Espectrometría de emisiones en la interacción de radiaciones ionizantes con la materia

En el área de los estudios básicos de la física de radiaciones, el Laboratorio de Espectrometría de Radiaciones (L.E.R.) de la U.N.C. desarrolla líneas de investigación cuyos resultados son de uso directo en física de radiaciones aplicadas. (...) Objetivos generales y específicos: * Estudios de Detectores de Radiaciones Ionizantes: se continúan los estudios en Argón, teniendo como objetivo específico completar y comprobar técnicas de simulación con el método Monte Carlo para detectores con simetría cilíndrica y gradiente de campo eléctrico. * Análisis por fluorescencia de Rayos X: los objetivos específicos están dedicados a la evaluación de diseños para aumentar la eficiencia de polarización de Rayos X. En cuanto al análisis de elementos, se considerarán las posibles mejoras experimentales mediante el aumento de la relación señal-ruido en la fluorescencia con Rayos X polarizados, disminuyendo los umbrales de detección de concentración de elementos, en muestras compuestas por muchos elementos. * Dosimetría de radiaciones ionizantes: En cuanto a la dosimetría mediante LiF se planea seguir estudiando la difusión de los positrones con bajos contenidos de centros de color y la linealidad de respuesta de la vida media en función de la dosis de radiación para diferentes clases de cristales termoluminiscentes. Para la dosimetría con centelladores plásticos, se pretende en el siguiente paso, la puesta a punto final del dosímetro y electrómetro desarrollado como así también su calibración para su posterior prueba en centros de radioterapia. * Análisis de composición de elementos químicos en el cuerpo humano: En un futuro mediato, se prevé la culminación de los estudios de una nueva técnica para determinación de concentración de elementos minoritarios y mayoritarios en órganos y en extremidades por dispersión incoherente de Rayos X. Esta técnica contempla la ulterior determinación in vivo de la composición del cuerpo humano.

Estudios de interacciones insecto-planta para manejo de plagas

Las plantas y los insectos que las consumen constituyen, juntos, más de la mitad del total de las especies conocidas. Las interacciones entre estos organismos representan, por lo tanto, una de las fuerzas más importantes en la organización de los ecosistemas y comunidades del planeta. Asimismo, estas interacciones ejercen una influencia innegable sobre la economía humana, estimándose que una cuarta parte de la producción mundial de alimentos se pierde cada año por acción de los insectos fitófagos. Para protegerse de ser comidas por insectos y otros herbívoros, las plantas han desarrollado, a lo largo de millones de años, un verdadero arsenal de defensas, entre las que se destacan las sustancias químicas conocidas como aleloquímicos. Estas "defensas químicas" de las plantas pueden ser explotadas como plaguicidas con excelentes perspectivas de incorporación en programas de Manejo Integrado de Plagas (MIP). (...) Debido a la complejidad y diversidad de las interacciones insecto-planta, múltiples aspectos y enfoques pueden considerarse para su estudio. En el marco de la Ecología de las interacciones insecto-planta, se propone aplicar un enfoque multitrófico al estudio de sistemas fitófago-planta-controlador biológico. Por otro lado, explorando el campo de la química de dichas interacciones, se busca evaluar la actividad insecticida de compuestos químicos de las plantas. Objetivo general Estudiar aspectos ecológicos y químicos de las interacciones entre insectos y plantas, a fin de aportar nuevos elementos para el manejo de plagas. Objetivos específicos 1. Ecología de las interacciones insecto-planta. 1.1 Conocer las especies de moscas minadoras y complejos parasíticos asociados, presentes en malezas asociadas a cultivos de Córdoba. 1.2 Detectar mediante el estudio comparativo de tramas tróficas de ambientes silvestres y cultivados de Córdoba, posibles especies e interacciones claves para el manejo de moscas minadoras plagas. 1.3 Analizar el rol de las malezas asociadas a cultivos, como proveedores de hospedantes alternativos para los controladores biológicos de moscas minadoras plaga. 2. Química de la interacciones insecto-planta. 2.1. Determinar dosis activas por ingestión, de extractos de M. Azedarach. [Paraíso] 2.2. Analizar efectos de los extractos a dosis y/o tiempos de aplicación subletales, sobre longevidad, fecundidad, metamorfosis, tiempo de desarrollo.

Zeolitas selectoras: Adecuada modificación y aplicación en procesos catalíticos de interés para la industria química pesada, químicos finos y catálisis ambiental

Objetivo General: Desarrollo de sistemas catalíticos (catalizador-tipo de reactor-condiciones operativas, simulación del proceso molecular y microscópico) de interés para la industria química y especialidades. Objetivos Parciales: Objetivo 1: Preparación de catalizadores. Objetivo 2: Simulación y predicción de estructura y actividad catalítica. Objetivo 3: Corroboración por métodos instrumentales y catalíticos. Objetivo 4: Ingeniería de las reacciones catalíticas que se desarrollan dentro de la "mas pequeña planta química conocida" confinada en el interior de los catalizadores (5.5 Å x 5.6 Å x 1.5µm). Objetivo 5: Ingeniería de los procesos catalíticos, por aplicación de métodos de cálculo por computadora. Objetivo 6: Formulación del sistema catalítico adecuado. Objetivo 7: Construcción de un sistema catalítico a escala laboratorio multipropósito. Objetivo 8: Especialización de los recursos humanos en cada tarea especificada. Objetivo 9: Divulgación y transferencia de los resultados. Objetivo 10: Complementación con investigadores de otros organismos nacionales o internacionales.

Adecuación de catalizadores zeolíticos para su aplicación en síntesis de productos químicos finos y catálisis ambiental

La catálisis es la ciencia estratégica por excelencia ya que de ella depende todo el desarrollo de la industria. Si se analiza toda la química y la petroquímica en el mundo se verá que el impacto de ésta alcanza al 50 % en ahorro de material, energía y disminución de sustancias peligrosas para el ambiente. En catálisis heterogénea se emplean materiales sólidos o productos químicos sólidos que poseen un elevado valor de mercado en función de su especificidad. La preparación de dichos materiales involucra principalmente la química del estado sólido y fenómenos de adhesión, gas-sólido y líquido-sólido. Asimismo, presentan una textura complicada y un área superficial bien desarrollada cuya manufactura implica la química coloidal y varios fenómenos de interfase relacionados con la adición, difusión y procesos de movilidad en los sólidos o en sus superficies. Algunos científicos consideran que hacer un catalizador, además de ser una ciencia, es un arte. En este sentido, preparar catalizadores con elevada actividad, selectividad y prolongada vida útil, requiere incrementar el conocimiento de las bases científicas para el desarrollo de diferentes métodos de preparación así como también atender a la actividad inherente a sus componentes (composición química), la estructura física del catalizador, la resistencia mecánica (estabilidad) y las condiciones operativas de la reacción. En función de lo antedicho, cabe señalar que los objetivos de esta investigación son: adecuar y modificar catalizadores zeolíticos selectores de forma según la necesidad del proceso a encarar; y aplicarlos a reacciones de síntesis de productos químicos finos y especialidades, y a procesos catalíticos que involucren el mejoramiento de la calidad del medio ambiente. Para la realización de este plan de trabajo se estudiará el efecto de las condiciones de intercambio en el desarrollo de catalizadores con funciones activas del tipo protónico, amonio, Zn, Ga, Mn, Ni, PB, Mo, Cu, W. También, se tendrá en cuenta su caracterización fisicoquímica y aplicación en reacciones de química fina y catálisis ambiental, tales como: sustitución de aromática electrofílica de anilina con metanol; transalquilación de naftaleno con mesitileno; oxidación de 2 metil naftaleno hacia 2 metil 1,4 naftoquinona (vitamina K3); transformación de residuos plásticos (polietileno, polipropileno y copolimero etileno-polipropileno) en hidrocarburos aromáticos; relación naturaleza sitio activo y actividad catalítica.

Semillas oleaginosas de Argentina: Nuevos productos derivados. Aspectos químicos y tecnológicos

La alimentación humana constituye en la actualidad un tema de gran relevancia y el desarrollo de nuevos alimentos económicos, nutritivos y naturales es de interés creciente. En la alimentación humana predominan las proteínas de origen vegetal, que a un nivel mundial representan el 67% del total. Las Leguminosas, entre ellas la soja y el maní, se destacan como principales fuentes proteicas para Latinoamérica, aunque proporcionalmente el consumo de proteínas de Leguminosas, resulta comparativamente bajo en relación al de proteínas de cereales y otras fuentes vegetales. La obtención de harinas deslipidizadas de soja y maní, de altos contenidos proteicos y su posterior utilización en productos de panificación, pastas, aderezos, etc, constituye una propuesta interesante dentro de las numerosas políticas de innovación tecnológica para nuestro país. En Argentina no existen antecedentes acerca de la utilización de harina deslipizada de maní para consumo humano y son escasos los relacionados con harina de soja. Otra alternativa novedosa la constituyen los alimentos líquidos de soja y maní (comúnmente denominados leches vegetales) con contenidos proteicos similares al de la leche de vaca, fibra dietaria, carentes de lactosa y colesterol, y con ventajas de un producto vegetal. La posibilidad de utilización de los subproductos obtenidos en patologías específicas, como diabetes, celiaquía u otros trastornos alimentarios, se presenta como una opción interesante frente a productos a base de cereales. Finalmente, otro aspecto importante a tener en cuanta es la aceptabilidad de los subproductos obtenidos. Es en este punto donde juega un papel fundamental la generación de "flavores" sobre todo en procesos coquinarios que contribuyen a producir modificaciones en moléculas lipídicas y/o proteicas. Objetivos generales: * Estudiar la calidad química de las semillas de soja, maní y especies silvestres de Mono y Dicotiledóneas potencialmente oleaginosas que se cultivan y crecen en Argentina, respectivamente. * Evaluar la actividad antioxidante de flavonoides y polifenoles naturales sobre aceites y derivados de soja y maní. * Desarrollar nuevos productos derivados, aptos para consumo humano, que tengan destacadas características nutricionales y de calidad-seguridad, utilizando principalmente materias primas de importancia regional como el maní y la soja. * Utilizar materiales residuales del procesado industrial de maní y soja. * Diseñar y construir algunos prototipos a escala laboratorio y cuasi piloto.

Síntesis, caracterización y aplicaciones específicas de metalosilicatos cristalinos micro y mesoporosos con incorporación de nanoestructuras. Synthesis, characterization and specific aplications of crystalline micro and mesoporous metallosilicates with nanostructures.

La síntesis de materiales cristalinos micro y mesoporosos con incorporación de micro/nano partículas/clusters de especies formadas con entidades propias interaccionando con las redes, como óxidos de metales, cationes de neutralización, especies metálicas, etc., pueden potencialmente ser utilizados como "materiales hospedaje" en óptica, electrónica, sensores, como materiales magnéticos, en estrategias ambientales de control de la contaminación, catálisis en general y procesos de separación. Se sintetizaran y caracterizaran por diversas técnicas fisicoquímicas, zeolitas microporosas de poro medio (ZSM) y poro grande (Y), y materiales mesoporosos (MCM-41). La aplicación de los mismos se orientara, por una parte, a procesos catalíticos tecnológicamente innovadores relacionados con los siguientes campos: a)catálisis ambiental: transformación de desechos plásticos (polietileno, polipropileno, poliestireno o mezclas de los mismos) a hidrocarburos de mayor valor agregado (gasolinas, gasoil, gases licuados de petróleo, hidrocarburos aromáticos); b)química fina: oxidación parcial de hidrocarburos aromáticos hacia la obtención de commodities, fármacos, etc. Por otra parte, se evaluaran las propiedades magnéticas (ferromagnetismo, paramagnetismo, superparamagnetismo, diamagnetismo) que algunos de estos materiales presentan, en busca de su correlación con sus propiedades catalíticas, cuando sea factible. Se estudiaran las condiciones óptimas de síntesis de los materiales, aplicando técnicas hidrotermicas o sol gel, controlando variables como temperaturas y tiempos de síntesis, pH de geles iniciales-intermedios-finales, tipo de fuentes precursoras, etc. La modificación de las matrices con Co, Cr, Mn, H, o Zn, se realizara mediante diversos tratamientos químicos (intercambio, impregnación) a partir de las sales correspondientes, con el objeto de incorporar elementos activos al estado iónico, metálico, clusters, etc.; y la influencia de distintos tratamientos térmicos (oxidantes, inertes o reductores; atmósferas dinámicas o estáticas; temperaturas). La caracterización estructural de los materiales será por: AA (cuantificación elemental de bulk); XRD (determinacion de presencia de especies oxidos o metalicas de Zn, Co, Cr, o Mn; determinacion de cristalinidad y estructura); BET (determinacion de area superficial); DSC-TG-DTA (determinacion de estabilidad de las matrices sintetizadas); FTIR de piridina (determinacion de tipo-fuerza-cantidad de sitios activos); Raman y UV-reflectancia difusa (determinacion de especies ionicas interacturando o depositadas sobre las matrices); TPR (identificacion de especies reducibles); SEM-EDAX (determinacion de tamaño de particulas de especies activas y de las matrices y cuanfiticacion superficial); Magnetómetros SQUID y de muestra vibrante (medición de magnetización y susceptibilidad magnética a temperatura ambiente con variación de campo externo aplicado, y variación de temperaturas (4 a 300 K) con campo externo fijo). En síntesis, se plantean tres grandes áreas de trabajo: No1)Síntesis y caracterización de materiales micro y mesoporosos nanoestructurados; No2) Evaluación de las propiedades catalíticas; No3) Evaluación de las propiedades magnéticas. Estos lineamientos nos permitirán generar nuevos conocimientos científicos-tecnológicos, formando recursos humanos (dos becarios posdoctorales; un becario doctoral; tres becarios alumnos de investigación; aproximadamente 15 pasantes de grado al año) aptos para emprender tales desafíos. Los conocimientos originados son constantemente trabajados en las actividades docentes de grado y posgrado que los integrantes del proyecto poseen. Finalmente serán transmitidos y puestos a consideración de pares evaluadores en presentaciones a congresos nacionales e internacionales y revistas especializadas.

Evaluación de aspectos agronómicos, químicos-nutricionales y tecnológicos de lupinos y quínoas. Agronomic, chemical-nutritional and technological evaluation of lupin and quinoa grain crops.

Este proyecto desarrolla estudios multidisciplinarios para contribuir con información avalada por métodos científicos, a propuestas de desarrollos regionales agronómicos y de tecnología de alimentos en la provincia de Córdoba. Se propone realizar evaluaciones de factibilidad de cultivo de variedades de lupinos y quínoas en parcelas experimentales y huertas, verificar las características químico-nutricionales de los granos y establecer mecanismos tecnológicos, para poder presentar productos alimenticios viables de comercialización. Estos granos, poco conocidos en los hábitos nutricionales actuales, fueron considerados desde la antigüedad por distintas civilizaciones, como importantes fuentes de alimento vegetal. En la actualidad la necesidad de contar con nuevas fuentes de alimentos provenientes de sistemas auto-sustentables y manufacturación artesanal, ha llevado investigar alternativas de nuevos cultivos y a revalorizar aquellos que han sucumbido a las tecnologías modernas. Tanto los granos de quínoa como la de los lupinos han cobrado interés a nivel internacional por su alto valor nutricional, farmacológico y por sus cualidades de plantas rústicas a los manejos de cultivo. Es por esas razones, que se propone desarrollar un proyecto de investigación con transferencia de tecnología, para contar con experiencias que permitan establecer los lineamientos agronómicos y de tecnología de alimentos necesarios para promover los granos de lupinos y quínoas dentro de los planes nutricionales de nuestra sociedad. La importancia de este proyecto se fundamenta en la necesidad de buscar nuevas alternativas de cultivos que se adapten a los recursos de clima y suelo en áreas rurales de las sierras de Córdoba y promover nuevos emprendimientos relacionados con los sectores agrícolas y de la alimentación. Para su mejor desarrollo el proyecto está diagramado en tres módulos que cubren las siguientes áreas: Módulo 1, ensayos de cultivo en parcelas experimentales y huertas comunales; Módulo 2, análisis químicos-nutricionales; Módulo 3, diseño y adaptación de equipamiento para la manufacturación de alimentos. La metodología de investigación está ampliamente respaldada por la experiencia que cuenta el equipo de trabajo en los módulos propuestos y que puede ser verificada en la producción científica plasmada en trabajos publicados en revistas con referato nacionales e internacionales, presentaciones a congresos y direcciones de tesis.

INCIDENCIA DE LAS ACTIVIDADES AGROPECUARIAS EN LA CALIDAD DE PRODUCTOS APÍCOLAS Y EN LA DISTRIBUCIÓN DE APIS MELLIFERA. INDICADORES DE CONTAMINACIÓN AMBIENTAL.

Las actividades socioeconómicas en muchos casos generan residuos que afectan a la salud humana, la calidad de los ecosistemas y los procesos ecológicos. La acumulación de residuos de plaguicidas en el ambiente se ha puesto de manifiesto desde hace años y la incidencia de éstos en los ecosistemas supone un riesgo que es necesario conocer y reducir. La agricultura depende, en gran medida, de la utilización de pesticidas para controlar las plagas y las enfermedades que pueden ocasionar pérdidas en la calidad de las cosechas y disminuir su producción. En los últimos años, la contaminación de los alimentos y del medio ambiente por los pesticidas se ha convertido en objeto de gran interés y preocupación social debido a los posibles efectos adversos de una exposición prolongada a estos compuestos. La provincia de Córdoba, en particular la región sur, no es ajena a dicha problemática dado que la actividad más importante es la agropecuaria. Por tanto, resulta de sumo interés desarrollar métodos para diagnosticar y monitorear la contaminación del ambiente. En este sentido, los indicadores ambientales han tomado impulso con el propósito de estandarizar metodologías y procesos que nos permitan desarrollar la capacidad de analizar, evaluar y comparar el estado del ambiente y los recursos naturales. Las abejas melíferas y los productos de la colmena podrían muy bien cumplir con este rol ya que durante su pecoreo las abejas se ponen en contacto con prácticamente todos los sectores medioambientales (suelo, vegetación, aire y agua). Las abejas exploran áreas de unos 30 km2 para recolectar elementos para el desarrollo de su colonia y por consiguiente los productos de la colmena se pueden relacionar con la contaminación local. La presencia de plaguicidas de uso agrícola, tanto en miel como en cera, en cantidades suficientemente altas, también podría llevar a que la colmena se vea debilitada y las abejas tiendan a abandonarla. No obstante, el abandono de las colmenas no sólo puede deberse a la acumulación de compuestos químicos extraños, sino también a problemas de sanidad relacionados al mal manejo del apiario. La incidencia de este último factor puede estimarse determinando en miel y cera los residuos de medicamentos, sintéticos y/o naturales, utilizados por los apicultores para el tratamiento de enfermedades de la colmena. Por lo tanto, se propone utilizar el grado de contaminación de la miel y de la cera con plaguicidas de uso agrícola como indicadores ambientales y establecer la influencia de este factor y de los medicamentos de uso apícola sobre el síndrome de despoblamiento de las colmenas. Para ello se seleccionarán tres zonas de trabajo, todas pertenecientes al sur de la provincia de Córdoba, (una silvestre, una de agricultura en base a soja y maíz y una tambera) donde se esté desarrollando la actividad apícola, instalando también colmenas propias para el proyecto. Se realizarán encuesta a productores agropecuarios y apícolas. Para el diagnóstico de enfermedades se emplearán las siguientes técnicas: gota pendiente para Loque americana, método de Cantwell para Nosema y el método de David Jong modificado para Varroa. Para la cuantificación de residuos de plaguicidas y medicamentos se emplearán técnicas cromatográficas. Los resultados obtenidos permitirán evaluar el estado sanitario de las colmenas, la disminución o no de la población, determinar indirectamente la contaminación ambiental estableciendo las vinculaciones entre las causas que generan los cambios, las respuestas del medio y tendencias futuras y realizar transferencia a distintos niveles mediante, conferencias, cursos, material didáctico y prestación de servicios. Asimismo, los resultados podrían ser utilizados en el futuro en la implementación de políticas regulatorias de las actividades agroindustriales, mientras que el relevamiento del estado sanitario de las colmenas permitirá tomar decisiones respecto de las políticas sanitarias a aplicar en el manejo de los colmenare

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.