CIFICEN

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El Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires es una Unidad Ejecutora (UE) de triple dependencia UNCPBA-CONICET-CICPBA, creada a mediados de 2013 sobre la base de actividades científicas y tecnológicas existentes en la UNCPBA en los campos disciplinares de Física, Química e Ingeniería.
Líneas de Investigación del CIFICEN:
- Física e Ingeniería de materiales
- Física medica
- Física, química, fisicoquímica y medio ambiente
- Fluidos y plasmas
- Mecatrónica e ingeniería de procesos
- Óptica y fotofísica

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Informe de investigador
Acceso Abierto
Informe científico de investigador: Salgueiro, Walter Alberto (2008-2009)
(2009) Salgueiro, Walter Alberto
Se avanzó siguiendo el Plan de trabajo oportunamente presentado en el informe correspondiente al período 2010/11, con leves modificaciones que surgieron de la natural evolución de la tarea de Investigación y de cambios producidos en mi situación de revista en la Universidad. En efecto a partir de octubre de 2013 fui ascendido a Profesor Asociado Interino como extensión de mi cargo de Profesor Adjunto Ordinario Dedicación Exclusiva (por concurso) y me encuentro en espera de la evaluación dentro del marco de Carrera Académica recientemente instaurada en nuestra Universidad. Por otra parte a partir de abril de 2013 he asumido como Director responsable de un nuevo Grupo de investigación en el ámbito de IFIMAT, cuya propuesta y formación se originó en mi iniciativa y antecedentes con apoyatura de quienes me secundaron para la integración del mismo. Este es el primer Grupo que se forma por sobre los tres iniciales que dieron lugar al Instituto a finales de la década del 80. En el Instituto se considera este hecho promisorio desde el punto de vista de crecimiento. Por mi parte significó gran esfuerzo y dedicación ya que su creación se funda en la labor que por más de 25 años he desarrollado en la Universidad (Ver título 17 del presente informe). Este nuevo Grupo se denomina Materiales Compuestos y Mezclas Poliméricas y fue reconocido por Resolución de Consejo Académico FCEx 124/13 del 26 de abril de 2013. El Grupo ha obtenido apoyo financiero de la FCEx durante 2013, cuenta con un proyecto de Incentivo de la SPU en ejecución y otro del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotron (Campinas, Brasil), y la adjudicación por parte de CIC de un Subsidio para Proyectos Científicos (Ver títulos 16 y 20 de este informe). Respecto a los trabajos de investigación desarrollados en el período se menciona la publicación de un capítulo de libro, 9 trabajos en revistas de alcance internacional, un trabajo de alcance nacional y una comunicación. Respecto a la actividad en Congresos se efectuaron 9 Presentaciones, tres de ellas en eventos de alcance Internacional o Latinoamericano. A esa producción se suman dos trabajos en prensa y uno enviado a consideración. Asimismo he sido Director de una Tesis Doctoral defendida en 2013 y un Trabajo Especial de Licenciatura defendido en 2012. El mencionado capítulo de libro resume abundante investigación sobre el tema elastómeros, en particular caucho SBR y mezclas elastoméricas NR/SBR, generada desde los inicios de esta temática de investigación por el año 1999. Se destaca que esta temática no era preexistente en IFIMAT. Paralelamente en la temática compuestos de matriz epoxi se concretaron dos publicaciones en actas de la Sociedad Argentina de Materiales, asociación con reconocido prestigio en el campo de los materiales, con sus correspondientes presentaciones en el Congreso Internacional SAM– CONAMET 2013 que tuvo lugar en Puerto Iguazú en agosto de 2013. Asimismo se desarrolló una comunicación en la I Reunión Latinoamericana de Cristalografía y IX Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía que tuvo lugar en Córdoba en Octubre 2013, presentando un trabajo un trabajo que fue posible como consecuencia de la tarea de montaje y puesta en funcionamiento de un calorímetro TA Q20 en el laboratorio. Esta fue una tarea de índole experimental demandante pero que redundó en la elevación de las capacidades experimentales. En lo que compete a la labor docente, además de la diaria tarea de trabajo con alumnos, se presentó un trabajo en el IV Congreso Internacional de Expresión Gráfica en Ingeniería, Arquitectura y Áreas Afines (EGraFIA) que tuvo lugar en La Plata en Octubre de 2012 y se tomaron cursos específicos necesarios para mantener un nivel de actualización adecuado a la labor docente. Respecto a tareas vinculadas al Laboratorio de Metrología se avanzó sobre la reparación de la máquina de medir por coordenadas (MMC) que se encuentra fuera de servicio por una falla en su controlador de palpador. Los costos presupuestados resultaron significativos, no obstante ello el trámite de compra de los repuestos se encuentra en ejecución. Mi tarea se centró en la gestión y asistencia técnica con vista a obtener presupuestos ya que las decisiones finales de asignación de fondos corrresponde únicamente a las autoridades de nuestra Universidad. Paralelamente a la actividad de investigación desarrollé una labor de Gestión Integrando desde abril de 2013 el Consejo Científico Asesor del IFIMAT y me desempeño como Asesor de Seguridad del Instituto.
Informe de investigador
Acceso Abierto
Informe científico de investigador: D'Angelo, Cristian Adrián (2011)
(2011) D'Angelo, Cristian Adrián
Durante este período se continuó trabajando en la técnica LIBS (espectroscopia de plasmas producidos por láser). En una explicación muy breve, se puede decir que esta técnica consiste en enfocar radiación láser dentro o en la superficie de un medio en estudio, provocando una ruptura dieléctrica originada por el fuerte campo eléctrico del pulso láser. La emisión del microplasma nos da información de los componentes del medio en cuestión, mediante un monitoreo de las longitudes de onda de las especies emisoras (iones, átomos neutros y moléculas simples). En el microplasma formado se alcanzan temperaturas de algunos eV y se obtienen densidades electrónicas altas, del orden de 10^17 electrones/cm^3, en esas condiciones el material se separa en sus componentes atómicos y con alto grado de ionización produciendo emisión muy intensa de luz, que puede ser analizada espectralmente para la detección de las líneas de emisión características de los elementos que constituyen la muestra. Las energías láser requeridas para formar la chispa dependen de muchos factores tales como energía, duración y longitud de onda del pulso láser, por un lado, y del material en estudio (reflectividad a la longitud de onda láser en caso de sólidos y densidad, en caso de gases). En particular, durante el transcurso del 2011 los trabajos estuvieron orientados a las mediciones de trazas en medios líquidos y sólidos establecidos en un compuesto compactado en pastillas de óxido de calcio. En especial, se ha trabajado en la implementación de una técnica para la medición cuantitativa de densidad de componentes en forma rápida. Esta técnica se basa en la revisión y manejo numérico de dos líneas resonantes registradas en distintos tiempos. En resumen, la aplicación inmediata está en la cuantificación de contaminantes con una técnica rápida y precisa, aprovechando los métodos ópticos y de espectroscopía en particular. Los resultados se encuentran en plena discusión, adoptando distintos modelos para un buen resultado final. La implementación de este procedimiento además, darían a conocer datos estimativos de temperatura, densidad electrónica y densidad de emisores, todo con el solo hecho de analizar relaciones de parámetros de intensidad, integral y anchos de líneas. La técnica posibilita la detección y medición de contaminantes a nivel de trazas (del orden de partes por millón). Esto se puede dar tanto en líquidos como en medios sólidos. El análisis también es posible en aplicaciones de alta concentración, con aplicaciones de modelos de plasma absorbido homogéneo o inhomogéneo, tal fue el tema de la tesis de posgrado. Por supuesto que no hay que dejar de lado la importancia en la investigación de la física básica aplicada a plasmas y parámetros espectroscópicos. La técnica tiene un altísimo potencial tecnológico a nivel regional y provincial, como técnica de monitoreo para mediciones diversas, en especial en medio ambiente y el ámbito de la metalurgia.
Informe de investigador
Acceso Abierto
Informe científico de investigador: Romero, José Ricardo (2011-2012)
(2012) Romero, José Ricardo
La parte más importante de las tareas desarrolladas se encuentra vinculada con las Transformaciones de Fase Difusivas y no Difusivas en Aleaciones de Base Cu. En este área se trabaja con materiales que presentan el denominado efecto de memoria de forma, relacionado con la transformación martensítica, que se manifiesta en la fase cúbica centrada en el cuerpo de este sistema cuando la misma es retenida metaestablemente por medio de tratamientos térmicos adecuados. La investigación abarca una diversidad de aspectos relacionados a propiedades, térmicas y modificaciones microestructurales. Desde el punto de vista científico fundamental y de la formación de recursos humanos esta es una línea de gran importancia que ha servido y sirve para la ejecución de varias tesis de licenciatura y de doctorado. Dentro de los diversos temas que abarca el estudio de las aleaciones con memoria de forma se realizaron progresos interesantes en: el estudio de la influencia de la microestructura sobre la transformación martensítica, particularmente sobre la influencia del tamaño de grano en muestras policristalinas; la importancia del orden atómico de largo y corto alcance sobre la estabilidad relativa de la fase beta en Cu-Zn-Al; avances en el conocimiento de la localización de la fuente de las avalanchas de emisión acústica y de las emisión de calor en la transformación martensítica inducida por tensiones. Por otra parte, dentro de la colaboración que hace muchos años se viene desarrollando con el Grupo de Estructura y Constituyentes de la Materia se estudiaron los el efectos elasto y magneto-calórico en Ni-Mn-Ga dopado con Co. Por tratarse de un tema nuevo, merece una mención especial la descomposición espinodal en aleaciones de Cu-Mn-Al, en dicho tema se ha concluido una tesis de licenciatura en física y se prevé continuar con el tema en una trabajo de doctorado. Paralelamente se ha continuado con la realización de estudios de materiales arqueológicos en colaboración con personal de la Facultad de Ciencias Sociales UNCentro.
Informe de investigador
Acceso Abierto
Informe científico de investigador: Palacio, Hugo Aníbal (2011-2012)
(2012) Palacio, Hugo Anibal
Fluidez en aleaciones libres de plomo para utilizar en microsoldadura: el sistema eutéctico ternario Sn-Ag-Cu es uno de los candidatos para reemplazo del tradicional eutéctico Pb-Sn utilizado como aporte de soldadura para minicomponentes electrónicos. En este período se continuó con el análisis térmico y microestructural de este sistema, y de sus eutécticos binarios Sn-Ag y Sn-Cu mediante técnicas calorimétricas de solidificación controlada junto con análisis de las curvas de enfriamiento asistidas por cálculo. También se realizaron mediciones por calorimetría diferencial de barrido. Los resultados fueron comparados con los conocidos para el Sn puro y para el sistema Sn-Pb eutéctico. El método de calorimetría diferencial demostró ser útil para mostrar la presencia de más de un eutéctico en composiciones cercanas al eutéctico ternario y estudiar de este modo el camino de solidificación y la formación de una zona acoplada. Los resultados continúan en discusión, y han sido publicados y presentados en congresos. Solidificacion unidireccional de aleaciones binarias diluidas: se continuó con el estudio de los mecanismos responsables de la formación de la microestructura en aleaciones modelo de diferente estructura cristalina. En este período se experimentó particularmente con las aleaciones del sistema Zn-Al. Este sistema es particularmente atractivo por ser resistente a la corrosión. Desde el punto de vista de la solidificación, posee tres zonas de interés que diferencian su comportamiento: para concentraciones de Al por debajo del máximo de solubilidad máxima, la solidificación se produce en una única fase, aunque es posible lograr crecimientos celulares y dendríticos. No se ha hallado manifestación de descomposición de fases, por el contrario, muestra un rápido comportamiento a la solubilización a temperatura, haciendo desaparecer los bordes de grano originados durante el crecimiento. Las otras zonas de interés son la pro-eutéctica, y la hipereutéctica, para las que el crecimiento de la fase primaria se desarrolla en forma aparentemente independiente del eutéctico que se halla en la zona intercelular. Es de destacar también que la fase primaria puede ser diferente según la composición. Por debajo de la composición eutéctica la fases primaria es hcp (hexagonal compacta) rica en zinc mientras que por encima es fcc (cúbica centrada en las caras) más rica en aluminio. También se continuó la discusión en el sistema Sn-Pb, donde debido a la alta densidad de sus componentes no es posible evitar considerar la convección. Adicionalmente se presentaron resultados obtenidos en el sistema de la familia AlAgCu, aplicando técnicas calorimétricas y de microscopía optica para determinar el camino de solidificación y las fases emergentes. Complementariamente, se inició una línea de trabajo para analizar la nucleación y crecimiento en las instancias iniciales de la solidificación, enfocada fundamentalmente en la asimetría que aparece en la energía libre cuando se compara la fusión con la solidificación. Transformacion de estructuras de solidificacion as-cast en superaleaciones base niquel y biocompatibles base cobalto: se estudiaron los procesos de precipitación y crecimiento de la fase metaestable gamma prima en superaleaciones base Ni en probetas de estructura as-cast. El interés de conocer la distribución de soluto de las estructuras de colada radica en que ésta segregación es responsable de la composición de la fase precipitada gamma prima al momento de realizar los distintos tratamientos térmicos. Recordando que esta fase precipitada es la responsable del mejoramiento de las propiedades mecánicas de la aleación, es necesario conocer el comportamiento de esta fase a la temperatura de trabajo. Por este motivo es común desarrollar tratamientos de envejecimiento isotérmico de hasta 20000 hs. para seguir la evolución de las partículas precipitadas. Previo a este paso hay que realizar tratamientos térmicos de solubilización y posterior precipitación de las partículas. Las familia de aleaciones CMSX-2, CMSX-4 y CMSX-10 están caracterizadas por su diferente contenido de Re. Se realizaron determinaciones por análisis térmico diferencial (DTA) y los resultados están en discusión. Este análisis se completará con la información disponible de otras aleaciones tradicionalmente utilizadas como la IN713 . También se continuó con el estudió la microestructura de solidificación resultante en prótesis coladas con aleaciones del tipo ASTM F75, en condiciones de planta piloto en una empresa local. Se utilizó una aleación preparada a partir de elementos de pureza comercial (colada 1), un ajuste de dicha colada (colada 2) y otra adicional que fue obtenida utilizando aleación certificada (colada 3). Originalmente se realizó el estudio de factibilidad acerca de la reutilización de material (colada 2) cuando se controla adecuadamente la composición. Los resultados indican que la formación de carburos muy grandes provenientes de la escoria hacen no recomendable la utilización del material de re-colada. Posteriormente se analizó el comportamiento de la estructura y de las propiedades mecánicas al someter las muestras a tratamientos térmicos de solubilizado. Se pudo observar que el comportamiento de las muestras es diferente para cada colada, variando fuertemente con el tamaño inicial de los precipitados. Los mejores resultados se obtuvieron con la aleación certificada, aunque la colada 1 también entregó resultados satisfactorios. Adicionalmente se estudió la transformación de la fase cúbica a fase marténsítica por aplicación de deformación mecánica y térmica en envejecimiento artificial isotérmico.
Artículo
Acceso Abierto
Vacancy clustering in pure metals: some first principle calculations of positron lifetimes and momentum distributions
(OP Publishing, 2013) Luna, Carla Romina; Macchi, Carlos Eugenio; Juan, Alfredo; Somoza, Alberto Horacio
First results of a systematic study on the vacancy clustering process in Al, Cu, Mg and Nb are presented. To this aim first principle calculation of positron lifetimes and positronelectron momentum distributions were performed. We test the reliability of the computational scheme used by comparing some of the calculated results with experimental ones.
Informe de investigador
Acceso Abierto
Informe científico de investigador: Tognana, Sebastián Alberto (2013)
(2013) Tognana, Sebastián Alberto
En el período 2013 se desarrollaron tareas de investigación relacionadas con los temas de mezclas poliméricas y compuestos de matriz epoxi. Respecto a las mezclas poliméricas se analizaron mezclas de un prepolimero epoxi, el diglicedil eter de bisphenol A (DGEBA), con un polímero biodegradable proveniente de la biomasa poli-3-hidroxibutirato (PHB). El objetivo a largo plazo es estudiar mezclas epoxi-polímero biodegradable que puedan desarrollar distintas morfologías. Pero para eso primero resulta necesario contar con información acerca de la miscibilidad, cristalinidad, influencia del DGEBA sobre la cristalización y demás aspectos básicos. Con ese objetivo se estudió la miscibilidad inicial de las mezclas mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) y la estructura cristalina en forma lamelar mediante dispersión de radiación X de bajo ángulo (SAXS). Los resultados mostraron miscibilidad y la segregación del DGEBA durante la cristalización hacia regiones amorfas. Asimismo se estudió la variación en función de la temperatura de las dimensiones cristalinas y amorfas de la estructura lamelar mediante SAXS para distintas mezclas. Estos resultados se analizaron conjuntamente con mediciones DSC. Se observó que desde una cierta temperatura existe co-existencia de estructuras lamelares: las lamelas originales y las lamelas formadas luego de una fusión parcial y una re-cristalización. Estas segundas estructuras tienen una dimensión mayor a las lamelas originales y por eso existe una superposición de picos en los espectros SAXS . Se concluyó que la re-cristalización es más importante en muestras con mayor contenido de DGEBA, lo cual se atribuye a que para contenidos mayores a 30% de DGEBA en peso existe una segregación interfibrilar o interesferulítica a diferencia de contenidos menores en los cuales la segregación es interlamelar. Asimismo, resultados preliminares preparando muestras de PHB con epoxi curadas a diferentes temperaturas mostraron que puede existir una competencia entre la cristalización del PHB y la separación de fases inducida por la reacción. Así pueden generarse diferentes morfologías finales. Respecto al estudio de compuestos particulados, en este período se estudió la variación química de la matriz alrededor de una partícula de carga, en este caso una partícula de cobre. La matriz fue preparada de dos maneras distintas: con catalizador en la reacción y sin catalizador. Como técnica experimental en este caso se utilizó espectroscopía micro-Raman, la cual permite obtener espectros con una resolución espacial del orden de 0.5 μm. Se obtuvieron espectros Raman en los compuestos siguiendo una línea recta alejándose de una partícula de cobre determinada, con distancias entre cada medición de algunos pocos micrómetros. Los espectros Raman se analizaron teniendo en cuenta la contribución de distintos grupos, en particular los grupos epoxi y los grupos ester. Se observaron diferencias de estos grupos de acuerdo a la cercanía a la partícula, pero no se observaron diferencias entre los dos tipos de curado. Estos resultados profundizan los trabajos realizados sobre compuestos cargados con partículas de aluminio que se han desarrollado desde hace algunos años, y en los cuales se han utilizado distintas técnicas experimentales.
Artículo
Acceso Abierto
Separación de fases y cristalinidad en mezclas epoxy/poli-3-hidroxibutirato
(Associação Brasileira de Polímeros, 2013) Tognana, Sebastián Alberto; Salgueiro, Walter Alberto
En este trabajo se estudiaron mezclas epoxy/poli-3-hidroxibutirato (PHB) en dos proporciones distintas 90/10 y 85/15. Para ello se prepararon muestras sometiéndolas a temperaturas de 80 °C y 120 °C, a efectos de producir el curado del epoxy. Se analizó la separación de fases y la cristalización del PHB mediante microscopía óptica y calorimetría diferencial de barrido. Asimismo la estructura lamelar del PHB se caracterizó mediante dispersión de rayos X de bajo ángulo. Se encontraron diferencias significativas entre las dos proporciones estudiadas; mientras que la muestra 90/10 presenta miscibilidad, la muestra 85/15 indica una separación de fases. Asimismo se encontró que, sobre todo para la muestra 90/10, el epoxy afecta considerablemente la estructura lamelar del PHB. Los resultados se analizaron en términos de la competencia entre los procesos de cristalización y separación de fases.
Informe de investigador
Acceso Abierto
Informe científico de investigador: Salgueiro, Walter Alberto (2012-2013)
(2013) Salgueiro, Walter Alberto
Se avanzó siguiendo el Plan de trabajo oportunamente presentado en el informe correspondiente al período 2010/11, con leves modificaciones que surgieron de la natural evolución de la tarea de Investigación y de cambios producidos en mi situación de revista en la Universidad. En efecto a partir de octubre de 2013 fui ascendido a Profesor Asociado Interino como extensión de mi cargo de Profesor Adjunto Ordinario Dedicación Exclusiva (por concurso) y me encuentro en espera de la evaluación dentro del marco de Carrera Académica recientemente instaurada en nuestra Universidad. Por otra parte a partir de abril de 2013 he asumido como Director responsable de un nuevo Grupo de investigación en el ámbito de IFIMAT, cuya propuesta y formación se originó en mi iniciativa y antecedentes con apoyatura de quienes me secundaron para la integración del mismo. Este es el primer Grupo que se forma por sobre los tres iniciales que dieron lugar al Instituto a finales de la década del 80. En el Instituto se considera este hecho promisorio desde el punto de vista de crecimiento. Por mi parte significó gran esfuerzo y dedicación ya que su creación se funda en la labor que por más de 25 años he desarrollado en la Universidad (Ver título 17 del presente informe). Este nuevo Grupo se denomina Materiales Compuestos y Mezclas Poliméricas y fue reconocido por Resolución de Consejo Académico FCEx 124/13 del 26 de abril de 2013. El Grupo ha obtenido apoyo financiero de la FCEx durante 2013, cuenta con un proyecto de Incentivo de la SPU en ejecución y otro del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotron (Campinas, Brasil), y la adjudicación por parte de CIC de un Subsidio para Proyectos Científicos.
Informe de investigador
Acceso Abierto
Informe científico de investigador: D'Angelo, Cristian Adrián (2013)
(2013) D'Angelo, Cristian Adrián
Durante este período se continuó trabajando en la técnica LIBS (espectroscopia de plasmas producidos por láser). En una explicación muy breve, se puede decir que esta técnica consiste en enfocar radiación láser dentro o en la superficie de un medio en estudio, provocando una ruptura dieléctrica originada por el fuerte campo eléctrico del pulso láser. La emisión del microplasma nos da información de los componentes del medio en cuestión, mediante un monitoreo de las longitudes de onda de las especies emisoras (iones, átomos neutros y moléculas simples). En el microplasma formado se alcanzan temperaturas de algunos eV y se obtienen densidades electrónicas altas, del orden de 10^17 electrones/cm^3, en esas condiciones el material se separa en sus componentes atómicos y con alto grado de ionización produciendo emisión muy intensa de luz, que puede ser analizada espectralmente para la detección de las líneas de emisión características de los elementos que constituyen la muestra. Las energías láser requeridas para formar la chispa dependen de muchos factores tales como energía, duración y longitud de onda del pulso láser, por un lado, y del material en estudio (reflectividad a la longitud de onda láser en caso de sólidos y densidad, en caso de gases).
Artículo
Acceso Abierto
CO2 Laser irradiation of GeO2 planar waveguide fabricated by rf-sputtering
(Optical Society of America, 2013) Chiasera, A.; Macchi, Carlos Eugenio; Mariazzi, C.; Valligatla, S.; Lunelli, L.; Pederzolli, C.; Rao, D. N.; Somoza, Alberto Horacio; Brusa, R. S.; Ferrari, M.
GeO2 transparent glass ceramic planar waveguides were fabricated by a RF-sputtering technique and then irradiated by a pulsed CO2 laser. The effects of CO2 laser processing on the optical and structural properties of the waveguides were evaluated by different techniques including m-line, micro-Raman spectroscopy, atomic force microscopy, and positron annihilation spectroscopy. After laser annealing, an increase of the refractive index of approximately 0.04 at 1.5 μm and a decrease of the attenuation coefficient from 0.9 to 0.5 db/cm at 1.5 μm was observed. Raman spectroscopy and microscopy results put in evidence that the system embeds GeO2 nanocrystals and their phase varies with the irradiation time. Moreover, positron annihilation spectroscopy was used to study the depth profiling of the as prepared and laser annealed samples. The obtained results yielded information on the structural changes produced after the irradiation process inside the waveguiding films of approximately 1 μm thickness. In addition, a density value of the amorphous GeO2 samples was evaluated.
Informe de investigador
Acceso Abierto
Informe científico de investigador: D'Angelo, Cristian Adrián (2014)
(2014) D'Angelo, Cristian Adrián
Durante este período se continuó trabajando en la técnica LIBS (espectroscopia de plasmas producidos por láser). En una explicación muy breve, se puede decir que esta técnica consiste en enfocar radiación láser dentro o en la superficie de un medio en estudio, provocando una ruptura dieléctrica originada por el fuerte campo eléctrico del pulso láser. La emisión del microplasma nos da información de los componentes del medio en cuestión, mediante un monitoreo de las longitudes de onda de las especies emisoras (iones, átomos neutros y moléculas simples). En el microplasma formado se alcanzan temperaturas de algunos eV y se obtienen densidades electrónicas altas, del orden de 10^17 electrones/cm^3, en esas condiciones el material se separa en sus componentes atómicos y con alto grado de ionización produciendo emisión muy intensa de luz, que puede ser analizada espectralmente para la detección de las líneas de emisión características de los elementos que constituyen la muestra. Las energías láser requeridas para formar la chispa dependen de muchos factores tales como energía, duración y longitud de onda del pulso láser, por un lado, y del material en estudio (reflectividad a la longitud de onda láser en caso de sólidos y densidad, en caso de gases). Durante el transcurso del 2014, en principio se estuvo orientado al cierre de un trabajo comenzado en 2013 sobre un método de mediciones semicuantitativas a partir de un método de diagnóstica de plasma con un análisis de registros de parámetros de dos líneas resonantes (líneas doblete). Este trabajo presentado como trabajo extenso y ya está aceptado con revisiones menores en Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer (Editorial Elsevier). Se sigue trabajando en el estudio de parámetros en plasmas confinados. Se obtuvieron registros de plasmas generados a presión atmosférica y confinados radialmente por onda de choque en tubos de vidrio de diferente diámetros. En las primeras observaciones de registros transversales al eje del plasma se pudo pudo estudiar estructuras temporales del plasma muy diferentes a las correspondientes a plasmas no confinados. Las aplicaciones de esta observaciones son altamente tecnológicas, ya que derivan en un análisis semicuantitativos de elementos en muestras sólidas por técnica LIBS con modelos de plasmas relativamente simples (con el modelo confinamiento se pueden establecer ciertos parámetros que no se puede ver en otras situaciones). Entre las desventajas de la técnica LIBS se puede nombrar la dispersión en los registros medidos, es decir una repetitividad relativamente baja. En este caso se está trabajando en modelos estadísticos, buscando la mejor forma de filtrado de perfiles de líneas de líneas. En este caso se midieron perfiles de líneas conocidos y se compraron con distintos perfiles modelados con ruido, mediante adición de datos aleatorios. Tanto en este caso como en el anterior se presentaron trabajos a la Reunión Nacional de Física AFA 2014 (Tandil, Bs. As.). Se hicieron registros por técnica LIBS en muestras de polímeros con partículas de Cu y Al, desarrolladoas por los Dres. Walter Salgueiro y Sebastián Tognana (CICPBA – IFIMAT, CIFICEN). Se encuentra un trabajo en etapa borrador de mediciones con perfiles de líneas de elementos metálicos en matríz polimérica para el armado de curvas de calibración. Estas mediciones se realizxaron con un equipo sin resolución temporal, y con un láser de Nd:YAG con energía de 50 mJ por pulso. Se está tratando de evaluar la técnica en muestras de polímeros a fin de evaluar componentes con la futura medición de composición. En la última parte del año se comenzó como Tutor Interno de la Pasantía Profesional Supervizada (PPS del Dpto. de Cs. Físicas y Ambientales) de la Srta. Lucila Martino, alumna del último año de la carrera de Lic. En Tecnología Ambiental (Fac. de Cs. Exactas, UNICEN). El trabajo consiste en la aplicación de la técnica LIBS en identificación de elementos mayoritarios y trazas en sedimentos de seis diferentes puntos de cuencas lacustres en la cercanía de la ciudad de Tandil. Este trabajo se hace en conjunto con la Dra. Corina Rodriguez como tutora externa (CINEA- Fac. de Cs. Humanas, UNICEN). Este trabajo se continua con la cuantificación de elementos mayoritarios y trazas, intentando identificar y medir concentraciones de metales pesados (del orden de partes por millón) en sitios de arroyos con sedimentos de interés ambiental. En cuanto a la importancia, cabe destacar que la técnica posibilita la detección y medición de contaminantes a nivel traza (del orden de partes por millón). Esto se puede dar tanto en líquidos como en medios sólidos. El análisis también es posible en aplicaciones de alta concentración, con aplicaciones de modelos de plasma absorbido homogéneo o inhomogéneo, tal fue el tema de la tesis de posgrado. Por supuesto que no hay que dejar de lado la importancia en la investigación de la física básica aplicada a plasmas y parámetros espectroscópicos. La técnica tiene un potencial altísimo en relación a su carácter tecnológico a nivel regional y provincial, como técnica de monitoreo para mediciones diversas, en especial en medio ambiente y el ámbito de la metalurgia. La implementación de este nuevo método de la técnica LIBS tiene una aplicación muy directa a las mediciones de concentración de elementos en una muestra sólida tal como se está viendo en la PPS y trabajo Final de la alumna Lucila Martino.
Informe de investigador
Acceso Abierto
Informe científico de investigador: Romero, José Ricardo (2013-2014)
(2014) Romero, José Ricardo
Como ha sucedido desde hace varios años, la parte más significativa de las tareas desarrolladas se encuentra dentro del campo de las Transformaciones de Fase Difusivas y no Difusivas en Aleaciones de Base Cu. En este área se trabaja con materiales que presentan el denominado efecto de memoria de forma, relacionado con la transformación martensítica, que se manifiesta en la fase beta, derivada de la cúbica centrada en el cuerpo, de este sistema, estable a altas temperaturas, cuando la misma es retenida metaestablemente por medio de tratamientos térmicos adecuados. La investigación abarca una diversidad de aspectos relacionados a propiedades, térmicas y modificaciones microestructurales. Desde el punto de vista científico fundamental y de la formación de recursos humanos esta es una línea de gran importancia que ha servido y sirve para la ejecución de varias tesis de licenciatura y de doctorado. Dentro de los diversos temas que abarca el estudio de las aleaciones con memoria de forma se realizaron progresos interesantes en: el estudio de la influencia de la microestructura sobre la transformación martensítica, particularmente sobre la influencia del tamaño de grano en muestras policristalinas; la importancia del orden atómico de largo y corto alcance sobre la estabilidad relativa de la fase beta en Cu-Zn-Al y en la dinámica de la transformación martensítica inducida por temperatura. Paralelamente se continuó con el estudio de la influencia de afinadores de grano sobre otras propiedades físicas de las aleaciones, tales como la estabilidad relativa de las fases involucradas en la transformación martensítica; características de la mencionada transformación y estabilidad de la microestructura obtenida. Por otra parte, se realizaron estudios sobre la evolución con la temperatura de la estructura policristalina en Cu-Al-Be, de la cual se carecía de información. Dentro del campo de las transformaciones difusivas se han producido interesantes avances en el estudio de la descomposición espinodal en Cu-Al-Mn, en ese tema está en desarrollo una tesis doctoral en física. Habiéndose relevado, con detalle, la cinética de la descomposición a varias temperaturas mediante calorimetría, la cinética de la disolución de partículas mediante microdureza y la influencia de la descomposición espinodal sobre las características de la transformación martensítica. Actualmente está en curso un trabajo de licenciatura en física estudiando los efectos de los templados sobre la transformación martensítica en Cu-Al-Ni y se retomó el estudio de la precipitación gama de no equilibrio en el sistema Cu-Zn-Al, con un alumno del ciclo superior de licenciatura en física dedicado a este tema.
Informe de investigador
Acceso Abierto
Informe científico de investigador: Tognana, Sebastián Alberto (2014)
(2014) Tognana, Sebastián Alberto
En el período 2014 se realizaron tareas de investigación tendientes a avanzar en el conocimiento de la microestructura y morfología de materiales poliméricos formados por más de un componente. En ese sentido se mantuvieron dos líneas de investigación, por un lado se estudió la influencia de partículas de cobre de tamaño del orden de 80 micrómetros sobre la matriz epoxi en compuestos. El epoxi utilizado fue diglicedil eter de bisphenol A (DGEBA) curado con un endurecedor anhídrido y catalizado con una amina terciaria. Este tipo de compuestos ha sido estudiado desde hace un tiempo y se ha observado una fuerte influencia sobre el curado de la resina por parte del cobre. En ese sentido, la aplicación de espectroscopía micro-Raman esperaba poder observar diferencias entre muestras curadas usando un catalizador o muestras curadas sin catalizador. Los espectros Raman fueron obtenidos a diferentes distancias de una partícula de cobre y se analizaron teniendo en cuenta la contribución de grupos epoxi y grupos ester. Sin embargo no se observaron diferencias entre los distintos tipos de curado (ver trabajo 1 en inciso 7.1). En ese sentido, posteriormente se atacó nuevamente el problema ahora desde el punto de vista mecánico, realizándose mediciones de nanoindentación instrumentada en ambos tipos de compuestos: catalizado y no catalizado. Los resultados obtenidos, aunque aún en etapa de análisis, muestran que existen diferencias entre ambos tipos de muestra. Estas diferencias fueron corroboradas también mediante la medición del módulo elástico macroscópico usando la técnica de excitación por impulso. Asimismo se analizaron resultados calorimétricos de la reacción de curado en epoxis con distinto contenido de acelerante y con carga de aluminio, los cuales permitieron analizar en parte la cinética de curado en tales materiales (ver trabjo 3 en inciso 7.1) Otras tareas de investigación desarrolladas en el período informado fue el estudio de mezclas de poli-3-hidroxibutirato (PHB), un polímero biodegradable proveniente de la biomasa con DGEBA. El estudio de estas mezclas se realiza con el fin de contar con información para luego realizar mezclas de PHB con epoxi curado, y por otro lado, desde un punto de vista académico, ya que el PHB es un polímero modelo en el sentido de su complejidad y riqueza en los procesos relacionados con la cristalización. La adición al mismo de un segundo componente de bajo peso molecular como el DGEBA representa una situación intermedia entre mezclas polímero-polímero y mezclas polímero-solvente. Sobre la base de estudios previos realizados sobre miscibilidad en este período se analizaron resultados SAXS colectados a distintas temperaturas en PHB y mezclas PHB/DGEBA en distintas proporciones. A partir de los resultados SAXS se determinaron las dimensiones de la componente cristalina y la componente amorfa en una lamela ideal, analizando los datos conjuntamente con resultados de calorimetría. Se concluyó que existe para ciertas temperaturas, co-existencia de estructuras lamelares: lamelas originales y lamelas formadas luego de una fusión parcial y una re-cristalización. Estas segundas estructuras tienen una dimensión mayor a las lamelas originales y por eso existe una superposición de picos en los espectros SAXS. Se concluyó que la re-cristalización es más importante en muestras con mayor contenido de DGEBA, lo cual se atribuye a que para contenidos mayores a 30% de DGEBA en peso existe una segregación interfibrilar o interesferulítica a diferencia de contenidos menores en los cuales la segregación es interlamelar. Estos resultados se plasmaron en una publicación (ver trabajo 2 en 7.1), y posteriormente se avanzó sobre la cuestión analizando resultados SAXS en muestras PHB y PHB/DGEBA cristalizadas a distintas temperaturas. En ese sentido se observó que en un posterior calentamiento existen diferencias dependiendo si durante la formación de los cristales la interfase amorfo circundante al cristal tiene movilidad o no. Esta interfase se forma entre la región amorfa y la región cristalina durante la cristalización. Por otro lado, durante el período 2014 se realizaron tareas referentes al mejoramiento de la capacidad de trabajo del grupo donde se realizó la investigación. En particular, gracias a la adjudicación de un subsidio otorgado por la Agencia Nacional de Promoción de Científica y Tecnológica PICT Tipo B Jóvenes 0686-2013 se realizaron compras de equipamiento: bomba de vacío para la fabricación de muestras, cámara CCD para adaptar a microscopía y controlador de temperatura, entre otros. Como actividad secundaria cabe mencionar que el autor participa en el comité organizador del 5to Encuentro de Jóvenes Investigadores en Ciencia y Tecnología de Materiales, JIM 2015 que se desarrollará en Tandil en octubre de 2015.
Informe de personal de apoyo
Acceso Abierto
Informe de personal de apoyo: Portalez Carnovali, Carlos Emmanuel (2013-2014)
(2014) Portalez Carnovali, Carlos Emmanuel
Proyectos de Investigación en los que colabora: Proyectos Institucionales: a) Secretaría de Ciencia, Arte y Tecnología, UNICEN: Física de Materiales Tandil, Directora: Dra. A. Cuniberti. Anual. b) CICPBA. Proyecto IFIMAT. Directora: Dra. A. Cuniberti. Anual Proyectos Grupo Propiedades Mecánicas y Transformaciones de Fase. ANPCYT: Propiedades Físicas y Transformaciones de Fase en Aleaciones, PICT 2012 Nro. 0868 (2013-2015). Director: Dr. R. Romero. c) CONICET: Transformaciones de Fase, Propiedades Térmicas y Mecánicas en Aleaciones, PIP 2010 Nro. 416 (2011-2014). Directora: Dra. A. Cuniberti. d) SPU: Optimización de piezas de fundición para el sector energético, Proyecto de Asistencia Exportadora "Manuel Belgrano" 2013, con Cooperativa RONICEVI (Tandil) e INTEMA UNMdPCONICET. Directora: Dra. A. Cuniberti. e) Secretaría de Políticas Universitarias-MECyT, Programa de Incentivos: “Transformaciones de Fase y Propiedades Mecánicas en Materiales”. Proyecto 03/C252. 2014-2016. Directora: Dra. A. Cuniberti. Proyectos Grupo Materiales Compuestos y Mezclas Poliméricas: f) Proyecto Científico 7765, Laboratorio Nacional de Luz Sincrotron (Campinas, Brasil). Estudio de formación de micro estructuras en compuestos y mezclas poliméricas g) Comprende las propuestas aprobadas y ejecutadas en la línea SAXS1 (Small Angle Beamline Scattering): Responsable Dr. Walter Salgueiro – Iniciado 10 de marzo de 2011, Continúa. h) Proyecto de Investigación 03/C245. Influencia de las distintas fases sobre las propiedades termo mecánicas en compuestos de base Epoxi. Director Dr. Walter Salgueiro. Programa de incentivos a Docentes Investigadores SPU. 1/1/2013- 31/12/2015. Proyectos Grupo Radiaciones Nucleares Aplicadas: i) PICT 2011-1088, "Defectos puntuales y nano estructuras: su influencia sobre propiedades de interés tecnológico en materiales de avanzada" j) PIP 114-201101-00151 "Rol de Defectos Tipo Vacancia sobre el Proceso de Absorción- Desorción de Hidrógeno en Compuestos Nano estructurados de base Mg".
Artículo
Acceso Abierto
Effect of Drying Operating Conditions on Canola Oil Tocopherol Content
(MDPI (Multidisciplinary Digital Publishing Institute), 2014) Laoretani, Daniela; Fernández, María Belén; Crapiste, Guillermo; Nolasco, Susana
The aim of this work was to evaluate two operating parameters of seed drying (temperature and initial moisture content) on the tocopherol content of canola oil. The raw material was characterized by moisture, oil, protein, crude fiber and ash content. Seeds at 13.6% and 22.7% moisture content (dry basis, db) were dried at temperatures in the range of 35–100 °C to a safe storage moisture of 7% db. Oil was extracted from each treated sample. The oil extracted from the samples dried at the extreme temperatures was analyzed by means of the acidity value, peroxide index and fatty acid composition, finding no significant differences among treatments or among untreated and treated samples. Tocopherol contents in the oils obtained for all the assayed temperatures were determined. Differences were found for the samples with 22.7% (db) initial moisture content. Except at 35 °C, temperature affected negatively the oil tocopherol content. However, when 13.6% (db) moisture seeds were processed, no significant differences were observed in the amount of this minor oil component among assays.
Artículo
Acceso Abierto
Comportamiento del estaño durante la fusión y la solidificación
(Asociación Física Argentina, 2014) Peralta, Juan Ignacio; Fornaro, Osvaldo
Se estudia el comportamiento del Sn analíticamente puro durante la solidificación controlada de pequeñas muestras, utilizando métodos calorimétricos y curvas de enfriamiento asistidas por cálculo. Dado que la solidificación se produce siempre después de un sobre-enfriamiento inicial, se analiza la dependencia de este sobre-enfriamiento máximo alcanzado en función de la velocidad de enfriamiento de la muestra. Se comprobó también que el valor del sobre-enfriamiento depende de la temperatura máxima alcanzada por el líquido antes del enfriamiento, hallándose un cambio en el comportamiento cuando el líquido se eleva por encima de los 723K aproximadamente. Si bien este comportamiento continúa en estudio, se lo atribuye a algún cambio en las propiedades del Sn en estado líquido.
Artículo
Acceso Abierto
Caracterización del comportamiento térmico de un edificio prototipo en Tandil (Buenos Aires)
(2015) Muñoz Vásquez, Natalia; Marino, Beatriz M.; Thomas, Luis Pablo
La elección de la ubicación y orientación de una construcción y las decisiones tomadas en las etapas de su diseño tienen un importante efecto sobre el consumo energético necesario para su funcionamiento. Este es particularmente el caso para prever el óptimo aprovechamiento de la ventilación natural en el que las decisiones tempranas determinan el potencial para el uso renovable pasivo de la energía, lo cual se traduce en los menores costos energéticos y en la disminución de la contaminación del aire interior. El cuidadoso control sobre el aprovechamiento solar también puede reducir significativamente los costos derivados del uso de equipos de refrigeración o calefacción. Con el objeto de optimizar la construcción de edificaciones con mínimo consumo energetico, se evalúa el comportamiento térmico durante el verano de una construcción representativa de los estándares edilicios de la ciudad de Tandil. Se presenta el análisis de las mediciones continuas y sistemáticas realizadas con sensores de temperatura y humedad en puntos específicos del interior, y de los parámetros meteorológicos externos, asociando la información mediante un modelo analítico que da cuenta de la conductividad, la radiación y la convección debida al viento. El objetivo es hallar los parámetros térmicos globales del edificio, y con ellos el flujo de calor a través de la envolvente, resolviendo el “problema inverso”. Los resultados son cotejados con los obtenidos resolviendo el “problema directo” estándar.
Artículo
Acceso Abierto
Correlación entre las distribuciones de velocidad y backscatter y la concentración de zooplancton en un estuario modificado
(2015) Thomas, Luis Pablo; Marino, Beatriz María; Pereyra, Mariana Gisele
Las señales del backscatter correspondientes a organismos planctónicos y sedimentos suspendidos son identificadas comparando la información proporcionada por sensores CTD + OBS y un ecosonda en el sector costero de un estuario modificado. Las mediciones se complementan con las distribuciones transversales de velocidad y backscatter proporcionadas por un ADCP y los perfiles de temperatura, salinidad y turbidez en estaciones fijas. El propósito es relacionar la agregación del material biológico con la hidrodinámica y morfología locales tanto cuando el estuario se encuentra naturalmente estratificado como cuando se produce el mezclado de las aguas debido, por ejemplo, a la ocurrencia de tormentas severas. La interpretación de los registros hidroacústicos muestra que el zooplancton tiende a concentrarse selectivamente en regiones de corriente débil y con escaso contenido de sedimentos suspendidos, lo cual no es sólo relevante desde un punto de vista práctico y físico sino biológico ya que estos organismos constituyen el primer eslabón de la cadena trófica acuática.
Artículo
Acceso Abierto
Fluidity on Metallic Eutectic Alloys
(Elsevier, 2015) Morando, Carina; Fornaro, Osvaldo; Garbellini, Olga Beatriz; Palacio, Hugo Anibal
Eutectic alloys have a great importance both from academic as technological point of view. For technological applications such casting, welding and joining, these systems offer lower melting point than the pure elements and good fluidity. This property is the distance travelled by the liquid metal until it is stopped by solidification when is forced to flow through a channel of small cross section and is called Fluidity Length (LF).Physical variables associated with the process are: metallostatic pressure, heat extraction rate at the metal-mold interface, overheating of the liquid metal and the physico-chemical properties of metal or alloy (latent heat of fusion, density, viscosity, surface tension and solidification mode). In general, pure metals and alloys of eutectic composition have the highest values of fluidity, whilst intermediate composition alloys with greater solidification range show lesser fluidity lengths. Taking into account that the chemical composition plays a fundamental role in the fluidity length by its relation with the resulting microstructure, the aim of this work is to obtain fluidity values of binary and ternary metallic alloys, with different eutectic morphology, in order to determine the relationship between such morphology and the fluidity length and consequently the influence on binary and ternary proeutectic alloys. Fluidity tests were carried out in a linear fluidity device, using alloys of the AlAgCu system in the Al-rich corner and Lead free Sn based alloys, extensively used for important industrial applications. The samples were characterized using Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-Ray Microanalysis (EDAX). Usually, Fluidity Length (LF) depends on solidification mode, latent heat of fusion of the alloy and the fluidity of the phases present in the microstructure.
Artículo
Acceso Abierto
Directional Solidification of Sn-Ag-Cu Alloys
(Elsevier, 2015) Fornaro, Osvaldo; Morando, Carina; Garbellini, Olga Beatriz; Palacio, Hugo Anibal
The alloys of Sn-Ag-Cu family (SAC) are candidates for lead-free replacement of Sn-Pb eutectic used in welding processes of electronic devices. These alloys, with eventual adding of Zn, In and Bi highly improves the morphological stability and the corrosion resistance. Close to the eutectic ternary composition, the solidification occurs with three distinct phases: Sn-rich dendritic primary phase, Ag3Sn and Cu6Sn5 intermetallic phases, which have limited solubility in the Sn phase, in such a way that some authors consider these alloys as compounds of Sn with the mentioned intermetallic phases. In this aspect, the directional solidification is a suitable tool to study the solidification under strictly controlled conditions. In this work, samples of Sn-Ag-Cu composition were grown to analyze the mechanisms involved in the solidification of these alloys. The typical microstructure agrees the above description, with a spacing that depends mainly on the advance interface velocity of the growth.

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