Simulación de la calidad del aire en zonas locales con orografías complejas

Tutores y colaboradores: Rafael Montenegro, Albert Oliver, Gustavo Montero, Eduardo Rodríguez, José M. Escobar. Programa de doctorado: Sistemas inteligentes y aplicaciones numéricas en Ingeniería

Bacterias patógenas humanas en aguas naturales : estudio sobre la presencia de "Salmonella spp" en diferentes zonas de interés público en el litoral canario

[ES]En el litoral se produce la influencia de numerosos factores ajenos al medio marino procedentes del entorno terrestre. Así, la presencia de patógenos humanos en el agua de mar se investiga desde hace muchas décadas, siguiendo la Directiva 76/160/CEE, de calidad de aguas de baño. La presencia de Salmonella en relación con otros microorganismos fecales es un importantísimo factor ecológico y sanitario a considerar. Durante años hemos aislado numerosas serovariedades de Salmonella en zonas marinas contaminadas por aguas residuales.

Nanoporous alumina based hypersonic phononic hybrid structures studied by brillouin spectroscopy

Phononische Kristalle sind strukturierte Materialien mit sich periodisch ändernden elastischen Moduln auf der Wellenlängenskala. Die Interaktion zwischen Schallwellen und periodischer Struktur erzeugt interessante Interferenzphänomene, und phononische Kristalle erschließen neue Funktionalitäten, die in unstrukturierter Materie unzugänglich sind. Hypersonische phononische Kristalle im Speziellen, die bei GHz Frequenzen arbeiten, haben Periodizitäten in der Größenordnung der Wellenlänge sichtbaren Lichts und zeigen daher die Wege auf, gleichzeitig Licht- und Schallausbreitung und -lokalisation zu kontrollieren, und dadurch die Realisierung neuartiger akusto-optischer Anordnungen. Bisher bekannte hypersonische phononische Kristalle basieren auf thermoplastischen Polymeren oder Epoxiden und haben nur eingeschränkte thermische und mechanische Stabilität und mechanischen Kontrast. Phononische Kristalle, die aus mit Flüssigkeit gefüllten zylindrischen Kanälen in harter Matrix bestehen, zeigen einen sehr hohen elastischen Kontrast und sind bislang noch unerforscht. In dieser Dissertation wird die experimentelle Untersuchung zweidimensionaler hypersonischer phononischer Kristalle mit hexagonaler Anordnung zylindrischer Nanoporen basierend auf der Selbstorganisation anodischen Aluminiumoxids (AAO) beschrieben. Dazu wird die Technik der hochauflösenden inelastischen Brillouin Lichtstreuung (BLS) verwendet. AAO ist ein vielsetiges Modellsystem für die Untersuchung reicher phononischer Phänomene im GHz-Bereich, die eng mit den sich in den Nanoporen befindlichen Flüssigkeiten und deren Interaktion mit der Porenwand verknüpft sind. Gerichteter Fluss elastischer Energie parallel und orthogonal zu der Kanalachse, Lokalisierung von Phononen und Beeinflussung der phononischen Bandstruktur bei gleichzeitig präziser Kontrolle des Volumenbruchs der Kanäle (Porosität) werden erörtert. Außerdem ermöglicht die thermische Stabilität von AAO ein temperaturabhängiges Schalten phononischer Eigenschaften infolge temperaturinduzierter Phasenübergänge in den Nanoporen. In monokristallinen zweidimensionalen phononischen AAO Kristallen unterscheiden sich die Dispersionsrelationen empfindlich entlang zweier hoch symmetrischer Richtungen in der Brillouinzone, abhängig davon, ob die Poren leer oder gefüllt sind. Alle experimentellen Dispersionsrelationen werden unter Zuhilfenahme theoretische Ergebnisse durch finite Elemente Analyse (FDTD) gedeutet. Die Zuordnung der Verschiebungsfelder der elastischen Wellen erklärt die Natur aller phononischen Moden.

High frequency acoustics in colloid-based meso- and nanostructures by spontaneous Brillouin light scattering

Materials that can mold the flow of elastic waves of certain energy in certain directions are called phononic materials. The present thesis deals essentially with such phononic systems, which are structured in the mesoscale (<1 µm), and with their individual components. Such systems show interesting phononic properties in the hypersonic region, i.e., at frequencies in the GHz range. It is shown that colloidal systems are excellent model systems for the realization of such phononic materials. Therefore, different structures and particle architectures are investigated by Brillouin light scattering, the inelastic scattering of light by phonons.rnThe experimental part of this work is divided into three chapters: Chapter 4 is concerned with the localized mechanical waves in the individual spherical colloidal particles, i.e., with their resonance- or eigenvibrations. The investigation of these vibrations with regard to the environment of the particles, their chemical composition, and the influence of temperature on nanoscopically structured colloids allows novel insights into the physical properties of colloids at small length scales. Furthermore, some general questions concerning light scattering on such systems, in dispute so far, are convincingly addressed.rnChapter 5 is a study of the traveling of mechanical waves in colloidal systems, consisting of ordered and disordered colloids in liquid or elastic matrix. Such systems show acoustic band gaps, which can be explained geometrically (Bragg gap) or by the interaction of the acoustic band with the eigenvibrations of the individual spheres (hybridization gap).rnWhile the latter has no analogue in photonics, the presence of strong phonon scatterers, when a large elastic mismatch between the composite components exists, can largely impact phonon propagation in analogy to strong multiple light scattering systems. The former is exemplified in silica based phononic structures that opens the door to new ways of sound propagation manipulation.rnChapter 6 describes the first measurement of the elastic moduli in newly fabricated by physical vapor deposition so-called ‘stable organic glasses’. rnIn brief, this thesis explores novel phenomena in colloid-based hypersonic phononic structures, utilizing a versatile microfabrication technique along with different colloid architectures provided by material science, and applying a non-destructive optical experimental tool to record dispersion diagrams.rn

Hypersonic phonon propagation in mesoscopic systems by Brillouin spectroscopy

Phononic crystals, capable to block or direct the propagation of elastic/acoustic waves, have attracted increasing interdisciplinary interest across condensed matter physics and materials science. As of today, no generalized full description of elastic wave propagation in phononic structures is available, mainly due to the large number of variables determining the band diagram. Therefore, this thesis aims for a deeper understanding of the fundamental concepts governing wave propagation in mesoscopic structures by investigation of appropriate model systems. The phononic dispersion relation at hypersonic frequencies is directly investigated by the non-destructive technique of high-resolution spontaneous Brillouin light scattering (BLS) combined with computational methods. Due to the vector nature of the elastic wave propagation, we first studied the hypersonic band structure of hybrid superlattices. These 1D phononic crystals composed of alternating layers of hard and soft materials feature large Bragg gaps. BLS spectra are sensitive probes of the moduli, photo-elastic constants and structural parameters of the constituent components. Engineering of the band structure can be realized by introduction of defects. Here, cavity layers are employed to launch additional modes that modify the dispersion of the undisturbed superlattice, with extraordinary implications to the band gap region. Density of states calculations in conjunction with the associated deformation allow for unambiguous identication of surface and cavity modes, as well as their interaction with adjacent defects. Next, the role of local resonances in phononic systems is explored in 3D structures based on colloidal particles. In turbid media BLS records the particle vibration spectrum comprising resonant modes due to the spatial confinement of elastic energy. Here, the frequency and lineshapes of the particle eigenmodes are discussed as function of increased interaction and departure from spherical symmetry. The latter is realized by uniaxial stretching of polystyrene spheres, that can be aligned in an alternating electric field. The resulting spheroidal crystals clearly exhibit anisotropic phononic properties. Establishing reliable predictions of acoustic wave propagation, necessary to advance, e.g., optomechanics and phononic devices is the ultimate aim of this thesis.

Effect of Pulse Depletion in a Brillouin Optical Time-Domain Analysis System

Energy transfer between the interacting waves in a distributed Brillouin sensor can result in a distorted measurement of the local Brillouin gain spectrum, leading to systematic errors. It is demonstrated that this depletion effect can be precisely modelled. This has been validated by experimental tests in an excellent quantitative agreement. Strict guidelines can be enunciated from the model to make the impact of depletion negligible, for any type and any length of fiber. (C) 2013 Optical Society of America

Paisajismo sustentable en zonas áridas : especies útiles para parquizaciones xéricas

Se analiza el valor económico, ecológico y paisajístico de especies vegetales, pertenecientes a la flora espontánea de Mendoza (Argentina), resistentes a la sequía y que pueden alcanzar porte arbóreo. Su empleo ahorra agua de riego en espacios verdes ornamentales y de protección ambiental. Se sugiere medidas de conservación de las especies espontáneas más útiles paisajísticamente, así como normas generales sobre métodos de plantación y mantenimiento. Se recomiendan especies leñosas espontáneas de la provincia, de bajo requerimiento hídrico, utilizables paisajísticamente.

El ordenamiento territorial en zonas de montaña

El proyecto de investigación para el Ordenamiento Territorial del Valle de Lerma (Salta, Argentina), incluye tanto zonas de valle propiamente dicho como sectores altos (hasta la divisoria de cuencas – aproximadamente de 2000 msnm hacia E y 4500 msnm hacia O). Se plantea la necesidad de un diagnóstico socio-económico. El objetivo es una aproximación real al sistema, mediante la observación directa y la interacción con los pobladores locales. Interesa elaborar un modelo cognocitivo del escenario actual considerando las problemáticas y potencialidades asociadas a la calidad de vida, el uso del suelo y de los recursos naturales, las perspectivas de los pobladores locales y las tendencia de las actividades productivas. El fin último es llegar a elaborar propuestas que permitan la mejora de la calidad de vida y el desarrollo productivo, en un contexto de creatividad y respeto, si se pretende signar las bases para la “conservación" e impulso de estas áreas. La información secundaria disponible sobre las zonas altas es prácticamente inexistente, por lo cual se pretende efectuar salidas de campo a los sectores altos para la georeferenciación de recorridos, sitios de valor cultural y natural, accidentes geográficos, infraestructuras y comunidades dispersas, como así la observación y registro de problemáticas y potencialidades asociadas al uso de los recursos, visita a pobladores locales, entrevistas abiertas y participación en actividades cotidianas.

Lineamientos ambientales para el ordenamiento territorial de zonas periurbanas

La municipalidad de San Rafael (provincia de Mendoza), en el proceso de confección de su Plan de Ordenamiento Territorial Municipal, ha identificado al avance urbano sobre tierras productivas como el principal problema a nivel territorial en el municipio. Los efectos de este proceso se reflejan en la pérdida de áreas aptas para la agricultura con derecho de riego en la mayoría de los casos, pérdida de paisaje rural, ocupación de tierras frágiles y con peligros naturales y disminución del cinturón verde del área urbana como importante zona de provisión de servicios ambientales y abastecimiento de productos hortícolas de producción local. El objetivo del presente trabajo es definir una serie de lineamientos ambientales para el Ordenamiento Territorial de las zonas periurbanas del Oeste de la ciudad de San Rafael. Para el logro de este objetivo, se estudian los múltiples enfoques y concepciones en torno al Ordenamiento Territorial, así como el marco jurídico–administrativo vigente en la provincia de Mendoza y, particularmente, el departamento de San Rafael. Posteriormente se realiza un análisis exclusivamente de la dimensión ambiental, la cual se identifica como uno de los componentes esenciales de los actuales procesos de Ordenamiento Territorial enfocados al desarrollo sustentable. Para la evaluación de las zonas periurbanas en estudio se realizó un Análisis de Sensibilidad Ambiental a través de un proceso cartográfico basado en la metodología alemana de Planificación del paisaje. La sensibilidad representa un alto nivel de agregación y simplificación de información, producto de la integración de la importancia ecológica de los componentes ambientales y su susceptibilidad frente a diferentes efectos ambientalmente relevantes, permitiendo obtener una visión simple del área de estudio en torno a los componentes ambientales. Los resultados así obtenidos constituyen la base argumentativa para la definición de los lineamientos ambientales, los cuales apuntan a conservar, proteger y/o potenciar los servicios ecosistémicos identificados y mejorar el manejo y aprovechamiento de los recursos naturales del territorio. El análisis desarrollado se presenta como una evaluación ambiental de gran utilidad para el ordenamiento y gestión territorial de estas zonas de interfase, poniendo en valor los procesos y servicios ambientales o ecosistémicos que sustentan las actividades en el territorio y muchas veces no son considerados en las políticas de planificación, producto de un predominio de la racionalidad económica en las mismas.

El Paisaje como Servicio Ambiental que otorgan las zonas agrícolas de la provincia de Mendoza, Argentina

Los ecosistemas proveen de servicios ambientales necesarios para la satisfacción de las necesidades tanto materiales, como no materiales de los seres humanos. Aportan al crecimiento económico y también a otros aspectos intangibles, que hacen al bienestar humano. Este flujo de bienes y servicios es vital para la economía. Los ecosistemas rurales, satisfacen las necesidades humanas y generan bienestar, incidiendo directamente sobre calidad de vida de las personas. En Argentina, existen conflictos sociales, económicos y ecológicos estrechamente relacionados. Por ello, no es correcto separar la sociedad de la naturaleza y tratar los problemas como si existieran escindidos. Por este motivo se recurre a la valoración de los ecosistemas y del medio ambiente, como instrumento preventivo ante posibles amenazas que vienen alterando el funcionamiento y la estructura de los ecosistemas rurales, por medio de estrategias y políticas sostenidas para el tratamiento y corrección de esta situación. Mendoza es considerada actualmente en un lugar destacado a nivel turístico. Teniendo en cuenta los caminos del vino y la Fiesta Nacional de la Vendimia. Actividades distintivas de la identidad provincial y de sus pobladores. En la última década, el departamento de Maipú ha sufrido una notoria pérdida de tierras agrícolas que se destinaron a la urbanización. Los problemas típicos de la ciudad ya han alcanzado a las zonas rurales. La inseguridad alcanzada, es un claro ejemplo de ésta situación. La elección del territorio de estudio, surgió al analizar el avance urbano en los censos 2001 y 2010, en zonas agrícolas representativas de Mendoza. Se observó que el departamento de Maipú obtuvo un incremento poblacional del 93%. Siendo el mismo, el departamento del Gran Mendoza, con mayor crecimiento de la última década. Además se tuvo en cuenta que Maipú es uno de los departamentos más importantes en el aspecto agrícola de la provincia, conocido como la cuna del vino y del olivo. Se toma como referencia la opinión de habitantes de un departamento que ha sufrido este cambio más recientemente para calificar el avance urbano y pérdida de servicios ambientales en zonas agrícolas de toda la provincia de Mendoza. La presente investigación se centra en el estudio de la provisión de servicios ambientales, por parte de los ecosistemas rurales de la provincia de Mendoza, Argentina. Se estudia la valoración social de los beneficios ambientales y sociales que la sociedad maipucina, le otorga a las zonas agrícolas de Mendoza. Se realiza a través de entrevistas enmarcadas en una técnica de Valoración Contingente en la que se obtienen resultados para el análisis de la Valoración Social de los servicios ambientales, sin llegar al análisis de una Valoración Económica. Los resultados obtenidos muestran que existe una preferencia de los habitantes de Maipú hacia paisajes naturales y agrícolas. Se sienten beneficiados y atraídos por la sensación de bienestar, otorgándoles valor social de existencia. Sin embrago, se percibe que están siendo afectados por problemas típicos de un paisaje urbanizado como lo son la contaminación visual, sonora y la pérdida de servicios ambientales como lo son la belleza escénica y la cultura mendocina. Los datos obtenidos de las encuestas quedan a disposición como herramienta para la toma de decisiones y para la correcta aplicación de la Ley 8051 de Ordenamiento Territorial y Uso del Suelo en Mendoza.

Laberintos y zonas de densidad : Barcelona y La Plata en dos novelas policiales de Manuel Vázquez Montalbán y Néstor Ponce

Plantearemos el concepto de zona de densidad como eje de lectura de las novelas El laberinto griego (1991) de Manuel Vázquez Montalbán, y La bestia de las diagonales (1999) de Néstor Ponce. Dicho concepto podría pensarse como una suerte de fuerza centrípeta que atrae elementos ficcionales y del mundo referencial hacia un puntual momento narrativo; es la confluencia de elementos de diverso nivel, estructural, procedimental, temático, en una zona densa de sentidos donde todo lo anterior se sobrescribe y resignifica. Ambas novelas, policiales, focalizan en la urbe tradiciones genéricas, arquitectónicas, políticas, que vienen a encontrarse en zonas densas de sentido que se despliegan a la mirada. Tal es el caso de la idea de laberinto que está presente en ambas ciudades, Barcelona y La Plata como consecuencia los desarrollos arquitectónicos urbanos que son muestras de proyectos políticos más amplios