Síntesis del compuesto Ba3 Li2 Ti8 O20 vía sol-gel y estudio de sus propiedades catalíticas y fotocatalíticas

[Tesis] ( Doctor en Ciencias con Orientación en Ing. Cerámica) U.A.N.L.

Calor : temperatura y propiedades de la materia

Resumen del autor

Las propiedades de la materia en los textos de E.G.B.

Desde una perspectiva metodológica, las sustancias más representativas empleadas en los libros de sexto y de octavo de EGB se obtienen por consideración del número de libros en los que aparecen y no del número de citas que reciben. En la evaluación de la utilidad de los textos para el aprendizaje del reconocimiento de la materia, no es suficiente el estudio del número de sustancias o de propiedades citadas, siendo mejor estimador, un parámetro que relacione el número de propiedades por sustancia. En cuanto a la adecuación de los textos de EGB para transmitir los conceptos básicos para el reconocimiento de las propiedades de la materia, en los textos analizados se comprueba que los autores citan propiedades predominantemente físicas en sexto y químicas en octavo, y predominan más las directamente observables en octavo que en sexto, lo que evidencia la ausencia de progresividad en la transmisión de estos conceptos y su escasa adecuación para incorporar las ideas de la química al mundo real de los escolares.

Relación entre motivaciones y cambio conceptual en el aprendizaje de las propiedades físicas de la materia en alumnos de Secundaria.

Resumen tomado de la publicación. Resumen en castellano e inglés

Análisis de una prueba de evaluación de una unidad didáctica sobre las propiedades físicas de la materia, dirigida a alumnos de doce a trece años.

Se pretende incluir un modelo interpretativo, como el de la teoría cinético-molecular, en el estudio de la naturaleza de la materia en alumnos de nivel elemental, con el fin de proporcionar un conjunto de ideas para relacionar y dar coherencia a un amplio conjunto de hechos cercanos a experiencias cotidianas de los alumnos. Para ello, se elabora una unidad didáctica que contempla la descripción de las propiedades físicas de la materia y su interpretación mediante un modelo teórico elemental. Se realiza una descripción de los resultados de la evaluación de su empleo con alumnos de doce y trece años.

Evaluación de una unidad didáctica sobre las propiedades físicas de la materia, dirigida a alumnos de 12 a 13 años (II).

La viabilidad conveniencia de que los alumnos de 12 a 13 años trabajen con el modelo cinético-molecular, a nivel cualitativo, a fin de dotarlos de mecanismos para entender una serie de cambios físicos que les son familiares. Se puede conseguir resultados bastante aceptables sin necesidad de un despliegue de medios materiales. Se ha comprobado un alto grado de adecuación de la metodología utilizada para conseguir los objetivos propuestos. Los resultados de este trabajo nos llevan a hacer las siguientes consideraciones: aunque los resultados son bastantes aceptables, es preciso seguir insistiendo en un punto clave, la constancia de la temperatura durante el proceso de cambio de estado. Los alumnos más conscientes cuando se refieren al agua, pero no lo generalizan a otras sustancias. Si la comprensión de los alumnos sobre los procesos de cambio de estado es adecuada, es conveniente hacer experiencias para ponerlos de manifiesto en sentidos contrarios; por ejemplo evaporación=condensación, fusión=solidificación. Así, comprenderían fenómenos atmosféricos relacionados con la condensación donde han mostrado mayores dificultades. La explicación de por qué percibimos los olores ha sido adecuada para los alumnos de la edad tratada. Pero es un objetivo demasiado ambicioso para una unidad didáctica o de una disciplina en curso. Se trata de una capacidad a desarrollar progresivamente, curso tras curso, en la que debe sentirse implicado el conjunto del profesorado. En cuanto al progreso de los alumnos para entender las explicaciones, descripciones, etcétera, un 50 por 100 han respondido con éxito a este tipo de cuestiones. No basta, hay que elevar las cifras. En cuanto a la aplicación de la teoría cinético-molecular en la explicación de algunos fenómenos como la dilatación/contracción de un gas... los resultados son satisfactorios y ponen de manifiesto que las hipótesis de esta teoría pueden ser utilizadas por una mayoría de alumnos de esta edad. Para terminar, el aprendizaje del vocabulario científico ha sido escaso, luego es necesario proponer actividades alternativas y complementarias encaminadas a mejorarlo.

Modelización de las propiedades radiativas e interacción de láseres ultraintensos con la materia

Desde el año 2004 el código ARWEN ha sido utilizado con éxito para simular y diseñar experimentos relacionados con blancos para fusión por confinamiento inercial [146], astrofísica de laboratorio [145], plasmas como amplificadores de láseres de rayos X [107] o plasmas creados por láser para la medición de espectros de transmisión. Para la realización de estas simulaciones es necesario, además de métodos de alto orden precisos y que presenten buenas propiedades conservativas, conocer ciertas propiedades de los plasmas. En el caso de la fluidodinámica y la conducción electrónica necesitaremos conocer la ecuación de estado [94, 49, 36], y para el transporte de la radiación será preciso disponer de los datos de absorción y emisión [104, 95, 40]. Hasta el año 2009 ARWEN dependía de códigos externos para la generación de estas tablas de opacidad, careciendo de control sobre los métodos empleados para su generación. Además estos códigos asumían equilibrio local termodinámico (LTE), limitando su validez a rangos de alta densidad y baja temperatura. En el marco de esta tesis se ha desarrollado el código BIGBART para la generación de tablas detalladas de opacidad y emisividad para su uso en el módulo de transporte de radiación. De esta forma el grupo dispondrá de su propia herramienta de generación de propiedades radiativas. El código desarrollado es capaz de tratar plasmas en estado fuera de equilibrio (non-LTE) mediante el modelo colisional-radiativo, extendiendo así el rango de validez de las tablas generadas. El trabajo desarrollado para implementar un código LTE/non-LTE estacionario es el siguiente Cálculo de estructura y datos atómicos. Se ha acoplado en código FAC a BIGBART, incorporando la capacidad para generar potenciales atómicos para una configuración y el cálculo de funciones de onda de electrones en orbitales ligados y libres. Aproximaciones y métodos para la obtención de tasas y secciones eficaces de procesos. Se han incluido y programado los modelos implementados en FAC para el cálculo de secciones eficaces de fotoionización, y tasas de decaimiento de emisión espontánea y autoionización. Además se ha incluido el modelo Plane-Wave Born (PWBA) para el cálculo de las secciones eficaces de ionización y excitación colisional. Modelos para la obtención de la distribución de estados iónicos dentro del plasma. Se ha programado un solver LTE basado en la ecuación de Saha-Boltzmann con efectos de ionización por presión debida a los iones adyacentes. También se ha implementado un modelo non-LTE colisionalradiativo para la resolución del sistema de ecuaciones que nos permite obtener la densidad de estados iónicos fuera de equilibrio. Modelo non-LTE RADIOM. Se ha implementado el modelo RADIOM para aproximar efectos de no-equilibrio mediante cálculos LTE a una temperatura equivalente, menor o igual que la temperatura electrónica real. Cálculo de las propiedades espectrales de absorción y emisión. Se han implementado los modelos para el cálculo de los perfiles espectrales de absorción y emisión para procesos entre niveles ligados, ligado-libre y librelibre. Aprovechando el trabajo realizado en este sentido, durante el transcurso de esta tesis se amplió el código BIGBART para tratar problemas con dependencia temporal. La extensión para tratar este tipo de problemas se orientó a la simulación numérica de la interacción de láseres ultra intensos en el rango XUV/rayos X. Para ello, además de adaptar el modelo non-LTE colisionalradiativo se incluyeron procesos adicionales asociados a la interacción de la materia con fotones altamente energéticos. También se han incluido modelos para el cálculo de las propiedades ópticas, y por ende las propiedades dieléctricas de la materia irradiada, de gran interés en algunas aplicaciones novedosas de estos láseres intensos. Debido a la naturaleza fuertemente fuera de equilibrio en la interacción de fotones de alta energía con la materia, se incluyó el tratamiento de la distribución de electrones libres fuera de equilibrio en la aproximación de Fokker-Planck, tanto para condiciones degeneradas como no degeneradas. El trabajo desarrollado en el código non-LTE con dependencia temporal es el siguiente Procesos asociados a láseres intensos XUV/rayos X. Se ha implementado el cálculo de procesos radiativos estimulados de absorción y emisión por el láser. También se han incluido procesos asociados a la creación de vacantes en capas internas electrónicas (Shake), además de doble autoionización y doble fotoionización. Cálculo de propiedades ópticas y dieléctricas en blancos sólidos. Se ha implementado un modelo para la absorción por bremsstrahlung inverso en blancos en estado sólido. Con el coeficiente de extinción debido a procesos de fotoabsorción resonante, fotoionización y bremsstrahlung inverso se obtiene el ´ındice de refracción mediante la relación de Kronig-Kramers. Electrones fuera de equilibrio. Se ha tratado la evolución de la distribución de electrones, cuando no está justificado asumir que es Maxwelliana o de Fermi-Dirac, mediante la aproximación de Fokker-Planck para la colisión entre electrones libres. En la resolución de la ecuación de Fokker-Planck se han incluido los procesos inelásticos por colisiones con iones y términos fuente por interacción con el láser y otros procesos. ABSTRACT Since 2004 the ARWEN code has been successfully used to simulate and design targets for inertial confinement fusion experiments [146], laboratory astrophysics [145], plasmas as X-ray lasers amplifiers [107] or laser created plasmas for measuring transmission spectra. To perform these simulations it is necessary, in addition to high order precise methods with good conservative properties, to know certain properties of plasmas. For fluid dynamic and electronic conduction we need to know the equation of state [94, 49, 36], and for radiation transport it will be necessary to have the data of the absorption and emission [104, 95, 40]. Until 2009 ARWEN depended on external codes to generate these opacity tables, lacking of control over the methods used for their generation. Besides, these codes assumed local thermodynamic equilibrium (LTE), limiting their validity ranges to high densities and low temperatures. As part of this thesis it has been developed the BIGBART code for generating detailed opacity and emissivity tables for use in the radiation transport module. This group will have its own tool for the generation of radiative properties. The developed code is capable of treating plasmas out of equilibrium (non-LTE) by means of a collisional-radiative model, extending the range of validity of the generated tables. The work to implement an LTE/non-LTE steady-state code is as follows Calculation of structure and atomic data. the FAC code was coupled to BIGBART, incorporating the ability to generate atomic potentials for calculating configuration wave functions for bound and free electrons. Approaches and methods for obtaining cross sections and processes rates. We have included and reprogrammed in Fortran the models implemented in FAC for calculation of photoionization cross sections and decay rates of spontaneous emission and autoionization. We also included the Plane- Wave Born (PWBA) model to calculate the cross sections of ionization and collisional excitation. Models for the obtention of the distribution of ionic states within the plasma. We programmed a LTE solver based on the Saha-Boltzmann equation with pressure ionization effects due to adjacent ions. It has also been implemented a non-LTE collisional-radiative model for solving the system of equations that allows us to obtain the density of ionic states out of equilibrium. Non-LTE RADIOM model. We have implemented the non-LTE RADIOM model to approximate non-equilibrium effects with LTE data at an equivalent temperature, lower or equal to the actual electronic temperature. Calculation of the spectral absorption and emission properties. Models have been implemented for the calculation of the spectral profiles of absorption and emission processes between bound levels, free-bound and free-free. Taking advantage of the work done in this direction throughout the course of this thesis the code BIGBART was extended to treat time-dependent problems. The extension to treat such problems is oriented to the numerical simulation of the interaction of ultra intense lasers in the XUV/X-ray range. For this range, in addition to adapting the non-LTE collisional-radiative model, additional processes associated with the interaction of matter with high energy photons. We also included models for calculation of the optical properties, and therefore the dielectric properties of the irradiated material, of great interest in some novel applications of these intense lasers. Due to the strong non-equilibrium nature of the interaction of high energy photons with matter, we included the treatment of the distribution of free electrons out of equilibrium in the Fokker-Planck approximation for both degenerate and non-degenerate conditions. The work in the non-LTE time-dependent code is as follows Processes associated with intense XUV/X-ray lasers. We have implemented the calculation of stimulated radiative processes in absorption and emission. Also we included processes associated with the creation of electronic vacancies in inner shells (Shake), double autoionization and double photoionization. Calculation of optical and dielectric properties in solid targets. We have implemented a model for inverse bremsstrahlung absorption in solid targets. With the extinction coefficient from resonant photoabsorption, photoionization and inverse bremsstrahlung the refractive index is obtained by the Kramers-Kronig relation. Electrons out of equilibrium. We treat the evolution of the electron distribution, when it is not justified to assume a Maxwellian or Fermi-Dirac distribution, by the Fokker-Planck approximation for collisions between electrons. When solving the Fokker-Planck equation we included inelastic collision processes with ions and source terms by interaction with the laser and other processes.

Correlación de la productividad de un forraje con las propiedades físicas de un Ultisol en Aquidauana

Los sistemas de producción de ganadería y de manejo de pastos alteran las propiedades físicas del suelo, reflejados en la productividad y la composición vegetal. El objetivo de este trabajo fue indicar las propiedades físicas del suelo con mejores correlaciones lineales y espaciales para obtener sitios específicos de manejo del suelo. Se analizaron las correlaciones lineales y espaciales entre la productividad de la materia seca del forraje de Brachiaria decumbens (Stapf) y algunas propiedades físicas de un Ultisol en dos profundidades (0,00-0,10 m y 0,10-0,20 m). Para la colecta de los datos fue instalada una red geoestadística con 121 puntos de muestreo. La productividad del forraje varió aleatoriamente y no siguió patrones espaciales, presentando el efecto pepita puro. La resistencia mecánica del suelo a la penetración y la humedad del suelo en la capa de 0,10-0,20 m, son importantes indicadores de la calidad física del suelo. El aumento de estas propiedades en el cultivo del forraje, promovió la reducción de la materia seca del forraje. Por lo tanto, estos indicadores representan confiabilidad para estimar la productividad del forraje.

Disolución, deposición y pasivación de metales: Transferencia de materia

El presente proyecto es continuación del que se viene desarrollando desde hace más de cinco años en el laboratorio. En él se intentan establecer los mecanismos que gobiernan el comportamiento de diversos metales y sus óxidos, su estabilidad y sus propiedades en diversos medios iónicos. Se investigarán los procesos de disolución y pasivación de metales "válvula" (W, Bi, etc.) y metales "batería" (Ag, Cu y Mn) por formación de óxidos y/o sales en soluciones acuosas. Se analizará también la influencia de aditivos orgánicos en procesos de electrodeposición metálica y corrosión. Por otra parte, se continuará el estudio del sistema "disco-menisco" rotante, iniciado más recientemente. Objetivos generales y específicos: Se intenta establecer los mecanismos que gobiernan el comportamiento electroquímico de diversos metales y sus óxidos, su estabilidad y propiedades en diversos medios iónicos, investigándose los procesos de disolución, deposición y pasivación en soluciones acuosas de distinta composición, como así también la cinética de la formación y crecimiento de películas de óxidos y/o sales y sus propiedades conductoras. El conocimiento de estas características, permitirá determinar la posibilidad de aplicación como materiales resistentes a la corrosión, en procesos de electrosíntesis, como materiales activos en baterías secundarias, etc. Por otra parte, se estudiarán distintas reacciones de transferencia de carga empleando el sistema de "disco-menisco rotante" con el objeto de determinar si esta técnica, que ofrece ventajas por su geometría particular, permite la determinación de los parámetros cinéticos

Métodos de mecánica estadística en materia condensada

El proyecto de investigación propuesto tiene como principal objetivo profundizar en el estudio de la Mecánica Estadística y su aplicación a la resolución de problemas en esta área. Los temas de interés son los siguientes: 1. Estudio de la influencia del desorden en las propiedades dinámicas y termodinámicas de sistemas clásicos y cuánticos. 2. Reacciones controladas por difusión; influencia de campos externos aplicados. 3. Estudio de la influencia de la autocorrelación temporal finita sobre un sistema excitado por un ruido (ruido coloreado). 4. Resonancia Estocástica analizada a través de la función de Estructura Dinámica. 5. Estudio de procesos de quimiorrecepción de sistemas biológicos. 6. Cálculo del operador de evolución temporal para sistemas con Hamiltonianos dependientes del tiempo (Fase de Berry). 7. Influencia del desorden en la estadística del tiempo del primer pasaje en sistemas finitos. 8. Estudio del modelo de "Tight Binding" con desorden estático. Objetivos específicos * Se continuará con el estudio de la evolución temporal para sistemas Hamiltonianos dependientes del tiempo (Fase de Berry). * Se estudiará de las propiedades termodinámicas de sistemas Hamiltonianos clásicos y cuánticos con desorden estático. * Se estudiará la probabilidad de supervivencia y los momentos de desplazamientos para partículas que difunden en un sistema unidimensional con trampas estáticas. En particular se tratará el caso de campo fuerte, extendiendo los resultados ya obtenidos en el caso de campo débil; se analizará la conexión con la estadística del tiempo del primer pasaje. * Se continuará con el estudio analítico de los exponentes críticos para Modelos de la Mayoría. (...) * Se realizará un estudio detallado de las propiedades de la función de estructura dinámica asociada con el movimiento uni-dimensional de partículas sometidas a potenciales anarmónicos con múltiples pozos y fricción débil. Se estudiará el fenómeno de resonancia estocástica a través de la función de estructura dinámica. * Se estudiará la estadística del tiempo del primer pasaje en sistemas finitos homogéneos y desordenados con diversas condiciones de entorno.

DINAMICA MICROBIANA Y CALIDAD DE LA MATERIA ORGANICA DEL SUELO COMO INDICADORES DE SUSTENTABILIDAD EN EL CHACO ARIDO DE LA PROVINCIA DE CORDOBA Microbial dynamic and organic matter quality as indicators of soil sustainability in Dry Chaco of Córdoba Province

Se propone analizar el efecto del uso productivo en el Chaco Árido de la provincia de Córdoba, mediante la aplicación de indicadores de sustentabilidad relacionados con la calidad de la materia orgánica y la liberación de nutrientes en el suelo, con la finalidad de aportar a un tema de suma interes para la provincia de Córdoba como es la formulación de criterios y pautas de manejo para la implementación de la Ley de Bosques (N° 26331). Se trabajará en la localidad de San Miguel en el departamento Pocho, en un sitio de bosque no disturbado y en tres sistemas productivos: desmonte selectivo con implantación de pasturas; desmonte total con agricultura bajo riego y desmonte total sobrepastoreado. En cada sitio se medirá “in situ” la emisión de CO2 y se tomaran muestras de suelo a las que se les determinará: a) contenido de materia orgánica total (MO), b) contenido de sustancias húmicas (SH), diferenciando ácidos húmicos (AH) y fúlvicos (AF), c) abundancia y actividad de microorganismos nitrificadores y d) propiedades químicas de los AH y AF. Se calcularán los siguientes índices de sustentabilidad a) materia orgánica biodisponible (MOB=MO–SH); b) índice de humificación (IH=SH/MO); c) tipo de humus (TH=AF/AH; d) índice de mineralización de C (IMC=CO2/MO); e) índice de nitrificación (IN=actividad/abundancia); y f) índice de estabilidad de las fracciones humificadas: compuestos aromáticos/ alifáticos. Los datos serán analizados estadísticamente mediante ANOVA y comparación de medias por LSD (P<0.05) y tests multivariados. We proposed analyze the effect of land use in Arid Chaco of Cordoba province, using sustainability indicators related to organic matter quality and nutrient release in soil, with the aim to formulate management criteria for the implementation of the Ley de Bosques (N° 26331) in Córdoba province. The study will be conducted in San Miguel village in Pocho department, in one undisturbed forest site and three productive systems: selective clearing with grass sowing; total clearing with irrigation agriculture and total clearing with overgrazed. In each site "in situ" CO2 emission will be measured and soil samples will be taken, in which the following parameters will be determined: a) total organic matter content (MO), b) humic substances content (SH), in humic acids (AH) and fulvic acids (AF), c) abundance and activity of nitrifier microorganisms and d) chemical properties of AH and AF. The sustainability indexes will be calculated: biodisponible organic matter (MOB=MO–SH); b) humification index (IH=SH/MO); c) humus type (TH=AF/AH; d) C mineralization index (IMC=CO2/MO); e) nitrifying index (IN=activity/abundance); and f) humic fractions stability index: aromatic/aliphatic compounds. The data will be statistically analyzed by ANOVA and the means will be compared by LSD (P<0.05) and multivariate tests.

Variabilidad temporal de algunas propiedades químicas en un suelo sometido a distintas sucesiones de cultivo

El presente trabajo ha sido realizado en la Finca Experimental "La Poveda" en Arganda del Rey (Madrid), con las siguientes coordenadas geográficas: latitud 40º19' N; longitud 3º19' W Gr; y altitud 550 m. El objetivo principal consiste en el estudio de la variabilidad temporal de algunas propiedades químicas en un suelo sometido a distintas sucesiones de cultivo. Para el estudio de la variabilidad temporal de las características químicas el muestreo se realizó en los meses de febrero y septiembre de 1993 y febrero y septiembre de 1994. La materia orgánica del sistema Prado/Veza-Avena presenta el menor coeficiente de variación con respecto a los sistemas monocultivo de Cebada y Veza-Avena/Girasol. El menor contenido de materia orgánica a lo largo del tiempo lo presenta el sistema Cebada/Cebada. Los sistemas Prado/Veza-Avena y Veza-Avena/Girasol presentaron contenidos de materia orgánica 42,86% y 40,54% superiores al del sistema Cebada/Cebada.

Estudio de las propiedades de geopolímeros base metacaolín y el efecto de la incorporación de sílice geotérmica.

Tesis (Maestro en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) UANL, 2009.

Propiedades algebraicas de la percepción que tienen los padres y maestros de personas con discapacidad intelectual acerca de su sexualidad.

Tesis (Maestría en Ciencias con Orientación en Cognición y Educación) UANL, 2010.