias de la región, como lo son su prolongado período de oscuridad invernal, la inexistencia de contaminación atmosférica y lumínica y los bajos niveles de humedad relativa, han despertado el interés de los investigadores. - Las tareas se desarrollan en convenio con el Instituto Antártico Argentino (IAA). Objetivos Se pretende determinar cualitativa y cuantitativamente las condiciones del cielo del lugar, para la ejecución de trabajos astronómicos de interés. (...) La disponibilidad de muchas horas de observación continuada hace posible el monitoreo de estrellas con una frecuencia de varias veces al día, lo que permitirá obtener su curva de luminosidad completa, sin interrumpir las observaciones por la salida del sol. Esta situación es la que permitirá la observación de Eta Carina, estrella que presenta bruscos y sorprendentes cambios en su luminosidad. Similar es el caso de las estrellas variables R Corona Borealis con cambios esporádicos, aunque de bajo valor en su brillo. Estas observaciones demandan de un monitoreo constante y con una frecuencia de al menos dos o tres veces diarias. Se pretende obtener una conclusión sobre la transparencia en el UV, cuando se produce la apertura de la depresión de ozono, para lo cual se obtendrá una correlación entre las mediciones de los índices de esa banda y las mediciones de ozono hechas en el lugar con medidores Brewer y EVA. También se tomarán datos con radiómetro de sol durante el verano.

Comprensión en resolución de problemas en Física: niveles de representación e inferencias basadas en el conocimiento. Comprehension in Physics Problem-Solving: levels of representation and knowledge-based inferences.

Se propone desarrollar e integrar estudios sobre Modelado y Resolución de Problemas en Física que asumen como factores explicativos: características de la situación planteada, conocimiento de la persona que resuelve y proceso puesto en juego durante la resolución. Interesa comprender cómo los estudiantes acceden al conocimiento previo, qué procedimientos usan para recuperar algunos conocimientos y desechar otros, cuáles son los criterios que dan coherencia a sus decisiones, cómo se relacionan estas decisiones con algunas características de la tarea, entre otras. Todo ello con miras a estudiar relaciones causales entre las dificultades encontradas y el retraso o abandono en las carreras.Se propone organizar el trabajo en tres ejes, los dos primeros de construcción teórica y un tercero de implementación y transferencia. Se pretende.1.-Estudiar los procesos de construcción de las representaciones mentales en resolución de problemas de física, tanto en expertos como en estudiantes de diferentes niveles académicos.2.-Analizar y clasificar las inferencias que se producen durante las tareas de comprensión en resolución de problemas de física. Asociar dichas inferencias con procesos de transición entre representaciones mentales de diferente naturaleza.3.-Desarrollar materiales y diseños instruccionales en la enseñanza de la Física, fundamentado en un conocimiento de los requerimientos psicológicos de los estudiantes en diversas tareas de aprendizaje.En términos generales se plantea un enfoque interpretativo a la luz de marcos de la psicología cognitiva y de los desarrollos propios del grupo. Se trabajará con muestras intencionales de alumnos y profesores de física. Se utilizarán protocolos verbales y registros escritos producidos durante la ejecución de las tareas con el fin de identificar indicadores de comprensión, inferencias, y diferentes niveles de representación. Se prevé analizar material escrito de circulación corriente sea comercial o preparado por los docentes de las carreras involucradas.Las características del objeto de estudio y el distinto nivel de desarrollo en que se encuentran los diferentes ojetivos específicos llevan a que el abordaje contemple -según consideracion de Juni y Urbano (2006)- tanto la lógica cualitativa como la cuantitativa.

Variabilidad paleoambiental desde el Último Máximo Glacial en la región Centro-Sur de Argentina: Paleocirculación atmosférica, variabilidad hidroclimática y dimensión humana. Palaeoenvironmental variability from the Last Glacial Maximum in the Central-Southern region of Argentina: Atmospheric Palaeocirculation, Hydroclimatic Variability and Human Dimension.

El proyecto tiene como propósito caracterizar la variabilidad de la paleocirculación atmosférica en las latitudes medias de Sudamérica, su efecto sobre la fluctuación hidroclimática regional y la vulnerabilidad humana frente a los cambios ocurridos desde el Ultimo Máximo Glacial/Holoceno. El enfoque inter y multidisciplinaro aquí planteado para analizar la varibiliad hidroclimática pasada, sus causas y consecuencias, es inédito para esta región del país. El mismo contempla: a) análisis de archivos climáticos sedimentarios con una aproximación de multi-indicadores (sedimentología, geoquímica, isótopos estables y radiogénicos, mineralogía, ostrácodos y moluscos); b) determinación de la dinámica actual y pasada del polvo atmosférico (PA) combinando mediciones in situ y en registros sedimentarios y c) análisis de restos óseos humanos y malacológicos en sitios arqueológicos.Se contempla: a) Efectuar análisis de multi-indicadores de registros climáticos naturales almacenados en sistemas lacustres de la región Pampeana (S. Ambargasta, Mar Chiquita, Pocho, Melincué, Lagunas Encadenadas del Oeste de Buenos Aires) y en secuencias loessicas para inferir la variabilidad de la circulación atmosférica desde el UMG; b) Ampliar la resolución temporal de las reconstrucciones climáticas para ventanas de tiempo seleccionadas; c) Analizar la señal geoquímica del registro sedimentario de fases climáticas contrastantes; d) Identificar la variabilidad temporal de la procedencia y de los procesos actuantes mediante análisis mineralógicos y geoquímicos; e) Analizar el ambiente actual para calibrar indicadores ambientales o proxies (isótopos, flujo de sedimentos, geoquímica, moluscos y ostrácodos) con el escenario climático contemporáneo; f) Analizar en conjunto los archivos climáticos para inferir patrones de paleocirculación atmosférica regional y g) Dilucidar estrategias adaptativas y la historia biológica de poblaciones humanas en la región central de Argentina durante fases climáticas diversas.Este proyecto aborda uno de los aspectos menos conocidos de las reconstrucciones paleoambientales, que está relacionado con rol del material eólico derivado del Hemisferio Sur y el impacto que genera sobre el ciclo regional del Carbono. A pesar que el sur de Sudamérica es una de las áreas claves para entender este aspecto, no se conoce de forma acabada la incidencia de los cambios ambientales sobre el flujo de PA o el efecto de futuros cambios climáticos y/o uso de la tierra.La actividad planteada tiene implicancias directas sobre múltiples disciplinas como las ciencias atmosféricas, geoquímica, sedimentología, paleoclimatologia y bioarqueología. Nuestros resultados permitirán mejorar el entendimiento del cambio climático regional, la dinámica del polvo y su rol como forzante del sistema climático, la variabilidad hidrológica presente y pasada y la respuesta por parte de las poblaciones humanas. Profundizar el estudio de los cambios paleoclimáticos y bioarqueológicos en la región permitirá analizar la variabilidad hidroclimática y determinar su relación con las situaciones de crisis y vulnerabilidad del pobamiento humano. Asimismo, la inferencia de cambios para períodos con mínima o sin influencia humana es una herramienta clave para mejorar el conocimiento de las fluctuaciones climáticas del área extratropical Sudamericana. Estos resultados permitirán analizar no sólo los mecanismos operados en el sistema climático pasado sino también aquellos factores que explicarían el gran cambio hidroclimático registrado desde 1970 cuyos efectos han impactado claramente sobre las actividades socio-económicos en la región central Argentina.

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.