Estudo e caracterização mecânica por via experimental de modelos de subestruturas eletromecânicas aplicadas ao fabrico de transformadores de grande potência

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

Optimization of magnetoelectric composites based on electroactive polymers for energy harvesting and sensor application

Tese de Doutoramento em Engenharia de Materiais.

Development of a poly(L-Lactic acid) based drug release system

Dissertação de mestrado em Biofísica e Bionanossistemas

Sistemas aislados gravitacionales

El problema general que nos interesa es el de cuerpos compactos aislados que interaccionan gravitatoriamente. La teoría adecuada para estudiar estos sistemas es la Relatividad General. En esta teoría los sistemas aislados son descriptos por espaciotiempos asintóticamente planos; es así que estudiamos en detalle las propiedades asintóticas de sistemas aislados en relatividad general. Algunos de los puntos específicos a ser investigados son: Proseguiremos con los cálculos para estimar la radiación gravitatoria total emitida en procesos de choque de dos agujeros negros, estudiando el caso de dos masas distintas y con momento angular. Se completarán estudios de sistemas de gravedad linearizada con fuentes distribucionales. Se extenderán los cálculos de soluciones exactas en términos de datos en el infinito nulo futuro al caso de sistemas con carga eléctrica y momento magnético. Se continuará el estudio sobre posibles generalizaciones de la noción de "nice section"; concluyendo el tratamiento de otras nociones de supermomento y el estudio de ecuaciones intrínsecas para justificar variaciones de las ecuaciones de "nice section". Se pretende dar una caracterización general de estructura multipolar para espaciotiempos asintóticamente planos. Se estudiarán propiedades asintóticas del modelo que hemos construido anteriormente para el caso de un sistema binario. Se desea construir un modelo más realista, basado en una solución parcial de las ecuaciones de Einstein aplicables a sistemas binarios. Se pretende implementar un programa de cálculo numérico y representación gráfica que nos permita visualizar por lapsos de tiempos dinámicos extendidos un sistema de ecuaciones de movimiento relativistas. (...) Se formulará un método general de aproximación en el infinito nulo usando como parámetro de pequeñez a la intensidad de radiación máxima emitida por el sistema.

Espectroscopía bidimensional posicional y dispersión en la relajación espín-red en sistemas parcialmente desordenados

Se utiliza la RCN de línea ancha y la RMN con ciclaje del campo magnético y se desarrollan técnicas de espectroscopía bidimensional e imágenes por RCN para estudiar el orden local y las fluctuaciones de orden (en el rango de los movimientos lentos y ultralentos) en sistemas parcialmente desordenados. Como ejemplo se estudian cristales líquidos, cristales plásticos, fases inconmensuradas, polímeros y gels. Objetivos generales y específicos: Resonancias cuadrupolar y magnética en sistemas parcialmente desordenados. Específicamente se pretende estudiar los espectros de resonancia generados por las diferentes estructuras que forman las moléculas en ejemplos, tales como: sistemas inconmensurados, cristales líquidos, cristales plásticos, vidrios orgánicos y polímeros, y su influencia en la dinámica molecular en la escala de tiempos de los movimientos lentos y ultralentos. Se intenta contribuir así al conocimiento básico de los efectos comunes de diferentes tipos de arreglos moleculares sobre la distribución de gradientes de campo eléctrico en el sitio que ocupa el núcleo resonante que se observa. La influencia de esos mismos ordenamientos sobre las fluctuaciones en el orden molecular, es también parte del mismo trabajo. La formación de recursos humanos en el nivel del doctorado y del pregrado en Física esta presente en cada tarea que se realiza. Técnicas bidimensionales en Resonancia Cuadripolar Nuclear: Imágenes en Sólidos y Espectroscopía de intercambio. El desarrollo de estas técnicas tiene los siguientes propósitos específicos: 1) Lograr técnicas de manejo de datos para la formación de imágenes por RCN en el sistema rotante (rNQRI), para aplicarlas en: a) obtener distribución de temperatura, tensiones internas y esfuerzos externos en sólidos opacos; b) obtener imágenes superficiales de alta resolución; c) estudio de propiedades mecánicas microscópicas, particularmente en polímeros; d) desarrollar imágenes que resuelvan la orientación relativa de pequeños cristales en objetos policristalinos. 2) Aplicar la espectroscopía bidimensional por RCN a sistemas parcialmente desordenados, en particular cristales plásticos, para estudiar fluctuaciones de orden.

Efecto de los campos magnéticos en la solidificación de fluidos orgánicos

La aplicación de los campos magnéticos al acondicionamiento de fluidos, fundamentalmente agua o hidrocarburos, se ha difundido en occidente en los últimos años. Existen en la actualidad diversos dispositivos disponibles comercialmente para eliminar depósitos de sales en aguas de duras, o atenuar la deposición de parafinas en los procesos de extracción y conducción de crudo de petróleo, y de algunos de sus derivados tales como los aceites minerales, el gas-oil, etc. Es reciente la publicación de estudios científicos que reportan los efectos de campos magnéticos intensos sobre las propiedades de precipitación de carbonatos. En los hidrocarburos, por otro lado, se ha informado la prolongación de los períodos de bombeo sin interrupción por taponamiento gracias a la presencia de dispositivos que inducen campos magnéticos en el interior de las tuberías. Sin embargo no se dispone hasta el momento de explicaciones científicas del fenómeno que permitan predecir y cuantificar los efectos descriptos. Por otro lado el diseño racional de dispositivos de tratamiento magnético requiere del cálculo de propiedades de equilibrio relevantes, tales como por ejemplo las temperaturas de formación de sólidos. En este contexto el abordaje termodinámico del problema implica un paso esencial en la conformación de un marco fundamental para su análisis, cuantificación y delimitación. La etapa de investigación que se pretende abarcar en el desarrollo del presente proyecto se focalizará en el análisis termodinámico del equilibrio sólido/líquido de sistemas orgánicos multicomponentes, en presencia de campos magnéticos estacionarios. Objetivo general * Contribuir a la interpretación del origen de los efectos de los campos magnéticos en el equilibrio sólido/líquido de sustancias orgánicas. Objetivos específicos * Elaboración de un modelo termodinámico para descripción del equilibrio sólido/líquido de mezclas multicomponentes parafinas/solventes, en presencia de campos magnéticos estacionarios. * Aplicación del modelo a sistemas hidrocarburo/parafinas.

Materiales de interés tecnológico

Este es un proyecto que tiene por objetivo general dar continuidad a las investigaciones relacionadas a materiales de interés tecnológico que el Grupo Ciencia de Materiales de Fa.M.A.F lleva a cabo. Las diferentes líneas de trabajo se pueden agrupar en tres grandes temas: aceros y superaleaciones basadas en Fe y Ni; cerámicos magnéticos [filtros moleculares de sílice del tipo ZSM-5, MCM-41 y MCM-48 modificados con Fe, Co, Mn; hematita nanométrica] y aleaciones metálicas magnéticas [CoCu, nanohilos y multicapas de CoM y FeM (M= Pt y Pd); aleaciones de tipo Heusler Mn-Ni-Ga, aleaciones CoSiB y FeSiB nanoestructuradas ]. El primer tema apunta a la optimización de las propiedades mecánicas de aceros de medio carbono y baja aleación, de producción nacional y aptos para construcciones mecánicas, y al desarrollo de superaleaciones (Fe,Ni) de alta temperatura, para su aplicación en pequeñas Turbomáquinas Térmicas. En el caso de materiales magnéticos cerámicos y metálicos, el objetivo es la producción y el desarrollo de nanoestructuras novedosas, con propiedades especiales, de potencial uso en nano-dispositivos y nanotecnología en general. En todos los casos se plantea la producción del material de interés a escala laboratorio, con control de las variables del proceso, la caracterización de la microestructura resultante y sus propiedades relevantes. Luego se establecen las correlaciones proceso-microestructura y microestructura–propiedades y se formalizan en modelos para los diferentes mecanismos que operan tanto durante la etapa de proceso (modelos de solidificación, de deposición, de aleado mecánico) como los involucrados en las propiedades de interés (modelos de magnetización, transporte, deformación). En este esquema se busca optimizar las propiedades. El presente proyecto fortalecerá además el área Ciencia de Materiales en la Universidad Nacional de Córdoba, formando en el nivel de grado y posgrado a ingenieros y físicos en esta disciplina. En el área de materiales cerámicos magnéticas nos dedicaremos (en colaboración con CiTeQ-UTN-FRC) a la producción y caracterización de filtros moleculares de sílice de amplio uso en procesos de catálisis, modificados por la incorporación de especies magnéticas. La incorporación del material magnético se realizará mediante técnicas hidrotérmicas y de impregnación. Los composites obtenidos se estudiarán con dos propósitos: evaluar los efectos de la funcionalización magnética sobre el desempeño del filtro de sílice como catalizador de diferentes reacciones y describir las propiedades magnéticas de las pequeñas (2 a 5 nm) nanoestructuras encapsuladas en los poros. Se continuará con la producción y caracterización de partículas de ferritas, con propiedades determinadas a partir del control de los distintos parámetros que intervienen en la síntesis. En la línea de aleaciones metálicas magnéticas se estudiarán las aleaciones de Heusler, con memoria de forma magnetica, las aleaciones CuCo con magneto-resistencia gigante y las aleaciones (Co,Fe)SiB con magnetoimpedancia gigante. Se aplicará la técnica de melt spinning con dos rodillos, a la producción de estas aleaciones. En el caso de aceros de medio carbono el plan propuesto apunta a identificar los micromecanismos de deformación y fractura que pueden operar en estas microestructuras. Se realizará el "collar test" con el objetivo de propagar una grieta radialmente hacia el centro del collar y luego poder observar la sección de material que la contiene. Esta serie de experimentos y observaciones permitirán localizar el inicio de la grieta y avanzar sobre la determinación del tipo de partículas que actúan como intermediarios en la propagación. Se espera que estos antecedentes más los resultados metalográficos arrojen luz sobre los mecanismos de fractura del acero IRAM – IAS 15B41

Contribuição para a determinação do nível normal de componentes do sangue bovino canchim

Conduziu-se um experimento na Fazenda Canchim, em São Carlos, SP, para se verificar se determinados componentes do sangue de bovinos jovens refletiriam diferentes estados nutricionais. 0 delineamento estatístico foi o de blocos casualizados. Empregaram - se 36 bovinos canchim desmamados, inteiros, em regime de pasto exclusivo (T1), ou confinados, recebendo feno de soja e rolão de milho (T2), torta de algodão e cana-de-açúcar (T3), ou ração completa (T4), de março a setembro de 1973, e em seguida somente pasto, até março de 1974. No período de confinamento, as pesagens e coletas de sangue foram a cada 2 semanas, passando para 4no período seguinte. Embora os tratamentos houvessem proporcionado diferentes níveis de consumo, de ganho de peso e de conversão, não houve variação correspondente nos diversos componentes de sangue analisados, talvez porque os intervalos de coleta e de pesagens deveriam ter sido mais curtos, para que se relacionassem melhor, pois os primeiros dados corresponderam às médias diárias do intervalo entre pesagens, enquanto que as dosagens correspondiam a uma única determinação do dia da coleta. A utilização de "kits" para análise do sangue comprovou-se plenamente satisfatória, mais simples e rápida em relação ao sistema convencional. Foram assumidos como normais os níveis médios para os seguintes parâmetros do sangue: uréia, 11,1 a 16,1 mg;proteínas totais, 5,92 a 6,32 g; fósforo, 6,24 a 7,11 mg; Ca, 11,01 a 12,66 mg; e hemoglobina, 10,14 a 10,55 g por decilitro.

Influência de sexo e energia sobre a taxa de crescimento, eficiência de utilização alimentar, taxa de uréia (U) e de proteína iodada do plasma (PI) em gado de corte

Três rações, com nível alto, médio e baixo de energia - tratamento T1 , T2 T3 - foram ministradas em confinamento, à vontade, a bovinos recém-desmamados, machos inteiros, castrados e fêmeas, durante dois períodos de 17 semanas. Os machos inteiros exibiram a maior habilidade de ganho de peso, e as novilhas a menor habilidade. O tratamento T1 proporcionou os melhores ganhos e conversões, e o T2 os inferiores. Verificou-se pequena superioridade no teor protéico de T3, ao que se atribuiu sua vantagem sobre T2 no 1º período, e aparente crescimento compensatório no 2º período. O teor de uréia foi superior nos machos inteiros, e semelhante nos outros animais, superior em T3 e semelhante em T1 e T2, bem como aumentou consistentemente durante o experimento. Aparentemente a uréia refletiu o fornecimento adequado de proteína e, mais ainda, de energia. O teor de proteína-iodada não mostrou diferença significativa, mas apenas tendência de se elevar com o decorrer do tempo. Não houve correlação entre os dois componentes do sangue. Concluiu-se que a eficiência de utilização alimentar foi: superior nos machos inteiros, proporcional à quantidade de energia ingerida (no caso do 1º período); favorecida pelo teor maior de proteína de T3 em relação a T2 no 19 período, e talvez por ganho compensatório no 2º período; refletida pelos níveis de uréia no plasma, mas não correlacionado com proteína- iodada.

Metodologia para infestação artificial de ovos de Diatraea saccharalis(Fabr., 1794) em cana-de-açúcar visando estudos com Trichogramma spp

A presente pesquisa teve por objetivo desenvolver técnicas para infestação artificial de cana-de-açúcar com ovos de Diatraea saccharalis (Fabr.,1794) visando aos estudos com Trichogramma spp. Avaliou-se a forma mais adequada de obtenção de ovos de D. saccharalis na planta, estudando-se o parasitismo por Trichogramma distinctum Zucchi, 1988 e T. galloi Zucchi, 1988 sobre ovos colocados em papel sulfite e sobre ovos obtidos na propria folha de cana-de-açúcar, através do confinamento de casais de broca sobre a mesma. Paralelamente, desenvolveu-se uma técnica para se estimar o número de ovos obtidos nas infestações artificiais, que consistia na colocação de uma folha transparente e quadriculada sobre a postura, avaliando-se o número de "quadrados" correspondentes à área da mesma. 0 numero de ovos era então estimado através de equações de regressão obtidas em função do tamanho da postura. A utilização de papel sulfite na infestação de ovos de D. saccharalis diminuiu o parasitismo por T. galloi e T. distinctum, sendo o confinamento de casais da broca-da-cana sobre a folha de cana-de-açúcar, a forma mais adequada para obtenção dos ovos desta praga, nos estudos com estes parasitóides. A metodologia desenvolvida para contagem de ovos de D. saccharalis mostrou-se valida para as infestações artificiais em campo.

Desempenho de bovinos confinados com ração ã base de bagaço de cana-de-açúcar auto-hidrolisado, levedura e vinhaça, sub-produtos da indústria de açúcar e álcool

O uso de levedura seca e concentrada de vinhaça, associados ao bagaço de cana-de-açúcar auto-hi drolisado (BAH) em rações de confinamento, foi testado em comparação com rações também à base de BAH, contendo farelo de algodão como fonte de proteína. Durante 122 dias foi conduzido ura experimento de ganho de peso com novilhos confinados (peso vivo inicial = 316kg). As rações, formuladas para proporcionarem ganho de peso lkg por dia, continham 50% de BAH, 12,7% da fonte de proteína (farelo de algodão ou concentrado de vinhaça ou levedura), 17,8% de milho e 12,5% de cana picada como volumoso complementar, na materia seca (M.S.). 0 ganho de peso médio foi de 843, 989 e 580g/cabeça/dia para as rações contendo farelo de algodão, levedura e concentrado de vinhaça, respectivamente. As rações contendo levedura e farelo de algodão proporcionaram ganhos de peso significativamente superiores (R <_ 0,01) quando comparadas à ração contendo concentrado de vinhaça, não ocorrendo diferenças significativas entre as duas primeiras, nem mesmo ao nível de 5% pelo teste de Tukey. Conclui-se que a levedura seca pode substituir totalmente o farelo de algodão em rações completas para confinamento contendo bagaço de cana auto-hidrolisado, devendo-se, entretanto, considerar os aspectos econômicos dessa substituição.

Dispositius nanoelectrònics a freqüències de THz : estudi de la propagació electromagnètica en les connexions

Per a altes freqüències, les connexions poden tenir un paper rellevant. Atès que la velocitat de propagació dels senyals electromagnètics, c, en el cable no és infinita, el voltatge i el corrent al llarg del cable varien amb el temps. Per tant, amb l’objectiu de reproduir el comportament elèctric de dispositius nanoelectrònics a freqüències de THz, en aquest treball hem estudiat la regió activa del dispositiu nanoelectrònic i les seves connexions, en un sistema global complex. Per a aquest estudi hem utilitzat un nou concepte de dispositiu anomenat Driven Tunneling Device (DTD). Per a les connexions, hem plantejat el problema a partir de tot el conjunt de les equacions de Maxwell, ja que per a les freqüències i longituds de cable considerats, la contribució del camp magnètic és també important. En particular, hem suposat que la propagació que és dóna en el cable és una propagació transversal electromagnètica (TEM). Un cop definit el problema hem desenvolupat un programa en llenguatge FORTRAN que amb l'algoritme de diferències finites soluciona el sistema global. La solució del sistema global s'ha aplicat a una configuració particular de DTD com a multiplicador de freqüència per tal de discutir quins paràmetres de les connexions permet maximitzar la potència real que pot donar el DTD.

Síntesis intermatricial y comparación de nanopartículas metálicas de Pd y Co soportadas en resinas catiónicas y aniónicas

Esta memoria de investigación es producto del trabajo experimental que se realizó con resinas de intercambio iónico para la síntesis intermatricial de nanopartículas metálicas de Co y Pd. Los estudios que se realizaron correspondieron a la iniciación en esta modalidad de síntesis de nanopartículas. En ellos se contemplaron las propiedades intrínsecas de la resina como: la capacidad de intercambio iónico, y funcionalidad química, tanto antes como después de la síntesis. Uno de los objetivos es que la resina no pierda ninguna de sus propiedades originales, sino que gane más versatilidad. La importancia que tienen en la actualidad los materiales nanométricos inspira a su modificación y nuevas formas de producción. Con esta investigación se inicia el trabajo de cara a los estudios doctorales. Aquí se estudia la aplicación de las nanopartículas de paladio y cobalto soportadas en resinas de intercambio iónico. Las nanopartículas de paladio tienen aplicación en el área de catálisis, y en su síntesis intermatricial, se consigue un catalizador heterogéneo, que brinda gran facilidad de recuperarlo y proceder con varios ciclos catalíticos. Así mismo, con el cobalto se pretendió otorgar propiedades ferromagnéticas, de manera que el proceso de separación de la resina de los medios de reacción, sea tan fácil como la aplicación de un campo magnético o pasar un imán sobre el lugar en cuestión.

Biosensor para el diagnóstico y seguimiento de inmunodeficiencias

La infección por el Virus de Inmunodeficiencia Humano (VIH) y el Síndrome de Inmunodeficiencia adquirida (SIDA) afecta a millones de personas en todo el mundo, y constituye una amenaza a la salud y la vida de muchas otras más, sobre todo en países en vías de desarrollo. Existe un gran interés en el desarrollo de nuevas metodologías analíticas para el diagnóstico de dicha enfermedad de forma rápida, económica y fuera del ámbito del laboratorio por personal no especializado. Los biosensores son dispositivos ideales para cubrir esta demanda analítica facilitando la toma de decisiones y permitiendo un uso racional de técnicas analíticas confirmatorias más costosas. Se plantea el diseño de una estrategia magneto-ELISA con detección óptica así como un dispositivo magneto biosensor electroquímico para el diagnóstico de SIDA a través del recuento de células marcadoras de la enfermedad presentes en la sangre. Ambas estrategias se basan en la captura inmunomagnética de linfocitos T CD4+ con partículas magnéticas modificadas con anticuerpos monoclonales específicos (anti-CD3). La detección de las células capturadas se realiza con un anticuerpo primario anti-CD4 marcado con biotina (antiCD4-biotina) y con un conjugado de estreptavidina y de la enzima HRP (peroxidasa de rábano picante). La unión de esta enzima al anticuerpo primario se realiza a través del complejo biotina/estreptavidina. Se proponen dos tipos de sistemas de detección: óptico y electroquímico. Esto se logra mediante la elección adecuada del sustrato para cada sistema planteado. El dispositivo biosensor basados en un transductor electroquímico renovable y magnético acoplado a partículas magnéticas específicas para las células marcadoras de la enfermedad, consigue la simplificación metodológica y facilita la transferencia de la tecnología hacia la fabricación de un biokit diagnóstico en el ámbito clínico. La potencial aplicación de los dispositivos analíticos propuestos en este trabajo tienen un interés social elevado por su idoneidad para realizar análisis, rápidos, económicos y en el ámbito de la propia consulta médica.

Electromagnetismo en medios materiales con monopolos magnéticos

Els monopols es defineixen, teòricament, com càrregues que generen camps amb divergència diferent de cero. Malgrat això, les entitats amb comportament mimètic al dels monopols magnètics, segueix sent compatible amb ∇·B=0, han estat detectades experimentalment en gels d’espín (‘spin-ices’). Aquesta aparent contradicció pot generar confusió i, per tant, requereix explicació. D’altra banda, s’estudien propietats duals del materials amb càrregues magnètiques efectives tals com la ‘magnetricity’ en els ‘spinices’ (conductivitat de les càrregues magnètiques davant un camp magnètic extern). Com una conseqüència de la magnetricitat, l’apantallament del camp magnètic en materials amb càrregues magnètiques és analitzat. Estudio la propagació d’ones electromagnètiques transversals en medis materials infinits i en plasmes magnètics diluïts davant la presència de camps elèctrics externs constants. Aquesta propagació és dual a la propagació d’ones en plasmes de càrregues elèctriques davant la presència de camps magnètics externs, constants. Finalment, estudio el frenat elèctric d’un conductor de càrregues magnètiques amb un efecte dual al frenat magnètic en conductors elèctrics.