Determinación y análisis de un potencial analítico para iones en configuraciones excitadas en el seno de plasmas

Premio Extraordinario, Área de Experimentales; Programa de Fí­sica Fundamental y Aplicada

Propuesta de un potencial efectivo analítico para iones inmersos en plasmas

Programa de Doctorado en Física Fundamental y Aplicada

Hormigones ligeros con áridos volcánicos de Canarias

[ES] Se estudian los hormigones ligeros conformados con rocas volcánicas, que proporcionan estructuras edificatorias menos pesadas y elementos constructivos aislantes, con el ahorro material y económico, la racionalización de las extraciones y el aprovechamiento de escombros que ello supone.

Calidad del agua en el área regadía del río Mendoza : temperatura, pH, iones solubles y sólidos

El río Mendoza riega el oasis Norte en el que se encuentra asentada la población del Gran Mendoza. El crecimiento urbano avanzó sobre áreas originalmente agrícolas, rodeándolas y atravesándolas con una intrincada red de canales y desagües de riego y colectores de desagües urbano-pluviales. Para conocer la evolución de la calidad del agua de esta cuenca se seleccionaron, estratégicamente, diversos sitios de muestreo: tres puntos (RI a RIII) a lo largo del río a partir del derivador (dique Cipolletti), cinco en la red de canales (CI a CV) y siete ubicados en los colectores de drenaje (DI a DVII). En ellos se realizó el análisis de las variables temperatura, pH, iones solubles y sólidos (en suspensión, sedimentables 10 minutos, totales, fijos y volátiles). En la red de drenaje sólo se analizaron los tres primeros parámetros. La metodología estadística incluyó el análisis descriptivo, inferencial y espacial de cada variable. Los resultados indican que en el río no hay diferencias entre los puntos de muestreo en lo que respecta a pH y sólidos totales volátiles. En cambio, sí se encuentran diferencias en todas las demás variables, y en general entre RIII y RII respecto de RI. En canales y RI no hay diferencias entre los puntos de muestreo en carbonatos y sólidos totales volátiles y sí en todas las demás variables analizadas.

Riego por goteo en Mendoza, Argentina : : evaluación de la uniformidad del riego y del incremento de salinidad, sodicidad e iones cloruro en el suelo

El presente trabajo tiene por objeto evaluar la uniformidad del riego por goteo en las zonas de regadío de las cuencas de los ríos Mendoza y Tunuyán (zonas Alta y Baja), de la provincia de Mendoza, Argentina. Las evaluaciones -en 17 propiedades- permitieron determinar: coeficientes de uniformidad, salinidad del agua de riego y del suelo en cabeza, medio y pie de la subunidad de riego, y en el bulbo húmedo e interfilar en dos estratos del perfil del suelo (0,10‑0,30 m y 0,30-0,50 m). Se determinó, además, la textura del suelo y su posible relación con los niveles de salinidad de la rizósfera. Se estimó que el 18% de las subunidades de riego evaluadas presentan un coeficiente de uniformidad por debajo del rango recomendable y que en el 94% de las propiedades existen diferencias significativas entre caudales medios registrados entre subunidades y entre sectores de operación de riego. Se encontraron diferencias significativas en la salinidad del extracto de saturación, en la sodicidad y en la concentración del anión cloruro, al comparar el suelo extraído del bulbo de mojado respecto del interfilar. Asimismo, los resultados muestran que no existen diferencias significativas de esas variables en las distintas profundidades de suelo analizadas. El aumento de la salinidad resultó en función del lugar de muestreo (bulbo o interfilar), la calidad del agua de riego y la textura del suelo. La variación de sodicidad, en cambio, dependió del lugar de muestreo (bulbo o interfilar) y del contenido de bicarbonatos en el suelo. Los resultados indican la importancia de realizar evaluaciones rutinarias del comportamiento de los sistemas de riego en términos de uniformidad y salinización inducida.

Ligeros modos del exceso : Sobre el problema del otro en La villa de César Aira y Rabia de Sergio Bizzio

El trabajo indaga los modos de percibir, pensar y narrar al otro cultural y social en La villa de César Aira y Rabia de Sergio Bizzio. Propone que ambas novelas configuran la relación con el otro a partir de una serie de tensiones: cercanía y distancia, reconocimiento y extrañamiento, visibilidad e invisibilidad funcionan tanto en forma alternada como superpuesta, haciendo de su coexistencia motivo de productividad. Esto se manifiesta fundamentalmente en dos operaciones: en primer lugar, la construcción de una mirada situada y parcial, des ubicada respecto a su universo de pertenencia así como también en relación al mundo de los otros, donde se inserta como una participación extraña; y, en segundo lugar, un trabajo con el estereotipo a través de estrategias de marcación, saturación y contraste. Las novelas construyen figuraciones de los otros que replican los sentidos comunes y las nominaciones estatuidas por la doxa, pero, al mismo tiempo, se resisten a quedar fijadas en la mera restitución, ejerciendo sobre ella diversos modos del exceso. La abundancia de representaciones provoca que cualquier posibilidad de conocimiento fiable se colme de incertidumbre. Por tanto, La villa y Rabia dicen poco o nada de los otros, pero anuncian demasiado de nosotros mismos: aquello que despunta cuando las nominaciones proliferan, cuando el exceso hace vacilar a la doxa y le quita solidez, poblándola de sentidos ligeros y de espectros

Ligeros modos del exceso : Sobre el problema del otro en La villa de César Aira y Rabia de Sergio Bizzio

El trabajo indaga los modos de percibir, pensar y narrar al otro cultural y social en La villa de César Aira y Rabia de Sergio Bizzio. Propone que ambas novelas configuran la relación con el otro a partir de una serie de tensiones: cercanía y distancia, reconocimiento y extrañamiento, visibilidad e invisibilidad funcionan tanto en forma alternada como superpuesta, haciendo de su coexistencia motivo de productividad. Esto se manifiesta fundamentalmente en dos operaciones: en primer lugar, la construcción de una mirada situada y parcial, des ubicada respecto a su universo de pertenencia así como también en relación al mundo de los otros, donde se inserta como una participación extraña; y, en segundo lugar, un trabajo con el estereotipo a través de estrategias de marcación, saturación y contraste. Las novelas construyen figuraciones de los otros que replican los sentidos comunes y las nominaciones estatuidas por la doxa, pero, al mismo tiempo, se resisten a quedar fijadas en la mera restitución, ejerciendo sobre ella diversos modos del exceso. La abundancia de representaciones provoca que cualquier posibilidad de conocimiento fiable se colme de incertidumbre. Por tanto, La villa y Rabia dicen poco o nada de los otros, pero anuncian demasiado de nosotros mismos: aquello que despunta cuando las nominaciones proliferan, cuando el exceso hace vacilar a la doxa y le quita solidez, poblándola de sentidos ligeros y de espectros

Ligeros modos del exceso : Sobre el problema del otro en La villa de César Aira y Rabia de Sergio Bizzio

El trabajo indaga los modos de percibir, pensar y narrar al otro cultural y social en La villa de César Aira y Rabia de Sergio Bizzio. Propone que ambas novelas configuran la relación con el otro a partir de una serie de tensiones: cercanía y distancia, reconocimiento y extrañamiento, visibilidad e invisibilidad funcionan tanto en forma alternada como superpuesta, haciendo de su coexistencia motivo de productividad. Esto se manifiesta fundamentalmente en dos operaciones: en primer lugar, la construcción de una mirada situada y parcial, des ubicada respecto a su universo de pertenencia así como también en relación al mundo de los otros, donde se inserta como una participación extraña; y, en segundo lugar, un trabajo con el estereotipo a través de estrategias de marcación, saturación y contraste. Las novelas construyen figuraciones de los otros que replican los sentidos comunes y las nominaciones estatuidas por la doxa, pero, al mismo tiempo, se resisten a quedar fijadas en la mera restitución, ejerciendo sobre ella diversos modos del exceso. La abundancia de representaciones provoca que cualquier posibilidad de conocimiento fiable se colme de incertidumbre. Por tanto, La villa y Rabia dicen poco o nada de los otros, pero anuncian demasiado de nosotros mismos: aquello que despunta cuando las nominaciones proliferan, cuando el exceso hace vacilar a la doxa y le quita solidez, poblándola de sentidos ligeros y de espectros

Simulación mediante dinámica molecular de la irradiación de sílice con iones rápidos pesados

Simulación mediante dinámica molecular de la irradiación de sílice con iones rápidos pesados

Electrodynamic Tethers For Planetary And De-orbiting Missions

Nuevas aplicaciones tecnológicas y científicas mediante amarras electrodinámicas son analizadas para misiones planetarias. i) Primero, se considera un conjunto de amarras cilíndricas en paralelo (veleros electrosolares) para una misión interplanetaria. Los iones provenientes del viento solar son repelidos por el alto potencial de dichas amarras generando empuje sobre el velero. Para conocer el intercambio de momento que provocan los iones sobre las amarras se ha considerado un modelo de potencial estacionario. Se ha analizado la transferencia orbital de la Tierra a Júpiter siguiendo un método de optimización de trayectoria indirecto. ii) Una vez que el velero se encuentra cerca de Júpiter, se ha considerado el despliegue de una amarra para diferentes objetivos científicos. iia) Una amarra podría ser utilizada para diagnóstico de plasmas, al ser una fuente efectiva de ondas, y también como un generador de auroras artificiales. Una amarra conductora que orbite en la magnetosfera jovial es capaz de producir ondas. Se han analizado las diferentes ondas radiadas por un conductor por el que circula una corriente constante que sigue una órbita polar de alta excentricidad y bajo apoápside, como ocurre en la misión Juno de la NASA. iib) Además, se ha estudiado una misión tentativa que sigue una órbita ecuatorial (LJO) por debajo de los intensos cinturones de radiación. Ambas misiones requiren potencia eléctrica para los sistemas de comunicación e instrumentos científicos. Las amarras pueden generar potencia de manera más eficiente que otros sistemas que utlizan paneles solares o sistemas de potencia de radioisótopos (RPS). La impedancia de radiación es necesaria para determinar la corriente que circula por todo el circuito de la amarra. En un modelo de plasma frío, la radiación ocurre principalmente en los modos de Alfven y magnetosónica rápida, mostrando un elevado índice de refracción. Se ha estudiado la impedancia de radiación en amarras con recubrimiento aislante para los dos modos de radiación y cada una de las misiones. A diferencia del caso ionosférico terrestre, la baja densidad y el intenso campo magnético que aparecen en el entorno de Júpiter consiguen que la girofrecuencia de los electrones sea mucho mayor que la frecuencia del plasma; esto hace que el espectro de potencia para cada modo se modifique substancialmente, aumentando la velocidad de Alfven. Se ha estimado también la impedancia de radiación para amarras sin aislante conductor. En la misión LJO, un vehículo espacial bajando lentamente la altitud de su órbita permitiría estudiar la estructura del campo magnético y composición atmosférica para entender la formación, evolución, y estructura de Júpiter. Adicionalmente, si el contactor (cátodo) se apaga, se dice que la amarra flota eléctricamente, permitiendo emisión de haz de electrones que generan auroras. El continuo apagado y encendido produce pulsos de corriente dando lugar a emisiones de señales, que pueden ser utilizadas para diagnóstico del plasma jovial. En Órbita Baja Jovial, los iones que impactan contra una amarra polarizada negativamente producen electrones secundarios, que, viajando helicoidalmente sobre las líneas de campo magnético de Júpiter, son capaces de alcanzar su atmósfera más alta, y, de esta manera, generar auroras. Se han identificado cuáles son las regiones donde la amarra sería más eficiente para producir auroras. iic) Otra aplicación científica sugerida para la misión LJO es la detección de granos cargados que orbitan cerca de Júpiter. Los electrones de alta energía en este ambiente pueden ser modelados por una distribucción no Maxwelliana conocida como distribución kappa. En escenarios con plasmas complejos, donde los campos eléctricos en Júpiter pueden acelerar las cargas hasta velocidades que superen la velocidad térmica, este tipo de distribuciones son muy útiles. En este caso las colas de las distribuciones de electrones siguen una ley de potencias. Se han estudiado las fluctuaciones de granos cargados para funciones de distribución kappa. iii) La tesis concluye con el análisis para deorbitar satélites con amarras electrodinámicas que siguen una Órbita Baja Terrestre (LEO). Una amarra debe presentar una baja probabilidad de corte por pequeño debris y además debe ser suficientemente ligero para que el cociente entre la masa de la amarra y el satélite sea muy pequeño. En este trabajo se estiman las medidas de la longitud, anchura y espesor que debe tener una amarra para minimizar el producto de la probabilidad de corte por el cociente entre las masas de la amarra y el satélite. Se presentan resultados preliminares del diseño de una amarra con forma de cinta para deorbitar satélites relativamente ligeros como Cryosat y pesados como Envisat. Las misiones espaciales a planetas exteriores y en el ámbito terrestre plantean importantes retos científico-tecnológicos que deben ser abordados y solucionados. Por ello, desde el inicio de la era espacial se han diseñando novedosos métodos propulsivos, sistemas de guiado, navegación y control más robustos, y nuevos materiales para mejorar el rendimiento de los vehículos espaciales (SC). En un gran número de misiones interplanetarias y en todas las misiones a planetas exteriores se han empleado sistemas de radioisótopos (RPS) para generar potencia eléctrica en los vehículos espaciales y en los rovers de exploración. Estos sistemas emplean como fuente de energía el escaso y costoso plutonio-238. La NASA, por medio de un informe de la National Academy of Science (5 de Mayo del 2009), expresó una profunda preocupación por la baja cantidad de plutonio almacenado, insuficiente para desarrollar todas las misiones de exploración planetaria planeadas en el futuro [81, 91]. Esta circustancia ha llevado a dicha Agencia tomar la decisión de limitar el uso de estos sistemas RPS en algunas misiones de especial interés científico y una recomendación de alta prioridad para que el Congreso de los EEUU apruebe el reestablecimiento de la producción de plutonio-238, -son necesarios cerca de 5 kg de este material radiactivo al año-, para salvaguardar las misiones que requieran dichos sistemas de potencia a partir del año 2018. Por otro lado, la Agencia estadounidense ha estado considerando el uso de fuentes de energía alternativa; como la fisión nuclear a través del ambicioso proyecto Prometheus, para llevar a cabo una misión de exploración en el sistema jovial (JIMO). Finalmente, dicha misión fue desestimada por su elevado coste. Recientemente se han estado desarrollando sistemas que consigan energía a través de los recursos naturales que nos aporta el Sol, mediante paneles solares -poco eficientes para misiones a planetas alejados de la luz solar-. En este contexto, la misión JUNO del programa Nuevas Fronteras de la NASA, cuyo lanzamiento fue realizado con éxito en Agosto de 2011, va a ser la primera misión equipada con paneles solares que sobrevolará Júpiter en el 2015 siguiendo una órbita polar. Anteriormente se habían empleado los antes mencionados RPS para las misiones Pioneer 10,11, Voyager 1,2, Ulysses, Cassini-Huygens y Galileo (todas sobrevuelos excepto Galileo). Dicha misión seguirá una órbita elíptica de alta excentricidad con un periápside muy cercano a Júpiter, y apoápside lejano, evitando que los intensos cinturones de radiación puedan dañar los instrumentos de navegación y científicos. Un tether o amarra electrodinámica es capaz de operar como sistema propulsivo o generador de potencia, pero también puede ser considerado como solución científicotecnológica en misiones espaciales tanto en LEO (Órbita Baja Terrestre) como en planetas exteriores. Siguiendo una perspectiva histórica, durante las misiones terrestres TSS-1 (1992) y TSS-1R (1996) se emplearon amarras estandard con recubrimiento aislante en toda su longitud, aplicando como terminal anódico pasivo un colector esférico para captar electrones. En una geometría alternativa, propuesta por J. R. Sanmartín et al. (1993) [93], se consideró dejar la amarra sin recubrimiento aislante (“bare tether”), y sin colector anódico esférico, de forma que recogiera electrones a lo largo del segmento que resulta polarizado positivo, como si se tratara de una sonda de Langmuir de gran longitud. A diferencia de la amarra estandard, el “bare tether” es capaz de recoger electrones a lo largo de una superficie grande ya que este segmento es de varios kilómetros de longitud. Como el radio de la amarra es del orden de la longitud de Debye y pequeño comparado con el radio de Larmor de los electrones, permite una recolección eficiente de electrones en el régimen OML (Orbital Motion Limited) de sondas de Langmuir. La corriente dada por la teoría OML varía en función del perímetro y la longitud. En el caso de una cinta delgada, el perímetro depende de la anchura, que debe ser suficientemente grande para evitar cortes producidos por debris y micrometeoritos, y suficientemente pequeño para que la amarra funcione en dicho régimen [95]. En el experimento espacial TSS-1R mencionado anteriormente, se identificó una recolección de corriente más elevada que la que predecía el modelo teórico de Parker- Murphy, debido posiblemente a que se utilizaba un colector esférico de radio bastante mayor que la longitud de Debye [79]. En el caso de una amarra “bare”, que recoge electrones a lo largo de gran parte de su longitud, se puede producir un fenómeno conocido como atrapamiento adiabático de electrones (adiabatic electron trapping) [25, 40, 60, 73, 74, 97]. En el caso terrestre (LEO) se da la condición mesotérmica en la que la amarra se mueve con una velocidad muy superior a la velocidad térmica de los iones del ambiente y muy inferior a la velocidad térmica de los electrones. J. Laframboise y L. Parker [57] mostraron que, para una función de distribución quasi-isotrópica, la densidad de electrones debe entonces ser necesariamente inferior a la densidad ambiente. Por otra parte, debido a su flujo hipersónico y a la alta polarización positiva de la amarra, la densidad de los iones es mayor que la densidad ambiente en una vasta región de la parte “ram” del flujo, violando la condición de cuasi-neutralidad,-en una región de dimensión mayor que la longitud de Debye-. La solución a esta paradoja podría basarse en el atrapamiento adiabático de electrones ambiente en órbitas acotadas entorno al tether. ABSTRACT New technological and scientific applications by electrodynamic tethers for planetary missions are analyzed: i) A set of cylindrical, parallel tethers (electric solar sail or e-sail) is considered for an interplanetary mission; ions from the solar wind are repelled by the high potential of the tether, providing momentum to the e-sail. An approximated model of a stationary potential for a high solar wind flow is considered. With the force provided by a negative biased tether, an indirect method for the optimization trajectory of an Earth-to-Jupiter orbit transfer is analyzed. ii) The deployment of a tether from the e-sail allows several scientific applications in Jupiter. iia) It might be used as a source of radiative waves for plasma diagnostics and artificial aurora generator. A conductive tether orbiting in the Jovian magnetosphere produces waves. Wave radiation by a conductor carrying a steady current in both a polar, highly eccentric, low perijove orbit, as in NASA’s Juno mission, and an equatorial low Jovian orbit (LJO) mission below the intense radiation belts, is considered. Both missions will need electric power generation for scientific instruments and communication systems. Tethers generate power more efficiently than solar panels or radioisotope power systems (RPS). The radiation impedance is required to determine the current in the overall tether circuit. In a cold plasma model, radiation occurs mainly in the Alfven and fast magnetosonic modes, exhibiting a large refraction index. The radiation impedance of insulated tethers is determined for both modes and either mission. Unlike the Earth ionospheric case, the low-density, highly magnetized Jovian plasma makes the electron gyrofrequency much larger than the plasma frequency; this substantially modifies the power spectrum for either mode by increasing the Alfven velocity. An estimation of the radiation impedance of bare tethers is also considered. iib) In LJO, a spacecraft orbiting in a slow downward spiral under the radiation belts would allow determining magnetic field structure and atmospheric composition for understanding the formation, evolution, and structure of Jupiter. Additionally, if the cathodic contactor is switched off, a tether floats electrically, allowing e-beam emission that generate auroras. On/off switching produces bias/current pulses and signal emission, which might be used for Jovian plasma diagnostics. In LJO, the ions impacting against the negative-biased tether do produce secondary electrons, which racing down Jupiter’s magnetic field lines, reach the upper atmosphere. The energetic electrons there generate auroral effects. Regions where the tether efficiently should produce secondary electrons are analyzed. iic) Other scientific application suggested in LJO is the in-situ detection of charged grains. Charged grains naturally orbit near Jupiter. High-energy electrons in the Jovian ambient may be modeled by the kappa distribution function. In complex plasma scenarios, where the Jovian high electric field may accelerate charges up superthermal velocities, the use of non-Maxwellian distributions should be considered. In these cases, the distribution tails fit well to a power-law dependence for electrons. Fluctuations of the charged grains for non-Mawellian distribution function are here studied. iii) The present thesis is concluded with the analysis for de-orbiting satellites at end of mission by electrodynamic tethers. A de-orbit tether system must present very small tether-to-satellite mass ratio and small probability of a tether cut by small debris too. The present work shows how to select tape dimensions so as to minimize the product of those two magnitudes. Preliminary results of tape-tether design are here discussed to minimize that function. Results for de-orbiting Cryosat and Envisat are also presented.

Ligeros apuntes acerca de la ermita á San Vicente Ferrer en Terrateig

Datos tomados de la cubierta