Tensile and bond characterization of natural fibers embeeded in inorganic matrices

Innovative composite materials made of continuous fibers embedded in mortar matrices have been recently received attention for externally bonded reinforcement of masonry structures. In this regards, application of natural fibers for strengthening of the repair mortars is attractive due to their low specific weight, sustainability and recycability. This paper presents experimental characterization of tensile and pull-out behavior of natural fibers embedded in two different mortar-based matrices. A lime-based and a geopolymeric-based mortar are used as sustainable and innovative matrices. The obtained experimental results and observations are presented and discussed.

Dispersion of fillers in viscoelastic polymer matrices using Eulerian-Lagrangian approaches

Understanding the behavior of c omplex composite materials using mixing procedures is fundamental in several industrial processes. For instance, polymer composites are usually manufactured using dispersion of fillers in polymer melt matrices. The success of the filler dispersion depends both on the complex flow patterns generated and on the polymer melt rheological behavior. Consequently, the availability of a numerical tool that allow to model both fluid and particle would be very useful to increase the process insight. Nowadays there ar e computational tools that allow modeling the behavior of filled systems, taking into account both the behavior of the fluid (Computational Rheology) and the particles (Discrete Element Method). One example is the DPMFoam solver of the OpenFOAM ® framework where the averaged volume fraction momentum and mass conservation equations are used to describe the fluid (continuous phase) rheology, and the Newton’s second law of motion is used to compute the particles (discrete phase) movement. In this work the refer red solver is extended to take into account the elasticity of the polymer melts for the continuous phase. The solver capabilities will be illustrated by studying the effect of the fluid rheology on the filler dispersion, taking into account different fluid types (generalized Newtonian or viscoelastic) and particles volume fraction and size. The results obtained are used to evaluate the relevance of considering the fluid complex rheology for the prediction of the composites morphology

Understanding the dispersion of fillers in polymer matrices

Understanding the mixing process of complex composite materials is fundamental in several industrial processes. For instance, the dispersion of fillers in polymer melt matrices is commonly employed to manufacture polymer composites, using a twin-screw extruder. The effectiveness of the filler dispersion depends not only on the complex flow patterns generated, but also on the polymer melt rheological behavior. Therefore, the availability of a numerical tool able to predict mixing, taking into account both fluid and particles phases would be very useful to increase the process insight, and thus provide useful guidelines for its optimization. In this work, a new Eulerian-Lagrangian numerical solver is developed OpenFOAM® computational library, and used to better understand the mechanisms determining the dispersion of fillers in polymer matrices. Particular attention will be given to the effect of the rheological model used to represent the fluid behavior, on the level of dispersion obtained. For the Eulerian phase the averaged volume fraction governing equations (conservation of mass and linear momentum) are used to describe the fluid behavior. In the case of the Lagrangian phase, Newton’s second law of motion is used to compute the particles trajectories and velocity. To study the effect of fluid behavior on the filler dispersion, several systems are modeled considering different fluid types (generalized Newtonian or viscoelastic) and particles volume fraction and size. The results obtained are used to correlate the fluid and particle characteristics on the effectiveness of mixing and morphology obtained.

On simple bounds for eigenvalues of symmetric tridiagonal matrices

How much can be said about the location of the eigenvalues of a symmetric tridiagonal matrix just by looking at its diagonal entries? We use classical results on the eigenvalues of symmetric matrices to show that the diagonal entries are bounds for some of the eigenvalues regardless of the size of the off-diagonal entries. Numerical examples are given to illustrate that our arithmetic-free technique delivers useful information on the location of the eigenvalues.

TP perturbation of TN matrices and totally positive directions

Here, we define and consider (linear) TP-directions and TP-paths for a totally nonnegative matrix, in an effort to more deeply understand perturbation of a TN matrix to a TP matrix. We give circumstances in which a TP-direction exists and an example to show that they do not always exist. A strategy to give (nonlinear) TP-paths is given (and applied to this example). A long term goal is to understand the sparsest TP-perturbation for application to completion problems.

Bio-detoxification of mycotoxins by lactic acid bacteria from different food matrices

Lactic acid bacteria (LAB) play a key role in the biopreservation of a wide range of fermented food products, such as yogurt, cheese, fermented milks, meat, fish, vegetables (sauerkraut, olives and pickles), certain beer brands, wines and silage, allowing their safe consumption, which gave to these bacteria a GRAS (Generally Recognised as Safe) status. Besides that, the use of LAB in food and feed is a promising strategy to reduce the exposure to dietary mycotoxins, improving their shelf life and reducing health risks, given the unique mycotoxin decontaminating characteristic of some LAB. Mycotoxins present carcinogenic, mutagenic, teratogenic, neurotoxic and immunosuppressive effects over animals and Humans, being the most important ochratoxin A (OTA), aflatoxins (AFB1), trichothecenes, zearalenone (ZEA), fumonisin (FUM) and patulin. In a previous work of our group it was observed OTA biodegradation by some strains of Pediococcus parvulus isolated from Douro wines. So, the aim of this study was to enlarge the screening of the biodetoxification over more mycotoxins besides OTA, including AFB1, and ZEA. This ability was checked in a collection of LAB isolated from vegetable (wine, olives, fruits and silage) and animal (milk and dairy products, sausages) sources. All LAB strains were characterized phenotypically (Gram, catalase) and genotypically. Molecular characterisation of all LAB strains was performed using genomic fingerprinting by MSP- PCR with (GTG)5 and csM13 primers. The identification of the isolates was confirmed by 16S rDNA sequencing. To study the ability of LAB strains to degrade OTA, AFB1 and ZEA, a MRS broth medium was supplemented with 2.0 g/mL of each mycotoxin. For each strain, 2 mL of MRS supplemented with the mycotoxins was inoculated in triplicate with 109 CFU/mL. The culture media and bacterial cells were extracted by the addition of an equal volume of acetonitrile/methanol/acetic acid (78:20:2 v/v/v) to the culture tubes. A 2 mL sample was then collected and filtered into a clean 2 mL vial using PP filters with 0.45 m pores. The samples were preserved at 4 °C until HPLC analysis. Among LAB tested, 10 strains isolated from milk were able to eliminate AFB1, belonging to Lactobacillus casei (7), Lb. paracasei (1), Lb. plantarum (1) and 1 to Leuconostoc mesenteroides. Two strains of Enterococcus faecium and one of Ec. faecalis from sausage eliminated ZEA. Concerning to strains of vegetal origin, one Lb. plantarum isolated from elderberry fruit, one Lb. buchnerii and one Lb. parafarraginis both isolated from silage eliminated ZEA. Other 2 strains of Lb. plantarum from silage were able to degrade both ZEA and OTA, and 1 Lb. buchnerii showed activity over AFB1. These enzymatic activities were also verified genotypically through specific gene PCR and posteriorly confirmed by sequencing analysis. In conclusion, due the ability of some strains of LAB isolated from different sources to eliminate OTA, AFB1 and ZEA one can recognize their potential biotechnological application to reduce the health hazards associated with these mycotoxins. They may be suitable as silage inoculants or as feed additives or even in food industry.

Development of nanohydrogels as a vehicle for the release of bioactive compounds in food matrices

PhD in Chemical and Biological Engineering

Estrategias estadísticas y de aprendizaje automático en genómica y proteómica funcional

El objetivo de este proyecto, enmarcado en el área de metodología de análisis en bioingeniería-biotecnología aplicadas al estudio del cancer, es el análisis y caracterización a través de perfiles de expresión de proteínas y genes de las vías metabolicas asociadas a progresión tumoral. Dicho estudio se llevará a cabo mediante la utilización de tecnologías de alto rendimiento. Las mismas permiten evaluar miles de genes/proteínas en forma simultánea, generando así una gran cantidad de datos de expresión. Se hipotetiza que para un análisis e interpretación de la información subyacente, caracterizada por su abundancia y complejidad, podría realizarse mediante técnicas estadístico-computacionales eficientes en el contexto de modelos mixtos y técnias de aprendizaje automático. Para que el análisis sea efectivo es necesario contemplar los efectos ocasionados por los diferentes factores experimentales ajenos al fenómeno biológico bajo estudio. Estos efectos pueden enmascarar la información subycente y así perder informacion relavante en el contexto de progresión tumoral. La identificación de estos efectos permitirá obtener, eficientemente, los perfiles de expresión molecular que podrían permitir el desarrollo de métodos de diagnóstico basados en ellos. Con este trabajo se espera poner a disposición de investigadores de nuestro medio, herramientas y procedimientos de análisis que maximicen la eficiencia en el uso de los recursos asignados a la masiva captura de datos genómicos/proteómicos que permitan extraer información biológica relevante pertinente al análisis, clasificación o predicción de cáncer, el diseño de tratamientos y terapias específicos y el mejoramiento de los métodos de detección como así tambien aportar al entendimieto de la progresión tumoral mediante análisis computacional intensivo

Plataforma informática aplicada como ayuda al proceso de enseñanza-aprendizaje de la educación primaria y secundaria de la Provincia de Córdoba: La integración de las Nuevas Tecnologías (NTICs) para el proceso de enseñanza-aprendizaje en entornos virtuales y colaborativos como complemento a la enseñanza tradicional

A partir del proyecto de Responsabilidad Social Universitaria del año 2008: “Aplicaciones del Análisis Matemático para el proceso de enseñanza aprendizaje de la Matemática: Escuelas de nivel medio de población económica comprometida de la ciudad de Córdoba”, de Gustavo A. Chiodi y Aldo Chami, realizado en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Católica de Córdoba, se pudo constatar a través de una investigación de campo las dificultades que presentaban los alumnos para realizar sus tareas extra-áulicas. Estas dificultades provenían en general de las siguientes categorías: a. alumnos que no tienen el suficiente grado de contención fuera del ámbito netamente escolar. b. alumnos que no pueden recurrir a un adulto en sus hogares para solicitarles ayuda en sus tareas escolares. c. alumnos que, estando acompañados por familiares, estos no pueden acompañar la actividad de las tareas que los alumnos deben entregar en clases siguientes. Una mirada actual y objetiva sobre esta realidad y en base a estos antecedentes permitió determinar que esta situación persiste en un gran número de familias social y económicamente comprometidas. Así la interacción efectiva entre los docentes, desde las propuestas de actividades curriculares por un lado, y los alumnos desde sus actividades extra-áulicas (deberes o tareas) por el otro, se ve afectada fuertemente. El presente proyecto, como plataforma educativa, inscripto en una realidad social compleja y de importancia vital para el desarrollo educativo de los alumnos intentará dar tratamiento a este problema ya no en forma particular para cada alumno sino en forma general y a varias disciplinas. El desafío de este proyecto multidisciplinario, en el que confluyen la Informática y la Educación, es desarrollar un espacio para que los alumnos de nivel primario y nivel medio puedan encontrar en él trayectorias formativas extra-áulicas mediadas por el conocimiento curricular y construyendo un lugar de encuentro e intercambio productivo, en este caso, en la red, en una aula virtual y en una experiencia extensionista mediada por la tecnología informática. La plataforma informática educativa permitirá al alumno poder recurrir a un acompañamiento virtual en la realización de sus tareas en el marco curricular del proceso educativo y abandonar el concepto de mero consumidor de tecnologías a utilizarlas para generar nuevas alternativas y vínculos, donde de un modo creativo pueda generar conocimiento

Cooperación al desarrollo y entornos virtuales de aprendizaje: nuevos recursos para un nuevo escenario de formación postgrado

El objetivo del presente trabajo es ofertar un apoyo no presencial que facilite mayor acceso a una formación postgrado inter-universitaria de calidad y que permitan a cada estudiante vencer su limitación espacio-temporal y optimizar su esfuerzo en función de su motivación, lo que supone una conciliación académica /profesional /familiar. La metodología utilizada será el conocimiento del manejo instrumental de la plataforma Moodle, entendiendo sus posibilidades técnicas. Analizando el uso las posibilidades didácticas y limitaciones de las herramientas de la plataforma en la enseñanza post grado de nuestro tema de interés. Enfocando la actuación en el aprendizaje participativo en vez de en la enseñanza expositiva: equilibrar conceptos y competencias. Diseñando nuevas coreografías didácticas acordes a entornos virtuales que ayuden al estudiante a evolucionar del aprendizaje rutinario al estratégico. Evidenciando la trascendencia de la investigación bibliográfica en la investigación aplicada. Potenciando el uso racional de TICs e incluir el uso de gestores bibliográficos para maximizar su aprovechamiento. Facilitando estrategias de mejora o correctivas frente a necesidades individuales causadas por diferencias de ritmo de aprendizaje. Estimulando el trabajo cooperativo, valorando especialmente la interdependencia positiva

Estudios funcionales del Sistema Nervioso Central del recién nacido (Aprendizaje No Asociativo): Nuevos métodos

Desde hace ya tres décadas se conoce que el neonato, aún desde los primeros minutos de vida, puede responder a una gran variedad de olores, entre los cuales se encuentra el alcohol, con reacciones comportamentales y neurovegetativas específicas y que es capaz también de diferenciarlo de otros estímulos, lo que se puso de manifiesto a través de un proceso de habituación. La habituación, que es un proceso de aprendizaje no asociativo, se ha transformado en un parámetro valioso en el estudio del desarrollo de la plasticidad neurocomportamental en distintas especies, tanto en períodos perinatales como prenatales. En la esfera humana, se ha comprobado que el recién nacido puede habituar o sensitizar una respuesta refleja y responder de manera compleja a estimulación sensorial específica. Estudios realizados con claves olfatorias, tanto nóveles como biológicas, demuestran que el neonato puede reconocer y distinguir distintos olores y que la manera en que éste responde varía de acuerdo ala experiencia previa con el estímulo, manifestando preferencia por el olor que le resulta familiar, sin que necesariamente sea éste un olor materno. Estas tempranas capacidades de aprendizaje han sido útiles para evaluar la integridad del SNC fetal y neonatal, utilizando, por ejemplo, índices de habituación hacia distintos estímulos. Basándose en los resultados de estas investigaciones surge el objetivo general del proyecto: realizar un relevamiento de las capacidades de aprendizaje y memoria neonatales utilizando paradigmas de aprendizaje no asociativo como la habituación a claves olfativas nóveles (alcohol y limón), analizando la respuesta a los olores a través de patrones comportamentales y neurovegetativos presentes en el neonato a término. Este objetivo se irá desarrollando a lo largo de etapas experimentales consecutivas. En la primera de ellas, actualmente en ejecución, el propósito es evaluar respuestas habituatorias y de recuperación espontánea frente a la presentación secuencial de los aromas. En las etapas subsiguientes se pretenderá detectar también deshabituación y habituación ala deshabituación. Este proyecto forma parte de un plan de actividades mayor referido a reconocimiento, retención y discriminación de claves olfativas a nivel neonatológico. A largo plazo se procura diseñar, valiéndose de las tempranas capacidades de aprendizaje presentes en neonatos normales, pruebas que se utilicen para evaluar el desempeño neurocomportamental de recién nacidos donde se sospeche un Sistema Nervioso Central dañado por efectos de la exposición prenatal de alcohol y/o por episodios hipóxicos pre o perinatales.

Desarrollos innovadores, estrategias de aprendizaje e interacciones de comunicación llevadas a cabo con Tecnologías de la Información y la Comunicación en el área de Ciencias Experimentales. Innovative developments, learning strategies and communication interactions carried out with CIT in experimental science.

Las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) han alcanzando una fuerte expansión en la última década y se convierten en una estrategia clave para la educación científica y tecnológica. Actualmente se realizan significativas inversiones en computadoras e insumos acordes a esta tecnología lo que no garantiza que éstas mejores disponibilidades sean necesariamente conducentes a propuestas educativas aceptables, ya que la incorporación de las TIC en la educación científica no puede consistir en un mero cambio de soporte sin que esto se acompañe de una renovación constructivista del aprendizaje. También se observa un escaso desarrollo y aplicación de las TIC tanto en la formación de grado de las carreras científicas, como en la formación permanente de los docentes. A partir de lo expuesto, nos planteamos los siguientes problemas: ¿cómo generar cursos de formación docente con alternativas virtuales que garanticen la construcción, actualización y transferencia de conocimientos en las disciplinas científicas? ¿qué diseño de materiales se requiere para potenciar aprendizajes flexibles de calidad?, ¿qué dimensiones, variables e indicadores dan cuenta de procesos de comunicación en estos entornos?, ¿Cuáles son las principales estrategias que promueven los desarrollos tecnológicos? ¿De qué manera se lleva a cabo el seguimiento y evaluación de los desarrollos tecnológicos? Para dar respuesta a estos interrogantes nos planteamos este proyecto que tiene por objetivos: diseñar, desarrollar, implementar y evaluar materiales basados en un modelo constructivista que utiliza como soporte las TIC el marco de la "Enseñanza para la Comprensión". Analizar las relaciones que se establecen en el intercambio comunicativo a través de las TIC, ya sea de manera síncrona o asíncrona e identificar las estrategias de aprendizaje utilizadas por los estudiantes cuando trabajan con entornos virtuales. Se profundizará en los siguientes temas: "La materia y sus cambios", "Biotecnología" y "Dilemas investigativos a los que se enfrentan los científicos". Los dos primeros módulos estarán destinados a la formación de futuros docentes en Ciencias y a la formación permanente de docentes en ejercicio. Los usuarios del tercer módulo serán los estudiantes del ciclo de nivelacion. Se propone desarrollar instrumentos de evaluación, adaptando indicadores que sirvan para evaluar el modelo, el diseño de los materiales, el medio tecnológico, la eficiencia de estos programas con TIC. Se van a definir variables que permitan identificar las estrategias de aprendizaje utilizadas por los usuarios de estos desarrollos tecnológicos y las relaciones que se establecen en el intercambio comunicativo de los entornos virtuales, haciendo hincapié en la lecto-escritura científica. Se utilizará la plataforma Moodle que permite la administración de los estudiantes, las interacciones sociales necesarias para integrar una comunidad de aprendizaje a través de los foros y correo electrónico y la evaluación continua de los aprendizajes. El desarrollo de los contenidos específicos y las actividades de aprendizaje se hará en CD interactivos elaborados con diferentes programas de computación. En el desarrollo de los materiales se incluyen algunas simulaciones interactivas que permiten comprender conceptos que habitualmente requerían experimentación fáctica. El estudio se enmarca en la combinación de dos enfoques metodológicos que integran técnicas y procedimientos de análisis tanto cuantitativos como cualitativos. Consideramos que esta investigación es una contribución teórica importante ya que propone mejorar un modelo para la enseñanza de las Ciencias Naturales introduciendo las TIC. Se espera realizar un aporte novedoso al campo de la Didáctica de las Ciencias con la obtención de los resultados y acciones tendientes a establecer una red de comunicaciones entre los docentes participantes y los investigadores involucrados en el programa, instalada en forma progresiva.

Análisis comparativo entre actividades de aprendizaje diseñadas con Estudio de Casos y Aprendizaje Basado en Problemas, y actividades de tipo tradicional, como dispositivos didácticos en Educación a Distancia. Comparative analysis of learning activities designed with Problem Based Learning and Case Study approaches, and activities designed with traditional methods, in Distance Education.

Identificación y caracterización del problema: El problema que guía este proyecto, pretende dar respuesta a interrogantes tales como: ¿De qué modo el tipo de actividades que se diseñan, se constituyen en dispositivos posibilitadores de la comprensión de los temas propios de cada asignatura, por parte de los alumnos? A partir de esta pregunta, surge la siguiente: Al momento de resolver las actividades, ¿qué estrategias cognitivas ponen en juego los estudiantes? y ¿cuáles de ellas favorecen procesos de construcción del conocimiento? Hipótesis: - Las asignaturas cuyas actividades están elaboradas bajo la metodología de Aprendizaje Basado en Problemas y Estudio de Casos, propician aprendizajes significativos por parte de los estudiantes. - Las actividades elaboradas bajo la metodología del Aprendizaje Basado en Problemas y el Estudio de Casos requieren de procesos cognitivos más complejos que los que se implementan en las de tipo tradicional. Objetivo: - Identificar el impacto que tienen las actividades de aprendizaje de tipo tradicional y las elaboradas bajo la metodología de Aprendizaje Basado en Problemas y Estudio de Casos, en el aprendizaje de los alumnos. Materiales y Métodos: a) Análisis de las actividades de aprendizaje del primero y segundo año de la carrera de Abogacía, bajo lamodalidad a Distancia. b) Entrevistas tanto a docentes contenidistas como así también a los tutores. c) Encuestas y entrevistas a los alumnos. Resultados esperados: Se pretende confirmar que las actividades de aprendizaje, diseñadas bajo la metodología del Aprendizaje Basado en Problemas y el Estudio de Casos, promueven aprendizajes significativos en los alumnos. Importancia del proyecto y pertinencia: La relevancia del presente proyecto se podría identificar a través de dos grandes variables vinculadas entre sí: la relacionada con el dispositivo didáctico (estrategias implementadas por los alumnos) y la referida a lo institucional (carácter innovador de la propuesta de enseñanza y posibilidad de extenderla a otras cátedras). El presente proyecto pretende implementar mejoras en el diseño de las actividades de aprendizaje, a fin de promover en los alumnos la generación de ideas y soluciones responsables y el desarrollo de su capacidad analítica y reflexiva.