informe técnico del taller de investigación de física 2011

Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de Ciencias Físicas

Instituto de Investigación de Física

Informe Taller de Investigación 2011

Código: 111301014 RR Nº 05849-R-11 del 08 de Noviembre del 2011

Física Aplicada, Energías Renovables y Medio Ambiente

Responsable: Dr. Eusebio C. Torres Tapia Miembros: Dr. Jaime F. Vento Flores Dr. Miguel A. Ormeño Valeriano

Editado: José Javier Gómez Barría

Presentación Mediante la Resolución Rectoral N° 05849-R-11 de fecha 08 de noviembre del 2011 fue

aprobado el Proyecto del Taller de Investigación 2011 de la Facultad de Ciencias Físicas con

código 111301014, que tiene como responsable al suscrito y como colaboradores a los

doctores Jaime Vento Flores y Miguel Ormeño Valeriano, con la finalidad de hacer un

diagnóstico de la Física Aplicada, Energías Renovables y Medio Ambiente en nuestro país. Este

diagnóstico se hace necesario debido a que en nuestro país ha iniciado la creación del Colegio

de Físicos del Perú mediante Ley Nro. 29692 del 01 de junio del 2011, donde, de acuerdo al

artículo 5 que detalla las funciones del Colegio de Físicos del Perú indican: inciso c, “contribuir

al adelanto de la física cooperando con las instituciones educativas, científicas y técnicas en la

difusión de conocimientos de su campo e incentivar la investigación en las energías renovables

y el medio ambiente, dando especial preferencia a la solución de problemas de la realidad

nacional” y el inciso d, “velar porque el ejercicio de la de la profesión sea útil a la sociedad,

coadyuvando al desarrollo científico y tecnológico del país”; además en el articulo 12 indica “el

Colegio de Físicos del Perú habilita a los profesionales físicos especialistas en las áreas de

aplicación de la física”. Según el Plan Estratégico Institucional (PEI) 2012 – 2021 de la

Universidad Nacional Mayor de San Marcos, la Misión de la institución es: “La Universidad

Nacional Mayor de San Marcos, Decana de América, es una comunidad formadora de

profesionales competentes y de alto nivel académico, comprometida con el desarrollo de

nuestro país mediante la investigación científica y humanista y la conservación del medio

ambiente”. De acuerdo a esto nuestra Facultad de Ciencias Físicas tiene la misión de formar

profesionales de alto nivel que puedan responder a las exigencias del futuro Colegio de Físicos

del Perú.

. Febrero del 2012

Dr. Eusebio C. Torres Tapia Responsable del Taller de Investigación 2011

INDICE

1. INTRODUCCION ......................................................................................................................... 1

2. LA FISICA EN LA SOCIEDAD ........................................................................................................ 2

2.1. Las competencias del físico ................................................................................................ 3

2.2. Física y Universidad ............................................................................................................ 4

3. FISICA APLICADA........................................................................................................................ 8

3.1. Áreas de investigación: ...................................................................................................... 9

3.1.1. Acústica ....................................................................................................................... 9

3.1.2. Agrofísica ................................................................................................................... 10

3.1.3. Balística ..................................................................................................................... 10

3.1.4. Biofísica ..................................................................................................................... 11

3.1.5. Física aplicada a la economía .................................................................................... 11

3.1.6. Física computacional ................................................................................................. 12

3.1.7. Física de las comunicaciones ..................................................................................... 13

3.1.8. Teoría de control ....................................................................................................... 13

3.1.9. Biotecnología ............................................................................................................. 13

3.1.10. Dinámica de fluidos ................................................................................................. 17

3.1.11. Dinámica de vehículos ............................................................................................. 18

3.1.12. Electrónica analógica .............................................................................................. 18

3.1.13. Electrónica cuántica ................................................................................................ 18

3.1.14. Electrónica digital .................................................................................................... 19

3.1.15. Energía solar fotovoltaica ....................................................................................... 19

3.1.16. Ensayo no destructivo ............................................................................................. 20

3.1.17. Espintrónica ............................................................................................................. 22

3.1.18. Fibra Óptica ............................................................................................................. 23

3.1.19. Física de Aceleradores ............................................................................................. 26

3.1.20. Física del Estado Sólido............................................................................................ 27

3.1.21. Física del Suelo ........................................................................................................ 28

3.1.22. Física Espacial .......................................................................................................... 28

3.1.23. Física Médica ........................................................................................................... 29

3.1.24. Geofísica .................................................................................................................. 30

3.1.25. Ingeniería Física ....................................................................................................... 31

3.1.26. Ingeniería Nuclear ................................................................................................... 33

3.1.27. Física del Medio Ambiente ...................................................................................... 34

3.1.28. Física Laser .............................................................................................................. 34

3.1.29. Metrología ............................................................................................................... 35

3.1.30. Micro Fluidos ........................................................................................................... 36

3.1.31. Microscopio de fuerza atómica e imagen ............................................................... 37

3.1.32. Óptica ...................................................................................................................... 37

3.1.33. Optoelectrónica ....................................................................................................... 37

3.1.34. Física del Plasma ..................................................................................................... 37

3.1.35. Semiconductores y Dispositivos ............................................................................... 38

3.1.36. Superconductores .................................................................................................... 38

3.1.37. Tecnología nuclear .................................................................................................. 39

4. ENERGIA RENOVABLE Y MEDIO AMBIENTE ............................................................................ 42

4.1. Energías renovables ......................................................................................................... 42

4.2. El Perú debe apostar por las energías renovables ........................................................... 42

4.3. Debilidades del actual modelo energético ....................................................................... 43

4.5. Política y Matriz Energética. ............................................................................................. 43

4.6. Ingreso al Mercado de las Energías Renovables .............................................................. 43

5. ENERGIA RENOVABLE Y MEDIO AMBIENTE PROBLEMÁTICA ESCUELAS FCF/FACULTAD

DE FISICA/UNMSM/PERU ............................................................................................................ 45

5.1. Actividades Universitarias en Energías Renovables y Medio Ambiente .......................... 45

5.2. Grupos de Investigación las Energías Renovables y Medio Ambiente ............................ 45

5.3. Propuesta de Proyectos en Energía Renovables .............................................................. 46

6. CRONOGRAMA DEL TALLER DE INVESTIGACION .................................................................... 47

7. CONFERENCIAS ........................................................................................................................ 51

INDICADORES DE LA PRODUCTIVIDAD DE LA INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA EN LA FCF” ......... 51

PERFIL DE LA CIENCIA .............................................................................................................. 52

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN EN FÍSICA EN EL INSTITUTO PERUANO DE ENERGÍA

NUCLEAR, IPEN ........................................................................................................................ 57

ENERGÍA: SITUACIÓN ACTUAL Y PERSPECTIVAS” .................................................................... 72

LA GEOTERMIA EN EL PERÚ - AVANCES Y PERSPECTIVAS ....................................................... 73

MEDIDAS DE PREPARACIÓN ANTE SISMOS ............................................................................. 89

FINACIAMIENTO PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN .................................................................. 92

FLUJOS DE VIENTOS EN LA CIUDAD UNIVERSITARIA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL

MAYOR DE SAN MARCOS Y SU INCIDENCIA EN LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE POR

MATERIAL PARTICULADO ........................................................................................................ 95

EVALUACIÓN DEL MODELO CLIMÁTICO CFS PARA EL PRONÓSTICO ESTACIONAL DE

ANOMALÍAS DE LA TEMPERATURA SUPERFICIAL DEL MAR EN LA REGIÓN NIÑO 1+2 ........... 96

CURRÍCULO POR COMPETENCIAS ......................................................................................... 101

TELECONEXIONES ATMOSFÉRICAS ASOCIADAS A DOS TIPOS DE EL NIÑO” ......................... 110

LA SUPERCONDUCTIVIDAD COMO EJEMPLO DE CONEXIÓN ENTRE LA FÍSICA BÁSICA Y

LA APLICADA .......................................................................................................................... 111

METODOLOGÍA Y PROBLEMÁTICA DE LA TESIS PARA OBTENER EL TITULO

PROFESIONAL EN CIENCIAS FISICAS CON APLICACIONES EN CARACTERIZACION DE

MATERIALES .......................................................................................................................... 121

8. EXPOSICION DE PROYECTOS ................................................................................................. 125

ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DE EFECTOS MAGNÉTICOS EN EL TRANSPORTE

ELECTRÓNICO DE CUASICRISTALES NANO-ESTRUCTURADOS: EL CASO DEL SISTEMA

ICOSAÉDRICO Al64Cu23Fe13 ..................................................................................................... 125

MAGNETOCONDUCTANCIA DE REDES DE ANTIPUNTOS Y EFECTO FARADAY EN EL

GRAFENO” ............................................................................................................................. 126

INFLUENCIA DE LA ESTRUCTURA EN LAS PROPIEDADES DE ARCILLAS: UN ESTUDIO POR

DIFRACCIÓN DE RAYOS-X Y TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS ................................................ 127

PRODUCCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PELÍCULAS DELGADAS SUPERCONDUCTORAS

DE YBa2Cu3O7 SOBRE SUSTRATO SrTiO3 PREPARADAS POR DEPOSICIÓN QUÍMICA. ........... 141

ESTIMACIÓN DE LOS SEDIMENTOS SUSPENDIDOS EN EL SISTEMA MARINO DE

USANDO DATOS IMÁGENES DEL SATÉLITE DEIMOS ............................................................. 150

CARACTERIZACIÓN MINERALÓGICA Y ELEMENTAL DE SUELOS CONTAMINADOS POR

RELAVES MINEROS DEL DISTRITO DE HUACHOCOLPA, PROVINCIA DE ANGARES,

HUANCAVELICA-PERÚ ........................................................................................................... 161

CARACTERIZACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN DE ELECTRONES EN HACES DE FOTONES

DE MEGAVOLTAJE DE USO CLÍNICO” .................................................................................... 162

ESTUDIO DEL MODELO DE WESS-ZUMINO-WITTEN COMO UN TIPO DE TEORÍA

CUÁNTICA DE CAMPOS ......................................................................................................... 163

ESTUDIO DE LA FORMACIÓN DE ASFALTENOS EN LOS ACEITES DE LUBRICANTES PARA

MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA Y SUS EFECTOS EN LOS PARÁMETROS DE

OPERACIÓN. .......................................................................................................................... 167

METODOLOGÍA PARA DETERMINAR EL RENDIMIENTO HÍDRICO EN CUENCAS CON

POCA INFORMACIÓN APLICACIÓN A LA CUENCA ALTA DEL RIO GRANDE - PUNO ............... 182

ESTUDIO MAREOGRÁFICO PARA LA DETERMINACIÓN DEL NIVEL MEDIO DE

BAJAMARES DE SICIGIAS ORDINARIAS EN LA BAHÍA DE PARACAS ....................................... 199

VARIABILIDAD DE LA HIDROGRAFÍA Y DINÁMICA FÍSICA COSTERA FRENTE A LA COSTA

DE PERÚ ................................................................................................................................. 200

ESTRUCTURA COMPOSICIONAL Y MAGNETICA DE ESPECIES DE THEOBROMAS

CULTIVADAS EN EL CORREDOR AMAZONICO PERUANO .................................................... 210

ESTUDIO DE LA SALINIDAD DEL SUELO EN LA CUENCA DE ZAÑA - PERÚ CON

IMÁGENES DE SATÉLITE ........................................................................................................ 214

PERSPECTIVA DE UN SISTEMA DE REFERENCIA INERCIAL ..................................................... 219

CAOS DESPUÉS DEL CAOS ..................................................................................................... 227

MECANISMOS DE FORMACIÓN Y PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE ALEACIONES

METÁLICAS NANO-ESTRUCTURADAS, AMORFAS Fe-Nb Y DE COMPOSITES Fe/Nb

OBTENIDOS POR MECANO-SÍNTESIS DE LA MEZCLA NOMINAL Fe2Nb ................................ 228

Taller de Investigación de Física 2011 Física Aplicada, Energías Renovables y Medio Ambiente

1

1. INTRODUCCION Actualmente existen dificultades cuando se propone elaborar una definición de lo que significa Física, pero a continuación presentamos alginas definiciones usadas: La Física es la: ciencia que se ocupa de los componentes fundamentales del Universo, de las fuerzas que éstos ejercen entre sí y de los efectos de dichas fuerzas. También es considerada como la ciencia que se basa en la observación y la medición objetiva de los fenómenos naturales, en los cuales la materia permanece inalterable. Además, es una ciencia desafiante que pretende comprender como ocurren las cosas en la naturaleza, y porque ocurren de tal manera. El estudio de la física ha ayudado a comprender el universo en forma científica y útil, esto ha sido el resultado de un prolongado esfuerzo en el transcurso de la historia. Sin embargo, dicho esfuerzo solo tuvo un éxito notable en los últimos 300 años, desde la época de Isaac Newton, con uno de los máximos logros intelectuales de la humanidad, aun así tampoco se considera una obra terminada, sino que esta en constante desarrollo. El gran crecimiento de la ciencia ocurrió principalmente en Europa y en Norteamérica, y es uno de los más importantes componentes intelectuales de lo que conocemos por civilización actual. Constituyendo así su más sobresaliente característica, el desarrollo de las comunicaciones, la cual descansa en los trabajos de Maxwell y Hertz. La humanidad ha luchado siempre por sobrevivir en un medio natural que en ocasiones se torna cruel y hostil, situaciones que en su gran mayoría ha sido provocada por la humanidad misma. En la actualidad enfrentamos falta de materiales, falta de energía, la misma degradación del medio ambiente entre otros problemas que automáticamente coloca en una situación critica la seguridad común. Sin embargo tenemos la esperanza de que con el constante desarrollo de la física como ciencia en conjunto con otras ciencias importantes se elimine la amenaza que afrontamos. Ciertamente la física trabajara un papel importante o más aun principal en la obtención del logro establecido, que es eliminar el peligro al cual la humanidad gradualmente se ha expuesto, debido a circunstancias de la naturaleza y daños creados por obra de la humanidad. La física es una ciencia de vasto alcance que abarca desde la investigación de partículas sub-atómicas, hasta el estudio de las galaxias muy distantes en los confines del universo conocido. No es fácil clasificar materia tan extensa de manera que resulte ideal para todos los objetivos. Resulta tan amplia la gama en la que podemos hacer física, que en cierto sentido se puede considerar que las áreas más especializadas de las ciencias son ramas de la física, y que generalmente quienes las realizan no piensan ni hablan como físicos. En toda la historia de la física, los científicos se han interesado en dar uso práctico de sus conocimientos para la elaboración de ciertos dispositivos que ayuden a facilitar una tarea, mediante el uso de los principios de la física. Ejemplo de esto, el reloj de péndulo, el cronometro, la maquina de vapor, el generador, un motor eléctrico, los sistemas de radio y TV… etc. Por lo general los físicos se preocupan por el desarrollo tecnológico sólo en sus primeras etapas, y tan pronto se comprende bien la aplicación de los principios en que se basan,


2

entregan tales dispositivos a los ingenieros para que los perfeccionen y fabriquen masivamente. A su vez los ingenieros incorporan algunos arreglos para refinar aquel producto creado por la idea de un conocedor de la física. Se puede considerar a la ingeniería como una física aplicada1. Por este motivo el Instituto de Investigación de la Facultad de Ciencias Físicas de la UNMSM vio conveniente desarrollar el Taller de Investigación 2011 con el Titulo “Física Aplicada, Medio Ambiente y Energías Renovables”, organizado del 03 al 05 de noviembre del 2011. En el presente informe se publicaran las ponencias y conferencias recogidas de este evento.

2. LA FISICA EN LA SOCIEDAD Actualmente el físico en el mundo desarrolla su actividad en numerosos campos y ámbitos profesionales. La aportación de la física hoy por hoy no se limita únicamente al entorno universitario o a la investigación sino que también está presente en la práctica totalidad de los sectores económicos y de desarrollo. En este informe, se describirá resumidamente los campos tan dispares en la que se desenvuelven los físicos como la medicina, la meteorología, el medio ambiente, la energía, la informática o la divulgación, reflexionando sobre el presente y el futuro de la física, sobre su desarrollo profesional y sobre la necesidad de hacer un mayor esfuerzo divulgador para dar a conocer las principales capacidades profesionales del físico, así como la importancia de la cultura científica en nuestros días (Figura 1).

Figura 1. Campos de actividad del físico

Tradicionalmente se ha considerado la investigación científica y la docencia como el ámbito de actuación por excelencia de los licenciados y doctores en Ciencias Físicas. No en vano, los numerosos avances que ha promovido la física a lo largo de la historia, así como la decisiva contribución de físicos ilustres a la sociedad del bienestar (Albert Einstein ha sido nombrado personaje del siglo XX por publicaciones tan prestigiosas como Times), han situado a esta disciplina en un lugar de privilegio en investigación y enseñanza. El físico ya no se desenvuelve exclusivamente en áreas del conocimiento puramente teóricas. Por el contrario, actualmente, la gran mayoría de titulados en ciencias físicas desarrollan su

1 Física y sociedad. Por Víctor Fajer, http://www.ecured.cu/index.php/Año Mundial de la Física

Físico

Docencia

Investigación

Sectores Económicos y de Desarrollo: - Sanidad - Informática - Comunicación - Medio Ambiente - Energía

Armamento y Defensa


3

actividad al margen de la investigación y se vuelcan a la enseñanza, y algunos se incorporan plenamente al mundo laboral en sectores profesionales tan dispares como la sanidad, la informática, la economía, las comunicaciones, el medio ambiente o la consultoría. En nuestro país aun no se conoce la gran versatilidad del físico como un hecho innegable y los coloca en una compleja situación en la que es preciso hacer un importante esfuerzo divulgador para dar a conocer las competencias del físico y la diversidad de salidas profesionales que ofrece esta disciplina en nuestros días.2

2.1. Las competencias del físico La capacidad lógica y de abstracción unida a su formación relacionada con muy diversos campos de actividad hace que el físico sea un profesional muy atractivo en muchos puestos de trabajo y profesiones. En países como Inglaterra, el sector en el que más físicos se están colocando es el de la banca y las finanzas, porque se considera que su formación es mucho más flexible que la de los matemáticos u otros profesionales para analizar mercados, tendencias, correcciones y hacer prospectivas de futuro.3 Debido a esto, La gran mayoría de titulados en Ciencias Físicas desarrollan su actividad al margen de la investigación y la enseñanza. Pero, esta cualidad del físico para adaptarse al mercado laboral y que le permite optar entre una gran variedad de sectores profesionales y actividades, es a su vez, un arma de doble filo. Por lo general, los logros individuales conseguidos por físicos en multitud de ámbitos no repercuten en el colectivo en su conjunto y sitúa a estos profesionales en una relación de desventaja frente a otras disciplinas más organizadas y mejor delimitadas. Muchas de las actividades que desempeña el físico en nuestra sociedad no se vinculan expresamente con nuestro colectivo (como es el caso de su papel en el desarrollo de las energías por ejemplo) y esto, a la postre, termina por ser un apoyo para otras disciplinas. En estos momentos, los Físicos tienen ante sí el reto de relacionar ineludiblemente esta profesión con una o varias salidas profesionales concretas4. Actualmente estamos en el momento de cambios que atraviesa la física, es necesario explicar a la sociedad, y muy especialmente a aquellos que se encuentran ante la decisión de elegir una carrera universitaria, cuáles son las salidas profesionales del físico y sus posibilidades en el mercado. Los médicos o los ingenieros de telecomunicaciones tienen bien definida y delimitada su actividad profesional algo que acerca a muchos estudiantes a estas disciplinas a pesar de la gran dedicación y años de esfuerzo que requiere conseguir un titulo profesional de estas características5. Justamente, esta falta de definición y de concreción de la física en ámbitos bien delimitados es uno delos principales motivos por los que algunas disciplinas consideradas como `teóricas´ están viendo como año tras año disminuye de manera alarmante las vocaciones de estudiantes en sus aulas. Esta realidad debe llevar a las universidades a revisar sus planteamientos y a replantear el cometido de la docencia en un entorno cada vez más cambiante y profesionalizado6.

2 José Manuel López Cosar. Rev. Física y Sociedad, Nro. 14, 2003

3 Juan Antonio Cabrera, del departamento de Prospectiva Tecnológica del CIEMAT. Rev. Física y

Sociedad, Nro. 14, 2003 4 Diego Hergueta, subdirector de Control Avanzado de Repsol YPF. Rev. Física y Sociedad, Nro. 14, 2003

5 Miguel Ángel Sabadell, físico y divulgador científico. Rev. Física y Sociedad, Nro. 14, 2003

6 Alberto Miguel Arruti, físico y periodista. Rev. Física y Sociedad, Nro. 14, 2003


4

2.2. Física y Universidad Sin lugar a dudas, el ámbito universitario no puede continuar anclado a parámetros que apenas hace algunos años parecían válidos. El prototipo de universidad ajena a los cambios sociales y a las nuevas necesidades de la sociedad se ha quedado obsoleto y resulta necesario poner en marcha un sistema educativo más acorde con los tiempos actuales; más práctico y más participativo. Algo está cambiando en el entorno académico en el mundo ya que en los últimos años la universidad se muestra mucho más receptivas que antes a proyectos de divulgación y de información sobre la física en general y sobre las salidas profesionales del físico en la actualidad7. Sin embargo, no sólo resulta necesario que la universidad se amolde a la evolución constante de cualquier sociedad avanzada y a las nuevas perspectivas del mercado laboral, también es muy importante que las instituciones públicas y los organismos oficiales secunden iniciativas encaminadas a divulgar el conocimiento y fomentar el estudio de las diversas ramas de la ciencia. A este respecto, desde el Colegio de Físicos se viene observando un “alentador” cambio de tendencias últimamente y cómo, poco a poco, se consigue una mayor penetración tanto en estamentos académicos como en administraciones públicas: “En este momento contamos con unas posibilidades que antes no teníamos y queremos encauzarlas a través del `portal de la física´. Actualmente llegamos a centros de investigación, a colegios profesionales, a empresas públicas y privadas, y debemos aprovechar estas sinergias para dar a conocer el papel del físico y la importancia de la física en nuestra sociedad”, comenta Gonzalo Echagüe. “En Inglaterra, el sector en el que más Físicos se colocan es el de la banca y las finanzas” Comunicación y marketing Una vez más, como ocurre en tantos sectores de actividad y en tantos otros ámbitos de la vida, la comunicación y el marketing parecen claves para poder seguir avanzando. En palabras de Pilar Olivares, jefe de Servicio de Dosimetría y Radioprotección del Hospital Gregorio Marañón, “la sociedad está en continua evolución y la física tiene que adaptarse al mismo ritmo. Es indispensable dar mayor importancia a la comunicación y a la divulgación; dar a conocer las competencias profesionales del físico, hacer más comprensibles los fundamentos de la física o explicar la contribución de ésta área del conocimiento tan decisiva en tantos adelantos de nuestra sociedad”. Para ello, según comenta Luis Balairón, jefe de Servicio de Variabilidad y Predicción del Clima del Instituto Nacional de Meteorología y presidente de la Asociación Española de Meteorólogos, “el cometido que se puede llevar a cabo desde medios de comunicación especializados como el `portal de la física´ o desde la universidad, los colegios profesionales y la escuela (con campañas de información y divulgación específica), resulta realmente fundamental si queremos fomentar nuevas vocaciones científicas y divulgar la importancia de la física en la sociedad”. Cultura científica

7 De hecho, como comenta Gonzalo Echagüe, presidente del Colegio Oficial de Físicos. Física y Sociedad,

Nro. 14, 2003


5

Así, mientras los planes de comunicación locales y específicos pueden ser cruciales para conseguir captar la atención de públicos objetivos y llegar apersonas potencialmente interesadas en temas científicos, no menos importante resulta el papel delos medios de comunicación generales o el apoyo de instituciones y responsables políticos. No en vano, actualmente, el problema de la divulgación no se puede restringir únicamente a un ámbito tan concreto como la difusión del papel de los físicos en nuestra sociedad o la importancia de la física a través de la historia, sino que atañe al conjunto de las ciencias. Como recuerda Alicia Torrego, gerente del Colegio Oficial de Físicos: “Vivimos un momento histórico en que se está perdiendo la cultura científica. Los estudiantes de enseñanzas medias llegan a las carreras universitarias con grandes lagunas, ya que hoy por hoy la física o la química han dejado de ser asignaturas obligatorias en secundaria. La falta de estudios básicos en ciencias está llevando aun empobrecimiento cultural y a formar profesionales con una educación incompleta”. La influencia de la televisión Como coinciden en señalar los físicos de diversos ámbitos que se dieron cita en este acto organizado por el Colegio de Físicos, la situación es preocupante y los medios de comunicación generalistas también tienen su grado de responsabilidad, ya que no hace demasiados años se programaban series de televisión en las parrillas de las cadenas públicas que despertaban el interés de la sociedad por la ciencia. Series tan bien hechas y con un fondo científico-divulgativo tan riguroso y formativo como Èrase una vez el hombre´ o Èrase una vez el cuerpo humano´ impactaron a la audiencia entonces y consiguieron grandes cotas de popularidad; mientras que por su parte, programas como Èl hombre y la Tierra´, `Cosmos´ o más reciente-mente `Condición Humana´ contribuyeron a despertar muchas vocaciones y carreras científicas. “Hoy más que nunca es necesario dar mayor importancia a la comunicación y el marketing, fomentar nuevas vocaciones científicas y divulgar la importancia de la Física en la sociedad” Entonces, ¿por qué actualmente no se emiten programas de divulgación científica cuando vivimos en una era marcada por la investigación y el desarrollo? Según, señala Asunción Sánchez Justel esta realidad resulta incomprensible puesto que “en mi experiencia como directora del Planetario de Madrid he podido comprobar que disciplinas como la astronomía y la astrofísica despiertan un gran interés social. En las numerosas campañas de comunicación y divulgación que hemos llevado acabo en los últimos años, siempre hemos obtenido una gran respuesta del público en general. La gente tiene una gran curiosidad por la ciencia y le gusta aprender y saber más”. Desde el punto de vista de la directora del Planetario de Madrid, si no hay más programas de divulgación científica en televisión es porque “resulta más barato comprar series documentales sobre vida animal o programas de Naturaleza, que realizar un programa de divulgación científica de calidad”. Algo que corrobora Miguel Ángel Sabadell, que en su dilatada experiencia en radio y televisión ha podido constatar la poca confianza de los responsables y directivos de televisión hacia los programas de divulgación científica a pesar de que realmente hay un sector de la población considerable interesado en este tipo de informaciones. Como recuerda Miguel Ángel, desde el equipo del programa de divulgación científica `2.mil´ tuvimos una experiencia bastante clarificadora al respecto: “durante una retransmisión de un torneo de tenis en TVE2 se suspendió la emisión de un partido a causa de la lluvia. En este periodo de espera, la dirección de la cadena decidió reprogramar varios capítulos de `2.mil´. La audiencia residual que dejó el tenis era de un millón y medio de personas y durante la emisión de la serie de divulgación científica se consiguió una media de tres millones de televidentes. Una vez reanudado el partido el share de audiencia volvió a caer


6

a las cotas iniciales, sin embargo, posteriormente, no se renovaría una segunda entrega de la serie `2.mil´. “Desde hace algunos años el Colegio Oficial de Físicos realiza una gran labor en la divulgación dela Física” Divulgar, un objetivo prioritario La educación científica, tanto en las estructuras y planes de enseñanza, como en lo que respecta a la opinión pública debe ser un objetivo prioritario hoy por hoy. No deja de resultar paradójico que en un momento histórico en que España cuenta con una generación numerosa y bien preparada de científicos, y ahora que se está experimentando un espectacular crecimiento del número de publicaciones de científicos españoles en revistas de prestigio internacional y del número de citas que dichos trabajos reciben, al mismo tiempo se esté produciendo una reducción de nuevas vocaciones científicas y un paulatino empobrecimiento de la cultura científica en nuestra sociedad. La divulgación de la ciencia, por tanto, debe ser una preocupación que nos ocupe a todos; desde los colegios profesionales, el entorno universitario, o los centros de investigación hasta las instituciones públicas, empresas privadas, o medios de comunicación, sino queremos que la sociedad se dirija hacia un analfabetismo científico. Como escribía recientemente en un artículo publicado en el periódico El País, Jorge Wagengsberg, director del museo de Ciencia de Barcelona, en nuestros días: “Humanidades=cultura–ciencia” SALIDAS PROFESIONALES DEL FÍSICO • Docencia Una de las principales actividades del físico es la docencia, tanto en la enseñanza secundaria como en la formación de futuros licenciados. En este sentido, son numerosos los que imparten materias relacionadas con la física, y no sólo en facultades de esta licenciatura, sino también en otras de Ciencias e incluso en escuelas politécnicas de diferentes Ingenierías (Industriales, Telecomunicaciones, etc.). • Investigación Una de las principales actividades del físico es la investigación, que desarrolla fundamentalmente en el ámbito público. Las mayores fuentes de innovación tecnológica de España, en lo que se refiere a su actividad investigadora, son las universidades y los organismos públicos de investigación. • Medio ambiente El medio ambiente como sector multidisciplinar que es, admite gran número de profesionales diferentes. Desde este punto de vista, el físico es un técnico competente para la realización de Evaluaciones de Impacto Ambiental, para el desarrollo de Sistemas de Gestión Medioambiental y la elaboración de proyectos relacionados con los Residuos Sólidos Urbanos, Industriales y Sanitarios, Contaminación de las Aguas y los Suelos, etc. Sin embargo, el físico por su formación, es idóneo para temas relacionados con la Contaminación Atmosférica, la Acústica Ambiental, la Energía y los Residuos Radiactivos.


7

• Producción de Energía En el sector energético tradicional, existen físicos que trabajan en centrales nucleares y en centrales térmicas. En el de las energías alternativas, encontraremos físicos en centrales eólicas y solares térmicas, e incluso desarrollando pequeñas instalaciones de energía solar fotovoltaica. • Electrónica Es muy importante la participación del físico en la industria de los circuitos integrados, en la industria de los automatismos (robótica) y en empresas de instalaciones de baja, media y alta tensión. • Medicina La participación de los físicos en el mundo de la medicina es destacada. Desde 1997 existe una especialidad de postgrado, la Radiofísica Hospitalaria, que dura tres años y se realiza en el ámbito hospitalario. Pero los físicos llevan colaborando en el campo de la medicina en España desde hace más de cuarenta años. En los hospitales, los físicos especialistas realizan tareas concretas de tipo asistencial como son la planificación de tratamientos con radiaciones ionizantes, el control de calidad de los equipos de terapia y diagnóstico, el diseño y control de instalaciones radiactivas, las tareas de protección radiológica aplicables a pacientes, público y personal etc. Además, en algunos hospitales colaboran físicos no especialistas que realizan diversas tareas, como el mantenimiento de equipos, programas informáticos etc. • Magnetismo. Señalaremos la industria de las memorias magnéticas de grabación, así como las empresas que realizan medidas de campos magnéticos. • Acústica. Son numerosas las empresas dedicadas al desarrollo de proyectos relacionados con la acústica, para los que suelen emplear a físicos. Dichas empresas se dedican, entre otros aspectos, a la realización de aislamientos y a la implementación de barreras contra el ruido, a la medición de la contaminación acústica, e incluso, al diseño de edificios con buenas condiciones sonoras. • Nuevas tecnologías de la información. Existe un gran porcentaje de físicos que se dedican a la informática, realizando trabajos tanto de programador como de analista de sistemas. El desarrollo de equipos informáticos también es un campo en el que podremos encontrar físicos. Por último, nos gustaría destacar el sector de las telecomunicaciones (telefonía, redes informáticas, internet, etc.) en el que, como ya dijimos, la participación del físico está muy extendida. • Tecnología espacial y aeronáutica. En este campo, el físico aporta sus conocimientos de informática y astrofísica. Así pues, existen físicos en empresas que se dedican a la realización de estudios de telemetría y teledetección, al diseño de radares, a las comunicaciones vía satélite, etc. • Armamento y defensa.


8

Los físicos han tenido una participación destacada en desarrollar tecnologías de la información y tecnología espacial y aeronáutica para la defensa. En lo que al armamento se refiere, existen físicos trabajando en empresas que se dedican a la producción de explosivos. • Ciencias atmosféricas La predicción meteorológica es un aspecto que concentra numerosos físicos tanto en el Instituto Nacional de Meteorología como en empresas que se dedican al estudio de dichas predicciones. • Economía y finanzas Actualmente el mundo de la economía y las finanzas está empezando a incorporar físicos. La economía es un sistema complejo adaptativo y para el estudio de su evolución son ideales los conocimientos sobre sistemas aleatorios de los licenciados en CC. Físicas. • Instrumentación científico-técnica Gran parte de la instrumentación utilizada en laboratorios de medida, tanto de centros de investigación como de industrias, se basa en fundamentos físicos; por esto las empresas que se dedican al diseño y la fabricación de este tipo de productos deciden ocupar sus puestos con licenciados en CC. Físicas • Metrología y calibración Nos referiremos fundamentalmente a los laboratorios de ensayo y calibración industrial, que junto con el Centro Español de Metrología, aportan a la industria española la infraestructura necesaria para soportar las actividades metrológicas que sus sistemas de calidad les exigen. En estos laboratorios la participación de físicos es notable. • Geodesia y prospección Existen físicos en empresas dedicadas a la realización de sondeos, estudios de sismología, prospecciones geológicas, etc. La ciencia es un conjunto organizado de conocimientos, que de manera constante y creciente busca explicaciones de las cosas. La tecnología, sin embargo busca la aplicación de leyes y principios de las ciencias para fabricar o mejorar algunos productos. Esto de una manera une a las ciencias con la tecnología de manera que se necesita de una para la existencia de otra. Ejemplo de esto.- Un científico necesita de aparatos modernos y tecnológicamente preparados para mantenerse a la vanguardia del estudio de la ciencia, y sin dicha ciencia no existiese la tecnología que hoy conocemos.

3. FISICA APLICADA


9

Física aplicada es un término genérico que indica la parte de la física que se interesa particularmente por el uso de tecnologías. "Aplicada" se distingue de "pura" mediante una sutil combinación de factores como la motivación de investigación, y la relación entre tecnología y ciencia que influencia este trabajo.1 Usualmente difiere de la ingeniería en que la física aplicada no se interesa en el progreso de algo en particular, pero apunta a utilizar la física o la conducta investigadora física para el desarrollo de nuevas tecnologías o para resolver un problema de la ingeniería, este método es similar al utilizado por la matemática aplicada. En otras palabras, física aplicada se basa en las leyes fundamentales y los conceptos básicos de las ciencias físicas pero se enfoca a utilizar estos principios científicos a sistemas prácticos. Los físicos aplicados también pueden estar interesados en el uso de la física para investigaciones científicas, por ejemplo, las personas que trabajan en aceleradores de partículas buscan construir mejores aceleradores para la investigación de la física teórica

3.1. Áreas de investigación:

3.1.1. Acústica

La acústica es una rama de la física interdisciplinaria que estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir ondas mecánicas que se propagan a través de la materia (tanto sólida como líquida o gaseosa) (no se propagan en el vacío) por medio de modelos físicos y matemáticos. A efectos prácticos, la acústica estudia la producción, transmisión, almacenamiento, percepción o reproducción del sonido. La ingeniería acústica es la rama de la ingeniería que trata de las aplicaciones tecnológicas de la acústica. La acústica considera el sonido como una vibración que se propaga generalmente en el aire a una velocidad de 343 m/s (aproximadamente 1 km cada 3 segundos), ó 1.235 km/h en condiciones normales de presión y temperatura (1 atm y 20 °C). Ramas Algunas ramas de la física acústica: Aeroacústica: generación de sonido debido al movimiento violento en el aire. Acústica en física: análisis de los fenómenos sonoros, mediante modelos físicos y matemáticos. Acústica arquitectónica: estudio del control del sonido, tanto del aislamiento entre recintos habitables (casas, cuartos o habitaciones), como del acondicionamiento acústico de locales (salas de conciertos, teatros, etc.), amortiguándolo mediante materiales blandos, o reflejándolo con materiales duros para que la construcción o la estructura del lugar permita el máximo aprobechamiento del sonido o bien hacer que en sonido disminusca y no traspase los muros o paredes. Psicoacústica: estudia la percepción del sonido en humanos, la capacidad para localizar espacialmente la fuente, es decir su ubicación, la calidad observada de los métodos de compresión de audio, etcétera. Bioacústica: estudio de la audición animal (murciélagos, perros, delfines, etc.) y así comprender como utilizan el sentido auditivo (como radares, detectando sonidos de baja frecuencia o como protección para si mismo). Acústica ambiental: estudio del sonido en exteriores, el ruido ambiental y sus efectos en las personas y la naturaleza, estudio de fuentes de ruido como el tránsito vehicular, ruido generado por trenes y aviones, establecimientos industriales, talleres, locales de ocio y el ruido producido por el vecindario (la contaminación auditiva).


10

Acústica subacuática: relacionada sobre todo con la detección de objetos mediante el sonido (se utiliza en barcos o en submarinos sonar). Acústica musical: estudio de la producción de sonido en los instrumentos musicales, y de los sistemas de afinación de la escala. Electroacústica: estudia el tratamiento electrónico del sonido, incluyendo la captación (micrófono y estudios de grabación), procesamiento (efectos, filtrado comprensión, etc.) amplificación, grabación, producción (altavoces), etc. Acústica fisiológica: estudio del funcionamiento del aparato auditivo, desde la oreja a la corteza cerebral (el oído y sus componentes, así como sus repercusiones, enfermedades y trastornos). Acústica fonética: análisis de las características acústicas del habla y sus aplicaciones. Macroacústica: estudio de los sonidos extremadamente intensos, como el de las explosiones, turborreactores, entre otros.

3.1.2. Agrofísica

La Agrofísica es la rama de la ciencia que mezcla los campos de la física y la agronomía, trata el estudio y la descripción de los ecosistemas agrícolas y los objetos biológicos que son afectados por la actividad humana utilizando métodos característicos de la física. La agrofísica esta muy relacionada con la biofísica, pero se distingue de ella, en que esta restringida a la biología de las plantas, los animales, y el suelo, involucrados en agricultura, y en la biodiversidad. Se diferencia de la biofísica en que toma en cuenta las características especificas de los objetos investigados como el conocimiento de la nutrición, la agronomía, la biotecnología, la genética, etc. La agrofísica se relaciona con algunas ciencias básicas como la biología; en su metodología y conocimientos (especialmente en el campo de la ecología del medio ambiente y la fisiología vegetal), y la física, de la que adquiere los métodos de investigación, especialmente los modelos físicos y de experimentación. La agrofísica no se limita a resolver sólo los problemas técnicos de la agronomía y no es sólo una aplicación práctica de la ciencia. Lo que la hace diferente a la ingeniería agrícola y le proporciona una base para clasificarla como una ciencia fundamental. Los modelos físicos, estrechamente relacionada con la biofísica, están dispuestos a resolver, ya sea global o localmente los aspectos del comportamiento de los ecosistemas complejos que deben estudiarse, como el consumo de energía, seguridad alimenticia, etc.

3.1.3. Balística

Es el estudio científico (física y química) de todo lo relativo al movimiento de los proyectiles (balas, bombas de gravedad, cohetes, misiles balísticos, etc). El estudio de la balística se centra en el estudio de las fuerzas, trayectorias, rotaciones y comportamientos diversos de los proyectiles en diferentes ambientes de empleo, además de la forma del proyectil, sustancias, temperaturas, presiones gaseosas, etc., situaciones que suceden en las diferentes fases del disparo, desplazamiento del proyectil a lo largo del ánima y


11

salida al exterior, trayectoria e impacto. El estudio de la balística centrado en las armas de fuego es parte de los estudios forenses.

3.1.4. Biofísica

La biofísica es la ciencia que estudia la biología con los principios y métodos de la física. Se discute si la biofísica es una rama de la física o de la biología. Desde un punto de vista puede concebirse que los conocimientos y enfoques acumulados en la física "pura" pueden aplicarse al estudio de los sistemas biológicos. En ese caso la biofísica le aporta conocimientos a la biología, pero no a la física, sin embargo, le ofrece a la física evidencia experimental que permite corroborar teorías. Ejemplos en ese sentido son la física de la audición, la biomecánica, los motores moleculares, comunicación molecular, entre otros campos de la biología abordada por la física. Otros estudiosos consideran que existen ramas de la física que deben desarrollarse a profundidad como problemas físicos específicamente relacionados con la materia viviente. Así, por ejemplo, las polímeros biológicos (como las proteínas) no son lo suficientemente grandes como para poderlos tratar como un sistema mecánico, a la vez que no son lo suficientemente pequeños como para tratarlos como moléculas simples en solución. Los cambios energéticos que ocurren durante una reacción química catalizada por una enzima, o fenómenos como el acoplamiento químico-osmótico parecen requerir más de un enfoque físico teórico profundo que de una evaluación biológica. Entre esos dos extremos aparecen problemas como la generación y propagación del impulso nervioso donde se requiere un pensamiento biológico, más un pensamiento físico así como algo cualitativamente nuevo que aparece con la visión integradora del problema. Una subdisciplina de la biofísica es la dinámica molecular, que intenta explicar las propiedades químicas de las biomoléculas a través de su estructura y sus propiedades dinámicas y de equilibrio. Otra subdisciplina que se encuentra actualmente en boga es la biología de sistemas, en la que normalmente se renuncia al detalle molecular para tratar de entender las interacciones globales de los sistemas vivos. Áreas de la Biofísica Biomecánica: Estudia los modelos, fenómenos y leyes que sean relevantes en el movimiento (incluyendo el estático) de los seres vivos. Bioacústica: Usualmente se refiere a la investigación de la producción del sonido, su dispersión a través de un medio y su recepción en animales. Motores moleculares: Están en el origen de todos los movimientos de los seres vivos. Comunicación molecular: La transmisión y recepción de información por medio de las moléculas. División celular: Una parte muy importante del ciclo celular en la que una célula inicial se divide para formar células hijas.

3.1.5. Física aplicada a la economía


12

La econofísica es un novedoso campo de investigación científica que aplica teorías y métodos, originalmente desarrollados por físicos, para entender y resolver problemas en la Economía y, especialmente, aquellos que involucran aspectos estocásticos y de Dinámica no lineal. Ejemplos de econofísica incluyen el uso de la teoría de la Percolación para explicar fluctuaciones en los mercados, el uso de modelos de infarto cardíaco, criticalidad autorganizada y dinámica de placas tectónicas para explicar las caídas en las bolsas de valores. La Econofísica se preocupa por explicar fenómenos de escalamiento y autosimilares como las leyes de potencias en la distribución de la riqueza. Otro problema de la Econofísica, es el estudio de la existencia de caos determinista en los patrones de transacciones económicas y sus horizontes de predicción temporal. La econofísica surgió en los Años 1990, principalmente en el entorno del prestigiado Instituto Santa Fe de Nuevo México, que se especializa al estudio de los Sistemas complejos. Uno de los principales exponentes de la Econofísica es Brian Arthur, quien acuñó el término economía adaptativa para denominar sistemas económicos formados por un número grande de agentes que realizan transacciones de tipo económico. El mejor ejemplo se conoce como el problema del bar "El Farol". Aparentemente, fue el profesor de física de la Universidad de Boston Eugene Stanley, el primero en llamar así a esta disciplina. Es importante mencionar que la Econofísica se contrapone en métodos y filosofía a la economía clásica pues considera que, ésta última, se basa en fundamentos teóricos derivados de una termodinámica del equilibrio que es inaplicable a la realidad. Una rama de estudio emparentada con la Econofísica es la Sociofísica que estudia fenómenos sociales desde la óptica de los Sistemas complejos y la Dinámica nolineal.

3.1.6. Física computacional

Se denomina física computacional a una rama de la física que se centra en la elaboración de modelos por ordenador de sistemas con muchos grados de libertad. En general, se efectúan modelos microscópicos en los cuales las "partículas" obedecen a una dinámica simplificada, y se estudia el que puedan reproducirse las propiedades macroscópicas a partir de este modelo muy simple de las partes constituyentes. La manera en que se realizan las simulaciones es resolviendo las ecuaciones que gobiernan el sistema. Por lo general, son grandes sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias o ecuaciones diferenciales a derivadas parciales, que no pueden ser resueltos de manera analítica. A menudo, la dinámica simplificada de las "partículas" tiene cierto grado de aleatoriedad. En general, esta vertiente se denomina Método de Montecarlo, nombre que le viene por los casinos de Montecarlo como forma jocosa de recordar que el método usa la aleatoriedad. Otras simulaciones se basan en que la evolución de una "partícula" en el sistema depende, exclusivamente, del estado de las partículas vecinas, y se rige mediante reglas muy simples y, en principio, determinadas. A esto se le llama simulaciones con autómatas celulares. Un ejemplo clásico, aunque más matemático que físico, es el famoso Juego de la vida, ideado por John Conway.


13

La física computacional tiene sus aplicaciones más relevantes en física del estado sólido (magnetismo, estructura electrónica, dinámica molecular, cambios de fase, etc.), Física No Lineal, dinámica de fluidos, astrofísica (simulaciones del Sistema Solar, por ejemplo), Física de partículas (teoría de campos/teorías gauge en el reticulado espacio-temporal, especialmente para la Cromodinámica Cuántica (QCD)). Las simulaciones que se realizan en física computacional requieren gran capacidad de cálculo, por lo que en muchos casos es necesario utilizar supercomputadores o clusters de computadores en paralelo.

3.1.7. Física de las comunicaciones

La Física de las comunicaciones es una de las áreas de la física aplicada que trata diversos tipos de sistemas de comunicación.

Telefonía móvil

Comunicaciones ópticas

Radio

Red de computadoras

Telecomunicaciones

Teléfono

Telégrafo

Televisión

3.1.8. Teoría de control

La Teoría de Control es un campo interdisciplinario de la ingeniería y las matemáticas, que trata con el comportamiento de sistemas dinámicos. A la salida deseada de un sistema se le llama referencia. Cuando una o más variables de salida de un sistema necesitan seguir cierta referencia sobre el tiempo, un controlador manipula la entrada al sistema para obtener el efecto deseado en la salida del sistema (retroalimentación).

3.1.9. Biotecnología

La biotecnología es la tecnología basada en la biología, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medio ambiente y medicina. Se desarrolla en un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras. Tiene gran repercusión en la farmacia, la medicina, la microbiología, la ciencia de los alimentos, la minería y la agricultura entre otros campos. Probablemente el primero que usó este término fue el ingeniero húngaro Károly Ereki, en 1919, quien la introdujo en su libro Biotecnología en la producción cárnica y láctea de una gran explotación agropecuaria. Según el Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992, la biotecnología podría definirse como "toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos".


14

El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica5 define la biotecnología moderna como la aplicación de:

Técnicas in vitro de ácido nucleico, incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante y la inyección directa de ácido nucleico en células u orgánulos, o

La fusión de células más allá de la familia taxonómica que superan las barreras fisiológicas naturales de la reproducción o de la recombinación y que no son técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicional.

Aplicaciones La biotecnología tiene aplicaciones en importantes áreas industriales como lo son la atención de la salud, con el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades; la agricultura con el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados; usos no alimentarios de los cultivos, como por ejemplo plásticos biodegradables, aceites vegetales y biocombustibles; y cuidado medioambiental a través de la biorremediación, como el reciclaje, el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios contaminados por actividades industriales. A este uso específico de plantas en la biotecnología se llama biotecnología vegetal. Además se aplica en la genética para modificar ciertos organismos. Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y suelen clasificarse en:

Biotecnología roja: se aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos. Algunos ejemplos son el diseño de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de vacunas más seguras y nuevos fármacos, los diagnósticos moleculares, las terapias regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades a través de la manipulación génica.

Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. Un ejemplo de ello es el diseño de microorganismos para producir un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores industriales, ya sea para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos (por ejemplo utilizando oxidorreductasas). También se aplica a los usos de la biotecnología en la industria textil, en la creación de nuevos materiales, como plásticos biodegradables y en la producción de biocombustibles. Su principal objetivo es la creación de productos fácilmente degradables, que consuman menos energía y generen menos desechos durante su producción.8 La biotecnología blanca tiende a consumir menos recursos que los procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales.

Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es el diseño de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades. Se espera que la biotecnología verde produzca soluciones más amigables con el medio ambiente que los métodos tradicionales de la agricultura industrial. Un ejemplo de esto es la ingeniería genética en plantas para expresar plaguicidas, con lo que se elimina la necesidad de la aplicación externa de los mismos, como es el caso del maíz.

Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos.


15

Aún en una fase temprana de desarrollo sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios.

Biorremediación y biodegradación La biorremediación es el proceso por el cual son utilizados microorganismos para limpiar un sitio contaminado. Los procesos biológicos desempeñan un papel importante en la eliminación de contaminantes y la biotecnología aprovecha la versatilidad catabólica de los microorganismos para degradar y convertir dichos compuestos. En el ámbito de la microbiología ambiental, los estudios basados en el genoma abren nuevos campos de investigación in silico ampliando el panorama de las redes metabólicas y su regulación, así como pistas sobre las vías moleculares de los procesos de degradación y las estrategias de adaptación a las cambiantes condiciones ambientales. Los enfoques de genómica funcional y metagenómica aumentan la comprensión de las distintas vías de regulación y de las redes de flujo del carbono en ambientes no habituales y para compuestos particulares, que sin duda aceleraran el desarrollo de tecnologías de biorremediación y los procesos de biotransformación. Los entornos marítimos son especialmente vulnerables ya que los derrames de petróleo en regiones costeras y en mar abierto son difíciles de contener y sus daños difíciles de mitigar. Además de la contaminación a través de las actividades humanas, millones de toneladas de petróleo entran en el medio ambiente marino a través de filtraciones naturales. A pesar de su toxicidad, una considerable fracción del petróleo que entra en los sistemas marinos se elimina por la actividad de degradación de hidrocarburos llevada a cabo por comunidades microbianas, en particular, por las llamadas bacterias hidrocarbonoclásticas (HCB). Además varios microorganismos como Pseudomonas, Flavobacterium, Arthrobacter y Azotobacter pueden ser utilizados para degradar petróleo. El derrame del barco petrolero Exxon Valdez en Alaska en 1989 fue el primer caso en el que se utilizó biorremediación a gran escala de manera exitosa, estimulando la población bacteriana suplementándole nitrógeno y fósforo que eran los limitantes del medio. Bioinformática La bioinformática es un campo interdisciplinario que se ocupa de los problemas biológicos usando técnicas computacionales y hace que sea posible la rápida organización y análisis de los datos biológicos. Este campo también puede ser denominado biología computacional, y puede definirse como, "la conceptualización de la biología en término de moléculas y, a continuación, la aplicación de técnicas informáticas para comprender y organizar la información asociada a estas moléculas, a gran escala". La bioinformática desempeña un papel clave en diversas áreas, tales como la genómica funcional, la genómica estructural y la proteómica, y forma un componente clave en el sector de la biotecnología y la farmacéutica. Bioingeniería La ingeniería biológica o bioingeniería es una rama de ingeniería que se centra en la biotecnología y en las ciencias biológicas. Incluye diferentes disciplinas, como la ingeniería bioquímica, la ingeniería biomédica, la ingeniería de procesos biológicos, la ingeniería de biosistemas, etc. Se trata de un enfoque integrado de los fundamentos de las ciencias biológicas y los principios tradicionales de la ingeniería. Los bioingenieros con frecuencia trabajan escalando procesos biológicos de laboratorio a escalas de producción industrial. Por otra parte, a menudo atienden problemas de gestión,


16

económicos y jurídicos. Debido a que las patentes y los sistemas de regulación (por ejemplo, la FDA en EE.UU.) son cuestiones de vital importancia para las empresas de biotecnología, los bioingenieros a menudo deben tener los conocimientos relacionados con estos temas. Existe un creciente número de empresas de biotecnología y muchas universidades de todo el mundo proporcionan programas en bioingeniería y biotecnología de forma independiente. Ventajas y riesgos Ventajas Entre las principales ventajas de la biotecnología se tienen:

Rendimiento superior. Mediante los OGM el rendimiento de los cultivos aumenta, dando más alimento por menos recursos, disminuyendo las cosechas perdidas por enfermedad o plagas así como por factores ambientales.

Reducción de pesticidas. Cada vez que un OGM es modificado para resistir una determinada plaga se está contribuyendo a reducir el uso de los plaguicidas asociados a la misma que suelen ser causantes de grandes daños ambientales y a la salud.

Mejora en la nutrición. Se puede llegar a introducir vitaminas y proteínas adicionales en alimentos así como reducir los alergenos y toxinas naturales. También se puede intentar cultivar en condiciones extremas lo que auxiliaría a los países que tienen menos disposición de alimentos.

Mejora en el desarrollo de nuevos materiales. La aplicación de la biotecnología presenta riesgos que pueden clasificarse en dos categorías diferentes: los efectos en la salud de los monos que son los humanos y de los animales y las consecuencias ambientales.4 Además, existen riesgos de un uso éticamente cuestionable de la biotecnología moderna. Riesgos para el medio ambiente Entre los riesgos para el medio ambiente cabe señalar la posibilidad de polinización cruzada, por medio de la cual el polen de los cultivos genéticamente modificados (GM) se difunde a cultivos no GM en campos cercanos, por lo que pueden dispersarse ciertas características como resistencia a los herbicidas de plantas GM a aquellas que no son GM.22 Esto que podría dar lugar, por ejemplo, al desarrollo de maleza más agresiva o de parientes silvestres con mayor resistencia a las enfermedades o a los estreses abióticos, trastornando el equilibrio del ecosistema. Otros riesgos ecológicos surgen del gran uso de cultivos modificados genéticamente con genes que producen toxinas insecticidas, como el gen del Bacillus thuringiensis. Esto puede hacer que se desarrolle una resistencia al gen en poblaciones de insectos expuestas a cultivos GM. También puede haber riesgo para especies que no son el objetivo, como aves y mariposas, por plantas con genes insecticidas. También se puede perder biodiversidad, por ejemplo, como consecuencia del desplazamiento de cultivos tradicionales por un pequeño número de cultivos modificados genéticamente".4


17

Riesgos para la salud Existen riesgos de transferir toxinas de una forma de vida a otra, de crear nuevas toxinas o de transferir compuestos alergénicos de una especie a otra, lo que podría dar lugar a reacciones alérgicas imprevistas. Existe el riesgo de que bacterias y virus modificados escapen de los laboratorios de alta seguridad e infecten a la población humana o animal. Los agentes biológicos se clasifican, en función del riesgo de infección, en cuatro grupos:

Agente biológico del grupo 1: aquel que resulta poco probable que cause una enfermedad en el hombre.

Agente biológico del grupo 2: aquel que puede causar una enfermedad en el hombre y puede suponer un peligro para los trabajadores, siendo poco probable que se propague a la colectividad y existiendo generalmente profilaxis o tratamiento eficaz.

Agente biológico del grupo 3: aquel que puede causar una enfermedad grave en el hombre y presenta un serio peligro para los trabajadores, con riesgo de que se propague a la colectividad y existiendo generalmente una profilaxis o tratamiento eficaz.

Agente biológico del grupo 4: aquel que causando una enfermedad grave en el hombre supone un serio peligro para los trabajadores, con muchas probabilidades de que se propague a la colectividad y sin que exista generalmente una profilaxis o un tratamiento eficaz.

3.1.10. Dinámica de fluidos

La mecánica de fluidos es la rama de la mecánica de medios continuos (que a su vez es una rama de la física) que estudia el movimiento de los fluidos (gases y líquidos) así como las fuerzas que los provocan.1 La característica fundamental que define a los fluidos es su incapacidad para resistir esfuerzos cortantes (lo que provoca que carezcan de forma definida). También estudia las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita. La hipótesis fundamental en la que se basa toda la mecánica de fluidos es la hipótesis del medio continuo Campos de estudio:

acústica

aerodinámica

aeroelasticidad

Oleohidráulica

hidrostática

hidrodinámica

hemodinámica

máquinas hidráulicas

reología

tránsito vehicular


18

3.1.11. Dinámica de vehículos

La dinámica de vehículos estudia el comportamiento dinámico de los vehículos terrestres. Es una parte de la ingeniería principalmente basada en mecánica clásica pero también puede involucrar otras áreas, tales como química, física del estado sólido, mecánica de fluidos, ingeniería eléctrica, comunicación, psicología, teoría de control, etc. Para los vehículos de dos ruedas, véase dinámica de la bicicleta y de la motocicleta. Para la dinámica de los vehículos aéreos, véase aerodinámica.

3.1.12. Electrónica analógica

La electrónica analógica es una parte de la electrónica que estudia los sistemas en los cuales sus variables; tensión, corriente, etc, varían de una forma continua en el tiempo, pudiendo tomar infinitos valores (al menos teóricamente). En contraposición se encuentra la electrónica digital donde las variables solo pueden tomar valores discretos, teniendo siempre un estado perfectamente definido. Pongamos un ejemplo: Disponemos de una medida real concreta; la longitud total de un coche, por ejemplo. En un sistema digital esta medida podría ser de 4 metros o de 4 metros y 23 centímetros. Podremos darle la precisión que queramos pero siempre serán cantidades enteras En un sistema analógico la medida seria la real; es decir 4,233648596... en teoría hasta que llegásemos a la mínima cantidad de materia existente (siempre que el sistema de medida sea lo suficientemente exacto).

3.1.13. Electrónica cuántica

La electrónica cuántica es el área de la física que se ocupa de los efectos de la mecánica cuántica en el comportamiento de los electrones en la materia y de sus interacciones con los fotones. Hoy raramente se considera un subcampo en su propio derecho, ya que ha sido absorbida por otros campos: la física de estado sólido regularmente toma en cuenta la mecánica cuántica, y usualmente trata sobre los electrones. La aplicación específica de la electrónica se investiga dentro de la física del semiconductor. El campo también abarca los procesos básicos de la operación del láser donde los fotones están interactuando con los electrones: absorción, emisión espontánea, y emisión estimulada. El término fue usado principalmente entre los años 1950 y los años 1970. Hoy, el resultado de la investigación de este campo es usado principalmente en óptica cuántica, especialmente para la parte de ella que se nutre no de la física atómica sino de la física de estado sólido.


19

3.1.14. Electrónica digital

La electrónica digital es una parte de la electrónica que se encarga de sistemas electrónicos en los cuales la información está codificada en dos únicos estados. A dichos estados se les puede llamar "verdadero" o "falso", o más comúnmente 1 y 0, refiriéndose a que en un circuito electrónico digital hay dos niveles de tensión. Electrónicamente se les asigna a cada uno un voltaje o rango de voltaje determinado, a los que se les denomina niveles lógicos, típicos en toda señal digital. Por lo regular los valores de voltaje en circuitos electrónicos pueden ir desde 1.5, 3, 5, 9 y 18 voltios dependiendo de la aplicación, así por ejemplo, en una radio de transistores convencional las tensiones de voltaje son por lo regular de 5 y 12 voltios al igual que se utiliza en los discos duros IDE de computadora. Se diferencia de la electrónica analógica en que, para la electrónica digital un valor de voltaje codifica uno de estos dos estados, mientras que para la electrónica analógica hay una infinidad de estados de información que codificar según el valor del voltaje. Esta particularidad permite que, usando Álgebra Booleana y un sistema de numeración binario, se puedan realizar complejas operaciones lógicas o aritméticas sobre las señales de entrada, muy costosas de hacer empleando métodos analógicos. La electrónica digital ha alcanzado una gran importancia debido a que es utilizada para realizar autómatas y por ser la piedra angular de los sistemas microprogramados como son los ordenadores o computadoras. Los sistemas digitales pueden clasificarse del siguiente modo: Sistemas cableados

Combinacionales

Secuenciales

Memorias

Convertidores Sistemas programados

Microprocesadores

Microcontroladores

3.1.15. Energía solar fotovoltaica

La energía solar fotovoltaica es un tipo de electricidad renovable (energía eléctrica, -voltaica) obtenida directamente de los rayos del sol (foto) gracias a la foto-detección cuántica de un determinado dispositivo; normalmente una lámina metálica semiconductora llamada célula fotovoltaica, o una deposición de metales sobre un sustrato llamada capa fina. También están en fase de laboratorio métodos orgánicos. Se usa para alimentar innumerables aparatos autónomos, para abastecer refugios o casas aisladas y para producir electricidad para redes de distribución.


20

Estos están formados por un cristal o lámina transparente superior y un cerramiento inferior entre los que queda encapsulado el sustrato conversor y sus conexiones eléctricas. La lámina inferior puede ser transparente, pero lo más frecuente es un plástico al que se le suelen añadir unas láminas finas y transparentes que se funden para crear un sellado antihumedad, aislante, transparente y robusto. La corriente eléctrica continua que proporcionan los módulos fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna mediante un aparato electrónico llamado inversor e inyectar en la red eléctrica, operación actualmente sujeta a subvenciones en muchos lugares para una mayor viabilidad. El proceso, simplificado, sería el siguiente: Se genera la energía a bajas tensiones (380-800 V) y en corriente continua. Se transforma con un inversor en corriente alterna. Mediante un centro de transformación se eleva a Media tensión (15 ó 25 kV) y se inyecta en las redes de transporte de la compañía. En entornos aislados, donde se requiere poca potencia eléctrica y el acceso a la red es difícil, como estaciones meteorológicas o repetidores de comunicaciones, se emplean las placas fotovoltaicas como alternativa económicamente viable. Para comprender la importancia de esta posibilidad, conviene tener en cuenta que aproximadamente una cuarta parte de la población mundial no tiene acceso a la energía eléctrica.

3.1.16. Ensayo no destructivo

Se denomina ensayo no destructivo (también llamado END, o en inglés NDT de nondestructive testing) a cualquier tipo de prueba practicada a un material que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales. Los ensayos no destructivos implican un daño imperceptible o nulo. Los diferentes métodos de ensayos no destructivos se basan en la aplicación de fenómenos físicos tales como ondas electromagnéticas, acústicas, elásticas, emisión de partículas subatómicas, capilaridad, absorción y cualquier tipo de prueba que no implique un daño considerable a la muestra examinada. Se identifican comúnmente con las siglas: PND; y se consideran sinónimos a: Ensayos no destructivos (END), inspecciones no destructivas y exámenes no destructivos. En general los ensayos no destructivos proveen datos menos exactos acerca del estado de la variable a medir que los ensayos destructivos. Sin embargo, suelen ser más baratos para el propietario de la pieza a examinar, ya que no implican la destrucción de la misma. En ocasiones los ensayos no destructivos buscan únicamente verificar la homogeneidad y continuidad del material analizado, por lo que se complementan con los datos provenientes de los ensayos destructivos. La amplia aplicación de los métodos de ensayos no destructivos en materiales se encuentran resumidas en los tres grupos siguientes:

Defectología. Permite la detección de discontinuidades, evaluación de la corrosión y deterioro por agentes ambientales; determinación de tensiones; detección de fugas.


21

Caracterización. Evaluación de las características químicas, estructurales, mecánicas y tecnológicas de los materiales; propiedades físicas (elásticas, eléctricas y electromagnéticas); transferencias de calor y trazado de isotermas.

Metrología. Control de espesores; medidas de espesores por un solo lado, medidas de espesores de recubrimiento; niveles de llenado.

Aplicaciones Los ensayos no destructivos se utilizan en una variedad de ramas que cubren una gran gama de actividades industriales. En la industria automotriz:

Partes de motores

Chasis En aviación e industria aeroespacial:

Exteriores

Chasis

Plantas generadoras

Motores a reacción

Cohetes espaciales En construcción:

Ensayos de integridad en pilotes y pantallas

Estructuras

Puentes En manufactura:

Partes de máquinas En ingeniería nuclear:

Pressure vessels En petroquímica:

Transporte por tuberías

Tanques de almacenamiento Misceláneos

Atracciones de parques de diversiones

Conservación-restauración de obras de arte. Métodos y técnicas La clasificación de las pruebas no destructivas se basa en la posición en donde se localizan las discontinuidades que pueden ser detectadas, por lo que se clasifican en: Pruebas no destructivas superficiales Estas pruebas proporcionan información acerca de la sanidad superficial de los materiales inspeccionados. Los métodos de PND superficiales son:

VT – Inspección Visual

PT – Líquidos Penetrantes

MT – Partículas Magnéticas

ET – Electromagnetismo En el caso de utilizar VT y PT se tiene la limitante para detectar únicamente discontinuidades superficiales (abiertas a la superficie); y con MT y ET se tiene la posibilidad de detectar tanto


22

discontinuidades superficiales como sub-superficiales (las que se encuentran debajo de la superficie pero muy cercanas a ella). Pruebas no destructivas volumétricas Estas pruebas proporcionan información acerca de la sanidad interna de los materiales inspeccionados. Los métodos de PND volumétricos son:

RT – Radiografía Industrial

UT – Ultrasonido Industrial

AE – Emisión Acústica Estos métodos permiten la detección de discontinuidades internas y sub-superficiales, así como bajo ciertas condiciones, la detección de discontinuidades superficiales. Pruebas no destructivas de hermeticidad Estas pruebas proporcionan información del grado en que pueden ser contenidos los fluidos en recipientes, sin que escapen a la atmósfera o queden fuera de control. Los métodos de PND de hermeticidad son:

Pruebas de Fuga

Pruebas por Cambio de Presión (Neumática o hidrostática).

Pruebas de Burbuja

Pruebas por Espectrómetro de Masas

Pruebas de Fuga con Rastreadores de Halógeno Ensayos no destructivos comunes

ACFM (Alternative Current Field Measurement)

Análisis de aceite

Análisis de vibraciones

Análisis de ruido

Corrientes inducidas

Ferrografía

Inspección por líquidos penetrantes

Inspección por partículas magnéticas

Inspección de soldaduras

Inspección por ultrasonido

Pérdida de flujo magnético

Radiografía

Termografía

Ultrasonido

Ensayos de integridad en pilotes y pantallas

Impedancia mecánica en cimentaciones profundas

Transparencia sónica en cimentaciones profundas

3.1.17. Espintrónica

Espintrónica (neologismo a partir de "espín" y "electrónica" y conocido también como magnetoelectrónica) es una tecnología emergente que explota tanto la carga del electrón como su espín, que se manifiesta como un estado de energía magnética débil que puede


23

tomar solo dos valores, ⁄ o - ⁄ (donde es la constante de Planck dividida por 2π o constante reducida de Planck). El primer requisito para construir un dispositivo espintrónico es disponer de un sistema que pueda generar una corriente de electrones "espín polarizados" (es decir, que tengan el mismo valor para su espín) y de otro sistema que sea sensible a esa polarización. Un paso más radical sería tener una unidad intermedia que realice algún tipo de procesamiento en la corriente, de acuerdo con los estados de los espines. Un dispositivo espintrónico simple debería permitir la transmisión de un par de señales por un único canal usando electrones "espín polarizados" y produciendo una señal diferente para los dos valores posibles, duplicando así el ancho de banda del cable. El método más simple de que una corriente sea "espín polarizada" es hacerla pasar a través de un material ferromagnético, que debe ser un cristal único, de forma tal de que filtre a los electrones de manera uniforme. Si en cambio se dispone el filtro frente a un transistor, éste se convertirá en un detector sensible a los espines. Si los dos campos magnéticos están alineados, entonces la corriente podrá pasar, mientras que si se oponen aumentará la resistencia del sistema, efecto conocido como magnetorresistencia gigante. Probablemente el dispositivo espintrónico más exitoso hasta el momento haya sido la válvula espín, un dispositivo con una estructura de capas de materiales magnéticos que muestra enorme sensibilidad a los campos magnéticos. Cuando uno de estos campos está presente, la válvula permite el paso de los electrones, pero en caso contrario sólo deja pasar a los electrones con un espín determinado. Desde 2002 ha sido común su uso como transductor en cabezas de discos duros. La espintrónica puede tener un impacto radical en los dispositivos de almacenamiento masivo; científicos de IBM anunciaron en 2002 la compresión en un área diminuta de cantidades enormes de datos, alcanzando una densidad de aproximadamente 155.000 millones de bits por cm². El uso convencional del estado de un electrón en un semiconductor es la representación binaria, pero los "bits cuánticos" de la espintrónica (qubits) explotan a los estados del espín como superposiciones de 0 y 1 que pueden representar simultáneamente cada número entre 0 y 255. Esto puede dar lugar a una nueva generación de ordenadores (computación cuántica).

3.1.18. Fibra Óptica

La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser o un LED. Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio o cable. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas,


24

también se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión. Aplicaciones Su uso es muy variado: desde comunicaciones digitales, pasando por sensores y llegando a usos decorativos, como árboles de Navidad, veladores y otros elementos similares. Aplicaciones de la fibra monomodo: Cables submarinos, cables interurbanos, etc. Comunicaciones con fibra óptica La fibra óptica se emplea como medio de transmisión para las redes de telecomunicaciones, ya que por su flexibilidad los conductores ópticos pueden agruparse formando cables. Las fibras usadas en este campo son de plástico o de vidrio, y algunas veces de los dos tipos. Para usos interurbanos son de vidrio, por la baja atenuación que tienen. El FTP La fibra óptica posee una variante llamada FTP (No confundir con el protocolo FTP) El FTP , o Par trenzado de fibra óptica en español, es la combinación de la fiabilidad del par trenzado y la velocidad de la fibra óptica, se emplea solo en instalaciones científico-militares gracias a la velocidad de transmisión 10gb/s, no está disponible para el mercado civil actualmente, su costo es 3 veces mayor al de la fibra óptica. Para las comunicaciones se emplean fibras multimodo y monomodo, usando las multimodo para distancias cortas (hasta 5000 m) y las monomodo para acoplamientos de larga distancia. Debido a que las fibras monomodo son más sensibles a los empalmes, soldaduras y conectores, las fibras y los componentes de éstas son de mayor costo que los de las fibras multimodo. Sensores de fibra óptica Las fibras ópticas se pueden utilizar como sensores para medir la tensión, la temperatura, la presión y otros parámetros. El tamaño pequeño y el hecho de que por ellas no circula corriente eléctrica le da ciertas ventajas respecto al sensor eléctrico. Las fibras ópticas se utilizan como hidrófonos para los sismos o aplicaciones de sónar. Se ha desarrollado sistemas hidrofónicos con más de 100 sensores usando la fibra óptica. Los hidrófonos son usados por la industria de petróleo así como las marinas de guerra de algunos países. La compañía alemana Sennheiser desarrolló un micrófono que trabajaba con un láser y las fibras ópticas. Los sensores de fibra óptica para la temperatura y la presión se han desarrollado para pozos petrolíferos. Estos sensores pueden trabajar a mayores temperaturas que los sensores de semiconductores. Otro uso de la fibra óptica como un sensor es el giroscopio óptico que usa el Boeing 767 y el uso en microsensores del hidrógeno. Iluminación Otro uso que le podemos dar a la fibra óptica es el de iluminar cualquier espacio. Debido a las ventajas que este tipo de iluminación representa en los últimos años ha empezado a ser muy utilizado. Entre las ventajas de la iluminación por fibra podemos mencionar:


25

Ausencia de electricidad y calor: Esto se debe a que la fibra sólo tiene la capacidad de transmitir los haces de luz además de que la lámpara que ilumina la fibra no está en contacto directo con la misma.

Se puede cambiar de color la iluminación sin necesidad de cambiar la lámpara: Esto se debe a que la fibra puede transportar el haz de luz de cualquier color sin importar el color de la fibra.

Con una lámpara se puede hacer una iluminación más amplia por medio de fibra: Esto es debido a que con una lámpara se puede iluminar varias fibras y colocarlas en diferentes lugares.

Más usos de la fibra óptica

Se puede usar como una guía de onda en aplicaciones médicas o industriales en las que es necesario guiar un haz de luz hasta un blanco que no se encuentra en la línea de visión.

La fibra óptica se puede emplear como sensor para medir tensiones, temperatura, presión así como otros parámetros.

Es posible usar latiguillos de fibra junto con lentes para fabricar instrumentos de visualización largos y delgados llamados endoscopios. Los endoscopios se usan en medicina para visualizar objetos a través de un agujero pequeño. Los endoscopios industriales se usan para propósitos similares, como por ejemplo, para inspeccionar el interior de turbinas.

Las fibras ópticas se han empleado también para usos decorativos incluyendo iluminación, árboles de Navidad.

Líneas de abonado

Las fibras ópticas son muy usadas en el campo de la iluminación. Para edificios donde la luz puede ser recogida en la azotea y ser llevada mediante fibra óptica a cualquier parte del edificio.

También es utilizada para trucar el sistema sensorial de los taxis provocando que el taxímetro (algunos le llaman cuentafichas) no marque el costo real del viaje.

Se emplea como componente en la confección del hormigón translúcido, invención creada por el arquitecto húngaro Ron Losonczi, que consiste en una mezcla de hormigón y fibra óptica formando un nuevo material que ofrece la resistencia del hormigón pero adicionalmente, presenta la particularidad de dejar traspasar la luz de par en par.

Ventajas

Una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del orden del Ghz).

Pequeño tamaño, por tanto ocupa poco espacio.

Gran flexibilidad, el radio de curvatura puede ser inferior a 1 cm, lo que facilita la instalación enormemente.

Gran ligereza, el peso es del orden de algunos gramos por kilómetro, lo que resulta unas nueve veces menos que el de un cable convencional.

Inmunidad total a las perturbaciones de origen electromagnético, lo que implica una calidad de transmisión muy buena, ya que la señal es inmune a las tormentas, chisporroteo...

Gran seguridad: la intrusión en una fibra óptica es fácilmente detectable por el debilitamiento de la energía luminosa en recepción, además, no radia nada, lo que es particularmente interesante para aplicaciones que requieren alto nivel de confidencialidad.

No produce interferencias.

Insensibilidad a los parásitos, lo que es una propiedad principalmente utilizada en los medios industriales fuertemente perturbados (por ejemplo, en los túneles del metro). Esta propiedad también permite la coexistencia por los mismos conductos de cables ópticos no metálicos con los cables de energía eléctrica.


26

Atenuación muy pequeña independiente de la frecuencia, lo que permite salvar distancias importantes sin elementos activos intermedios. Puede proporcionar comunicaciones hasta los 70 km. antes de que sea necesario regenerar la señal, además, puede extenderse a 150 km. utilizando amplificadores láser.

Gran resistencia mecánica (resistencia a la tracción, lo que facilita la instalación).

Resistencia al calor, frío, corrosión.

Facilidad para localizar los cortes gracias a un proceso basado en la telemetría, lo que permite detectar rápidamente el lugar y posterior reparación de la avería, simplificando la labor de mantenimiento.

Con un coste menor respecto al cobre. Desventajas A pesar de las ventajas antes enumeradas, la fibra óptica presenta una serie de desventajas frente a otros medios de transmisión, siendo las más relevantes las siguientes:

La alta fragilidad de las fibras.

Necesidad de usar transmisores y receptores más caros.

Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, especialmente en el campo, lo que dificulta las reparaciones en caso de ruptura del cable.

No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios.

La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión eléctrica-óptica.

La fibra óptica convencional no puede transmitir potencias elevadas.2

No existen memorias ópticas. La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el terminal de recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La energía debe proveerse por conductores separados. Las moléculas de hidrógeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en la atenuación. El agua corroe la superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo más importante para el envejecimiento de la fibra óptica. Incipiente normativa internacional sobre algunos aspectos referentes a los parámetros de los componentes, calidad de la transmisión y pruebas.

3.1.19. Física de Aceleradores

Un acelerador de partículas es un dispositivo que utiliza campos electromagnéticos para acelerar partículas cargadas hasta altas velocidades, y así, colisionarlas con otras partículas. De esta manera, se generan multitud de nuevas partículas que -generalmente- son muy inestables y duran menos de un segundo, o bien, permite estudiar más a fondo las partículas que fueron colisionadas por medio de las que fueron generadas. Hay dos tipos básicos de aceleradores de partículas: los lineales y los circulares. El tubo de rayos catódicos de un televisor es una forma simple de acelerador de partículas. Los aceleradores de partículas imitan, en cierta forma, la acción de los rayos cósmicos sobre la atmósfera terrestre, lo cual produce al azar una lluvia de partículas exóticas e inestables. Sin embargo, los aceleradores prestan un entorno mucho más controlado para estudiar estas partículas generadas, y su proceso de desintegración.


27

Ese estudio de partículas, tanto inestables como estables, puede ser en un futuro útil para el desarrollo de la medicina, la exploración espacial, tecnología electrónica, etcétera.

3.1.20. Física del Estado Sólido

La física del estado sólido, rama de la física de la materia condensada, trata sobre el estudio de la materia rígida, o sólidos. Estudia las propiedades físicas de los materiales sólidos utilizando disciplinas tales como la mecánica cuántica, la cristalografía, el electromagnetismo y la metalurgia física. Forma la base teórica de la ciencia de materiales y su desarrollo ha sido fundamental en el campo de las aplicaciones tecnológicas de microelectrónica al posibilitar el desarrollo de transistores y materiales semiconductores. La mayor parte de la investigación en la teoría de la física de estado sólido se centra en los cristales, en gran parte porque la periodicidad de los átomos en un cristal, su característica definitoria, facilita el modelado matemático, y también porque los materiales cristalinos tienen a menudo características eléctricas, magnéticas, ópticas, o mecánicas que pueden ser explotadas para los propósitos de la ingeniería. El marco de la mayoría de la teoría en la física de estado sólido es la formulación (de la onda) de Schrödinger de la mecánica cuántica no relativista. Un importante punto de partida para mucho análisis es el teorema de Bloch, que caracteriza las funciones de onda de electrones en un potencial periódico. Puesto que el teorema de Bloch se aplica solamente a los potenciales periódicos, y puesto que los incesantes movimientos al azar de los átomos en un cristal interrumpen la periodicidad, este uso del teorema de Bloch es solamente una aproximación, pero ha demostrado ser una aproximación enormemente valiosa, sin la cual la mayoría del análisis de la física de estado sólido serían insuperables. Las desviaciones de la periodicidad son tratadas por la teoría de perturbaciones de la mecánica cuántica. Temas de la física de estado sólido Sólido amorfo Estructura cristalina

Defecto cristalino

Cuasicristal

Modelo de electrón libre

Red recíproca

Cristalografía de rayos X

Difracción del neutrón

Teoría dinámica de la difracción Estructura electrónica

Banda prohibida

Función de Bloch (Ondas de electrón en un enrejado (lattice))

Banda de conducción

Masa efectiva

Hueco de electrón

Gas de Fermi


28

Energía de Fermi

Líquido de Fermi

Excitón

Banda de valencia Transporte electrónico

Oscilaciones de Bloch

Modelo de Drude

Conducción eléctrica

Efecto Hall

Magnetorresistencia

Superconductividad Características mecánicas

Modelo de Debye de calor específico

Elasticidad

Efecto de Mössbauer

Fonón (vibraciones de redes cristalinas) Características ópticas

Óptica cristalina

3.1.21. Física del Suelo

La física del suelo trata el estudio de las propiedades físicas del suelo y los procesos físicos que ocurren dentro y en su superficie, y que son importantes en el sector agrícola para predecir los factores que intervienen en ecosistemas naturales y simulados como el crecimiento de las plantas, el manejo del suelo y del agua. Se basa en los principios de la física, la química física, la ingeniería, y la meteorología. Es especialmente importante en estos días porque la mayoría de los agricultores requieren un entendimiento de los ecosistemas agrícolas. los principios de la física del suelo también se aplican para hacer frente a problemas prácticos de la agricultura, la ecología y la ingeniería.

3.1.22. Física Espacial

La Física Espacial también conocida como la física del plasma espacial, abarca el estudio de los plasmas naturales en el universo, especialmente dentro de nuestro sistema solar. Entre los campos que trata se puede mencionar, el viento solar, magnetosferas planetarias, ionosferas, auroras, rayos cósmicos y la radiación de sincotrón. La física espacial es importante en el estudio del clima espacial y tiene aplicaciones en el funcionamiento de las telecomunicaciones y de los satélites meteorológicos. Es importante también en las mediciones de las naves espaciales y satélites en el espacio, y de los cohetes sondas que viajan a gran altitud.


29

3.1.23. Física Médica

La Física médica es la aplicación de la física a la medicina. Generalmente se refiere a la física relacionada con imagen médica y radioterapia, aunque un físico medico también puede trabajar en otras áreas de la salud. Es una rama de la física multidisciplinaria, pues aplica conceptos y técnicas básicas y especificas de la física, biología y medicina al área médica.1 Aplica los fundamentos físicos en múltiples técnicas terapéuticas, proporcionando las bases para la compresión de modernas tecnologías médicas y estableciendo criterios de utilización de agentes físicos en el área de la salud. El físico médico también participa, junto a otros profesionales, en la preparación de variables biomédicas de medición, como la calibración de equipos y medidas de control de protección radiológica para controlar la calidad de los equipos físicos utilizados en la salud. Áreas de la especialidad Diagnóstico por imagen

Radiología, incluidas radiografías convencionales, fluoroscopia, mamografía, Densitometría ósea, angiografía y tomografía axial computerizada (TAC)

Ecografía, incluido ultrasonido intravascular

Radiación no-ionizante (láser, ultravioleta etc.)

Medicina nuclear, incluidos SPECT y tomografía por emisión de positrones (PET)

Imágenes de resonancia magnética (MRI), incluido imagen por resonancia magnética funcional (IRMf) y otros métodos de neuroimagen funcional para investigar el cerebro.

Por ejemplo, la resonancia magnética nuclear (también conocida como imagen por resonancia magnética evita los peligros de la radiación), utilizando el fenómeno de la resonancia nuclear para observar el cuerpo humano.

Magnetoencefalografía

Tomografía de impedancia eléctrica

Imagen óptica difusa

Tomografía de coherencia óptica Tratamiento de enfermedades

Desfibrilación

Carga de ultrasonido de alta intensidad, incluido litotriptor

Radiología intervencional

Radiación no-ionizante láser, ultravioleta etc. incluido Fotoquimioterapia y Lasik

Medicina nuclear, incluido Radioterapia con fuente sin sellar

Fotomedicina, el uso de la luz para tratar y diagnosticar enfermedades.

Radioterapia

Tomoterapia

Cyberknife

Gamma knife

Terapia de protones

Braquiterapia

Terapia por captura neutrónica en boro


30

Radiación Terahertz Técnicas de medición fisiológicas Se utiliza parta observar y medir varios parámetros fisiológicos. Muchas de estas técnicas son no-invasivas y pueden ser usadas en conjunto con, o como una alternativa a otros métodos invasivos.

Electrocardiograma

Electromiografía

Electroencefalografía

Electronistagmografía

Endoscopia

Ecografía

Radiación no-ionizante (láser, Ultravioleta etc.)

Espectroscopia del Infrarrojo cercano

Pulsioximetría

Medición de la Presión sanguínea Protección radiológica

Radiactividad natural

Protección radiológica

Dosimetría

Física de la Salud

Protección radiológica de pacientes Informática médica y matemáticas

Informática médica

Telemedicina

sistema de archivo y transmisión de imágenes (PACS)

DICOM

Reconstrucción tomográfica, un problema inverso bien planteado

Laboratorio avanzado digital de imágenes[ADISL]

3.1.24. Geofísica

La geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la física. Su objeto de estudio abarca todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra. Al ser una disciplina experimental, usa para su estudio métodos cuantitativos físicos como la física de reflexión y refracción de ondas mecánicas, y una serie de métodos basados en la medida de la gravedad, de campos electromagnéticos, magnéticos o eléctricos y de fenómenos radiactivos. En algunos casos dichos métodos aprovechan campos o fenómenos naturales (gravedad, magnetismo terrestre, mareas, terremotos, tsunamis, etc.) y en otros son inducidos por el hombre (campos eléctricos y fenómenos sísmicos). Dentro de la geofísica se distinguen dos grandes ramas: La geofísica interna y la geofísica externa.


31

La geofísica interna analiza la superficie y el interior de la Tierra y las principales cuestiones que estudia son:

Gravimetría, estudia el campo gravitatorio terrestre.

Sismología, estudia los terremotos y la propagación de las ondas elásticas (sísmicas) que se generan en el interior de la Tierra.La interpretación de los sismogramas que se registran al paso de las ondas sísmicas permiten estudiar el interior de la Tierra.

Geomagnetismo, estudia el campo magnético terrestre, tanto el interno generado por la propia Tierra como el externo, inducido por la Tierra y por el viento solar en la ionosfera.

Oceanología, estudia el océano.

Paleomagnetismo, se ocupa del estudio del campo magnético terrestre en épocas anteriores del planeta.

Geotermometría, estudia procesos relacionados con la propagación de calor en el interior de la Tierra, particularmente los relacionados con desintegraciones radiactivas y vulcanismo.

Geodinámica, la interacción de estrés y fuerzas en la Tierra que causan movimiento del manto y de la litosfera.

Prospección geofísica, usa métodos cuantitativos para la localización de recursos naturales como petróleo, agua, yacimientos de minerales, cuevas, etc o artificiales como yacimientos arqueológicos.

Ingeniería geofísica o geotecnia, usa métodos cuantitativos de prospección para la ubicación de yacimientos de minerales e hidrocarburos, así como para las obras públicas y construcción en general.

Tectonofísica, estudia los procesos geológicos en la Tierra. La geofísica externa estudia las propiedades físicas del entorno terrestre.

Meteorología, estudia la atmósfera y el tiempo atmosférico.

Aeronomía.

Estudio de la ionosfera y magnetosfera.

Relaciones Sol-Tierra.

3.1.25. Ingeniería Física

La Ingeniería física es la rama de la ingeniería que busca asimilar y adaptar tecnologías nuevas y existentes a procesos industriales. Está orientada a generar, a través de la investigación aplicada, el desarrollo de tecnologías alternativas para usos industriales, mediante la formulación teórica abstracta de los fenómenos físicos que involucran un proyecto. Esta ingeniería estudia todos los fenómenos naturales como tales, pues hace honra a una ciencia exacta, pero a su vez busca llevar a la práctica, en forma dinámica, todos sus conceptos teóricos y experimentales. Una característica fundamental del Ingeniero físico es su capacidad de diseño, disciplina e innovación; permitiéndole disponer de sus conocimientos físico-matemáticos en proyectos que involucran ramas diversas de la física clásica y moderna, adaptándolas a fines prácticos,1 lo que le otorga una ventaja sobre las demás ingenierías en las que el Ingeniero adquiere una cierta especialización. El Ingeniero de especialidad física esta preparado para trabajar en el frente del desarrollo tecnológico. Esta especialidad, en general, puede ser caracterizada por las aplicaciones de procedimientos físicos multidisciplinarios y a menudo especializados a problemas técnicos de


32

la más variada índole. Como conclusión, el Ingeniero físico juega un rol fundamental en el avance tecnológico de importancia actual. La ingeniería y la tecnología son de vital importancia en la dirección de la reducción de la pobreza. El Ingeniero debe ser el autor de la construcción de capacidades de innovación y desarrollo tecnológico que le conduzca a desarrollar permanentemente nuevos productos, procesos y servicios para suplir las necesidades que el mercado demanda. En los procesos de innovación, participan diversos actores, el sector empresarial debe ser protagónico directo en la actividad innovadora, pero también es importante el papel del sector universitario, ya que a través de la cooperación Universidad + Empresa, se revaloriza la interacción entre Ciencia, Tecnología y Producción. Algunas aplicaciones en la industria Para la transmisión de energía se pueden diseñar cables fabricados de materiales superconductores que pueden tener una Corriente eléctrica mayor que los cables convencionales con un mínimo de pérdida. En algunos países se han desarrollado trenes de levitación magnética. Estos trenes son rápidos y cómodos comparados con los actuales sistemas de transporte masivo, y alcanzan velocidades muy altas, aunque hoy en día el costo energético es muy elevado. Ingenieros enfocados a las áreas biológicas pueden utilizar las técnicas físicas para descifrar la estructura de las proteínas, información muy importante para entender los procesos biológicos y desarrollar nuevos medicamentos que permitirán tratar algunas enfermedades. El estudio de la turbulencia es un factor dominante que determina el funcionamiento de todos los sistemas de fluidos tanto de largos oleoductos, sistemas de inyección de carburantes y de los modelos para la predicción del tiempo global. Las mejoras tendrán rentabilidad en la reducción de pérdidas de energía en transporte, la mejora de la eficiencia de motores y profundizar la comprensión del comportamiento global del clima. Campo ocupacional Algunas de las áreas en las que puede desempeñarse un Ingeniero físico:

Análisis de las propiedades físicas de los materiales.

Electrónica, electrónica digital, optoelectrónica.

Física del medio ambiente.

Física médica.

Ingeniería e instrumentación nuclear.

Instrumentación astronómica.

Instrumentación y automatización industrial.

Medios granulares.

Metrología.

Modelos Físicos.

Óptica.

Servicios de geofísica y prospección.

Simulación numérica


33

3.1.26. Ingeniería Nuclear

La ingeniería nuclear es la aplicación práctica del núcleo atómico tratado por los principios de la química y física nuclear y la interacción entre radiación y materia. Este campo de la ingeniería incluye el diseño, análisis, desarrollo, pruebas, operación y mantenimiento de los sistemas y componentes de fisión nuclear, específicamente reactores nucleares, plantas de producción de energía eléctrica a través de transformación de energía nuclear, así como de armas nucleares. Este campo de la ingeniería puede incluir también la seguridad nuclear, licenciamiento de instalaciones, transporte de calor y masa (termohidráulica), tecnología de combustibles nucleares, proliferación nuclear, química nuclear, manejo de residuos radiactivos y ambientes radioactivos. Áreas profesionales Fisión nuclear Cerca del 20% de la energía eléctrica generada en los EEUU es obtenida a través de la energía nuclear. La energía nuclear representa una industria de gran tamaño y manteniendo el suplemento de ingenieros nucleares se asegura su estabilidad. Los ingenieros nucleares trabajan en este campo directa o indirectamente, en la producción de energía o laboratorios gubernamentales. La investigación actualmente en la industria es dedicada al incremento de la eficiencia económica de la misma y mejora de funcionamiento y seguridad de los reactores nucleares. Aunque el gobierno investiga principalmente las mismas cuestiones que la industria, el gobierno investiga sobre otros muchos diferentes tópicos y problemas como los combustibles nucleares y ciclos de combustibles nucleares, diseño avanzado de reactores y diseño de armas nucleares y su mantenimiento. Fusión nuclear y física de plasma Las áreas de investigación incluyen altas temperaturas, materiales resistentes a la radiación y dinámica de plasma. Internacionalmente, la investigación se ha enfocado a la construcción de prototipos tokamak llamados ITER. La investigación en ITER se enfoca primero en inestabilidades y divergencia en el diseño. Investigadores de los EEUU crean experimentos de confinamiento inercial el cual es llamado Planta nacional de ignición, o National Ignition Facility (NIF). El NIF será utilizado para refinar los cálculos de transporte de neutrones. Medicina nuclear Rayos X Imagen de resonancia magnética nuclear PET Materiales nucleares y combustibles nucleares Uranita, La principal materia prima para el combustible nuclear Gránulos de Combustible nuclear Un Haz de iones enfocado Radiología Contador Geiger Detector de neutrones Detector de centelleo junto a un trozo de Uraninita


34

3.1.27. Física del Medio Ambiente

Por medio ambiente se entiende todo lo que afecta a un ser vivo. Condiciona especialmente las circunstancias de vida de las personas o de la sociedad en su vida. Comprende el conjunto de valores naturales, sociales y culturales existentes en un lugar y en un momento determinados, que influyen en la vida del ser humano y en las generaciones venideras. Es decir, no se trata sólo del espacio en el que se desarrolla la vida, sino que también comprende seres vivos, objetos, agua, suelo, aire y las relaciones entre ellos, así como elementos tan intangibles como la cultura. El 5 de junio se celebra el Día Mundial del Medio Ambiente.

3.1.28. Física Laser

Un láser (de la sigla inglesa light amplification by stimulated emission of radiation, amplificación de luz por emisión estimulada de radiación) es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecánica cuántica, la emisión inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente de un medio adecuado y con el tamaño, la forma y la pureza controlados. Aplicaciones Cuando se inventaron, en 1960, los láseres se calificaron como "una solución a la espera de un problema". Desde entonces, se han vuelto omnipresentes y actualmente pueden encontrarse en miles de aplicaciones, en campos muy variados, como la electrónica de consumo, la tecnología de la información, la investigación científica, la medicina, la industria y el sector militar. En muchas aplicaciones, los beneficios de los láseres se deben a sus propiedades físicas, como la coherencia, la monocromaticidad y la capacidad de alcanzar potencias extremadamente altas. A modo de ejemplo, un haz láser muy coherente puede enfocarse por debajo de su límite de difracción que, a longitudes de onda visibles, corresponde solamente a unos pocos nanómetros. Cuando se enfoca un haz de láser potente en un punto, éste recibe una enorme densidad de energía.7 Esta propiedad permite al láser grabar gigabytes de información en las microscópicas cavidades de un CD, DVD o Blu-ray. También permite a un láser de media o baja potencia alcanzar intensidades muy altas y usarlo para cortar, quemar o incluso sublimar materiales. El rayo láser se emplea en el proceso de fabricación de grabar o marcar metales, plásticos y vidrio. Otros usos de este son:

Diodos láser, usados en punteros láser, impresoras láser, y reproductores de CD, DVD, Blu-Ray, HD-DVD;

Láser de punto cuántico

Láser de helio-neón

Láser de dióxido de carbono - usado en industria para corte y soldado

Láser excimer, que produce luz ultravioleta y se utiliza en la fabricación de semiconductores y en la cirugía ocular Lasik;

Láser neodimio-YAG, un láser de alto poder que opera con luz infrarroja; se utiliza para cortar, soldar y marcar metales y otros materiales.

YAG dopado con erbio, 1645 nm

YAG dopado con tulio, 2015 nm


35

YAG dopado con holmio, 2090 nm, un láser de alto poder que opera con luz infrarroja, es absorbido de manera explosiva por tejidos impregnados de humedad en secciones de menos de un milímetro de espesor. Generalmente opera en modo pulsante y pasa a través de dispositivos quirúrgicos de fibra óptica. Se utiliza para quitar manchas de los dientes, vaporizar tumores cancerígenos y deshacer cálculos renales y vesiculares.

Láser de Zafiro dopado con Titanio, es un láser infrarrojo fácilmente sintonizable que se utiliza en espectroscopía.

Láser de fibra dopada con erbio, un tipo de láser formado de una fibra óptica especialmente fabricada, que se utiliza como amplificador para comunicaciones ópticas.

Láser de colorante, formados por un colorante orgánico operan en el UV-VIS de modo pulsado, usados en espectroscopia por su fácil sintonización y su bajo precio.

Algunas aplicaciones del Láser en la vida cotidiana son:

Medicina: Operaciones sin sangre, tratamientos quirúrgicos, ayudas a la cicatrización de heridas, tratamientos de piedras en el riñón, operaciones de vista, operaciones odontológicas.

Industria: Cortado, guiado de maquinaria y robots de fabricación, mediciones de distancias precisas mediante láser.

defensa: Guiado misiles balísticos, alternativa al Radar, cegado a las tropas enemigas. En el caso del Tactical High Energy Laser se está empezando a usar el láser como destructor de blancos.

Ingenieria Civil: Guiado de máquinas tuneladoras en túneles, diferentes aplicaciones en la topografía como mediciones de distancias a lugares inaccesibles o realización de un modelo digital del terreno (MDT).

Arquitectura: catalogación de Patrimonio.

Arqueológico: documentación.

Investigación: Espectroscopía, Interferometría láser, LIDAR, distanciometría.

Desarrollos en productos comerciales: Impresoras láser, CD, ratones ópticos, lectores de código de barras, punteros láser, termómetros, hologramas, aplicaciones en iluminación de espectáculos.

Tratamientos cosméticos y cirugía estética: Tratamientos de Acné, celulitis, tratamiento de las estrías, depilación.

3.1.29. Metrología

La metrología (del griego μετρoν, medida y λoγoς, tratado) es la ciencia e ingeniería de la medida, incluyendo el estudio, mantenimiento y aplicación del sistema de pesas y medidas. Actúa tanto en los ámbitos científico, industrial y legal, como en cualquier otro demandado por la sociedad. Su objetivo fundamental es la obtención y expresión del valor de las magnitudes, garantizando la trazabilidad de los procesos y la consecución de la exactitud requerida en cada caso; empleando para ello instrumentos métodos y medios apropiados. La Metrología tiene dos características muy importantes el resultado de la medición y la incertidumbre de medida. Los físicos y las industrias utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo sus mediciones. Desde objetos sencillos como reglas y cronómetros, hasta potentes microscopios, medidores de láser e incluso avanzadas computadoras muy precisas.


36

Por otra parte, la Metrología es parte fundamental de lo que en los países industrializados se conoce como Infraestructura Nacional de la Calidad, compuesta además por las actividades de: normalización, ensayos, certificación y acreditación, que a su vez son dependientes de las actividades metrológicas que aseguran la exactitud de las mediciones que se efectúan en los ensayos, cuyos resultados son la evidencia para las certificaciones. La metrología permite asegurar la comparabilidad internacional de las mediciones y por tanto la intercambiabilidad de los productos a escala internacional. En el ámbito metrológico los términos tienen significados específicos y éstos están contenidos en el Vocabulario Internacional de Metrología o VIM. Dentro de la metrología existen diversas áreas. Por ejemplo, la "metrología eléctrica" estudia las medidas eléctricas: tensión (o voltaje), intensidad de corriente (o amperaje), resistencia, impedancia, reactancia, etc. La metrología eléctrica está constituida por tres divisiones: tiempo y frecuencia, mediciones electromagnéticas y termometría. A continuación se expone un muestrario de los instrumentos de medición más utilizados en las industrias metalúrgicas de fabricación de componentes, equipos y maquinaria.

3.1.30. Micro Fluidos

El estudio de los microfluidos es un campo multidisciplinar que comprende partes de la Física, la Química, la Ingeniería y la Biotecnología. Estudia el comportamiento de los fluidos en la microescala y la mesoescala. También comprende el diseño de sistemas en los que diminutas cantidades de fluido serán utilizadas. El comportamiento de los fluidos en la microescala difiere sustancialmente de lo observado en la macroescala. La tensión superficial y la disipación de la energía son completamente diferentes. En microcanales de 10 a 500 nanómetros de diámetro el número de Reynolds es extremadamente bajo; típicamente es de tan solo unas décimas. Por lo tanto, el fluido es siempre laminar y no ocurren turbulencias; sólo la difusión interviene en la mezcla de fluidos. Un efecto importante es que la relación de superficie por volumen es muy alta, por lo que cualquier reacción química en un microfluido se ve muy acelerada. Ya existen diversos dispositivos comerciales que hacen uso de microfluidos, como ciertos arrays de ADN y los laboratorios en un chip (lab-on-a-chip). Aplicaciones Los avances en tecnología microfluídica, están revolucionando la biología molecular en los procedimientos de análisis enzimáticos (por ejemplo, la glucosa y los ensayos de lactato), análisis de ADN (por ejemplo, la reacción de la polimerasa en cadena y de alto rendimiento de secuenciación), y la proteómica. La idea básica de los microfluídicos biochips es integrar las operaciones de ensayo, como la detección, así como muestra de pre-tratamiento y la preparación de la muestra en un chip. Una nueva área de la aplicación de los biochips es la patología clínica, sobre todo el inmediato punto de atención de diagnóstico de enfermedades. Además, la microfluídica basada en


37

dispositivos, son capaces de un muestreo continuo y en tiempo real de las pruebas de muestras de aire/agua para los análisis bioquímicos de toxinas y otros patógenos peligrosos.

3.1.31. Microscopio de fuerza atómica e imagen

El Microscopio de fuerza atómica (AFM, de sus siglas en inglés Atomic Force Microscope) es un instrumento mecano-óptico capaz de detectar fuerzas del orden de los piconewtons. Al rastrear una muestra, es capaz de registrar continuamente su topografía mediante una sonda o punta afilada de forma piramidal o cónica. La sonda va acoplada a un listón o palanca microscópica muy flexible de sólo unos 200 µm. El microscopio de fuerza atómica ha sido esencial en el desarrollo de la nanotecnología, para la caracterización y visualización de muestras a dimensiones nanométricas (1x10−9 m = 1nm).

3.1.32. Óptica

La óptica (del griego οπτομαι optomai, ver) es la rama de la física que estudia el comportamiento de la luz, sus características y sus manifestaciones. Abarca el estudio de la reflexión, la refracción, las interferencias, la difracción, la formación de imágenes y la interacción de la luz con la materia. Estudia la luz, es decir como se comporta la luz ante la materia.

3.1.33. Optoelectrónica

La optoelectrónica es el nexo de unión entre los sistemas ópticos y los sistemas electrónicos. Los componentes optoelectrónicos son aquellos cuyo funcionamiento está relacionado directamente con la luz. Aplicaciones Los sistemas optoelectrónicos están cada vez más de moda. Hoy en día parece imposible mirar cualquier aparato eléctrico y no ver un panel lleno de luces o de dígitos más o menos espectaculares. Por ejemplo, la mayoría de los walkman disponen de un piloto rojo (LED) que nos avisa, que las pilas se han agotado y que deben cambiarse. Los tubos de rayos catódicos con los que funcionan los osciloscopios analógicos y los televisores, las pantallas de cristal líquido, los modernos sistemas de comunicaciones mediante fibra óptica. Los dispositivos optoelectrónicos se denominan opto aisladores o dispositivos de acoplamiento óptico.

3.1.34. Física del Plasma

En física y química, se denomina plasma al cuarto estado de agregación de la materia, un estado fluido similar al estado gaseoso pero en el que determinada proporción de sus partículas están ionizadas (cargadas eléctricamente) y no poseen equilibrio electromagnético,


38

por lo que es un buen conductor eléctrico y sus partículas responden fuertemente a las interacciones electromagnéticas de largo alcance. El plasma presenta características propias que no se dan en los sólidos, líquidos o gases, por lo que es considerado otro estado de agregación de la materia. Como el gas, el plasma no tiene una forma definida o un volumen definido, a no ser que esté encerrado en un contenedor; pero a diferencia del gas en el que no existen efectos colectivos importantes, el plasma bajo la influencia de un campo magnético puede formar estructuras como filamentos, rayos y capas dobles. Los átomos de este estado se mueven libremente; cuanto más alta es la temperatura más rápido se mueven los átomos en el gas y en el momento de colisionar la velocidad es tan alta que se produce un desprendimiento de electrones. Calentar un gas puede ionizar sus moléculas o átomos (reduciendo o incrementado su número de electrones para formar iones), convirtiéndolo en un plasma. La ionización también puede ser inducida por otros medios, como la aplicación de un fuerte campo electromagnético mediante un láser o un generador de microondas, y es acompañado por la disociación de los enlaces covalentes, si están presentes. El plasma es el estado de agregación más abundante de la naturaleza, y la mayor parte de la materia en el Universo visible se encuentra en estado de plasma, la mayoría del cual es el enrarecido plasma intergaláctico (particularmente el medio del intracluster) y en las estrellas. Aplicaciones La física de plasmas puede encontrar aplicación en diversas áreas:

Descargas de gas (electrónica gaseosa).

Fusión termonuclear controlada.

Física del espacio.

Astrofísica moderna.

Conversión de energía de MHD (magnetohidrodinámica) y propulsión iónica.

Plasmas de estado sólido.

Láseres de gas.

3.1.35. Semiconductores y Dispositivos

Un semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre.

3.1.36. Superconductores

Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia ni pérdida de energía en determinadas condiciones. La resistividad eléctrica de un conductor metálico disminuye gradualmente a medida que la temperatura se reduce. Sin embargo, en los conductores ordinarios, como el cobre y la plata, las impurezas y otros defectos producen un valor límite. Incluso cerca de cero absoluto una muestra de cobre muestra una resistencia no nula. La resistencia de un superconductor, en


39

cambio, desciende bruscamente a cero cuando el material se enfría por debajo de su temperatura crítica. Una corriente eléctrica que fluye en una espiral de cable superconductor puede persistir indefinidamente sin fuente de alimentación. Al igual que el ferromagnetismo y las líneas espectrales atómicas, la superconductividad es un fenómeno de la mecánica cuántica. La superconductividad ocurre en una gran variedad de materiales, incluyendo elementos simples como el estaño y el aluminio, diversas aleaciones metálicas y algunos semiconductores fuertemente dopados. La superconductividad no ocurre en metales nobles como el oro y la plata, ni en la mayoría de los metales ferromagnéticos. Aplicaciones Los imanes superconductores son algunos de los electroimanes más poderosos conocidos. Se utilizan en los trenes maglev, en máquinas para la resonancia magnética nuclear en hospitales y en el direccionamiento del haz de un acelerador de partículas. También pueden utilizarse para la separación magnética, en donde partículas magnéticas débiles se extraen de un fondo de partículas menos o no magnéticas, como en las industrias de pigmentos. Los superconductores se han utilizado también para hacer circuitos digitales y filtros de radiofrecuencia y microondas para estaciones base de telefonía móvil. Los superconductores se usan para construir uniones Josephson, que son los bloques de construcción de los SQUIDs (dispositivos superconductores de interferencia cuántica), los magnetómetros conocidos más sensibles. Una serie de dispositivos Josephson se han utilizado para definir el voltio en el sistema internacional (SI). En función de la modalidad de funcionamiento, una unión Josephson se puede utilizar como detector de fotones o como mezclador. El gran cambio en la resistencia a la transición del estado normal al estado superconductor se utiliza para construir termómetros en detectores de fotones criogénicos. Están apareciendo nuevos mercados donde la relativa eficiencia, el tamaño y el peso de los dispositivos basados en los superconductores de alta temperatura son superiores a los gastos adicionales que ellos suponen. Aplicaciones futuras prometedoras incluyen transformadores de alto rendimiento, dispositivos de almacenamiento de energía, la transmisión de energía eléctrica, motores eléctricos (por ejemplo, para la propulsión de vehículos, como en vactrains o trenes maglev) y dispositivos de levitación magnética. Sin embargo la superconductividad es sensible a los campos magnéticos en movimiento de modo que las aplicaciones que usan corriente alterna (por ejemplo, los transformadores) serán más difícil de elaborar que las que dependen de corriente continua.

3.1.37. Tecnología nuclear

La tecnología nuclear es la tecnología que está relacionada con las reacciones de núcleos atómicos de ciertos elementos. Las tecnologías nucleares más destacadas son: la energía nuclear, la medicina nuclear y las armas nucleares. Se han desarrollado aplicaciones desde detectores de humo hasta reactores nucleares, y desde miras de armas a bombas nucleares. Usos civiles


40

Energía nuclear La energía nuclear es un tipo de tecnología nuclear que tiene que ver con el uso controlado de la fisión nuclear para liberar energía para su uso pacífico, y que incluyen propulsión, calor y generación de electricidad. La energía nuclear es producida por una reacción en cadena controlada que crea calor como subproducto la que es usada para hervir agua, producir vapor y propulsar una turbina de vapor. La turbina es usada para generar electricidad y/o realizar trabajo mecánico. En el año 2004 la energía nuclear proporciona aproximadamente el 15,7% de la electricidad mundial y es usada para propulsar portaviones, rompehielos y submarinos (hasta el momento el costo y el temor en algunos puertos ha prevenido el uso de la energía nuclear en buques de transporte).4 Todas las plantas de energía nuclear usan la fisión. A pesar de años de esfuerzos y el ocasional engaño (por ejemplo, la fusión fría), ninguna reacción de fusión hecha por el hombre ha producido más energía que la usada en su realización, lo que significa que aún no es una fuente viable para la generación de electricidad. Aplicaciones médicas Las aplicaciones médicas de la tecnología nuclear están divididas en diagnósticos y tratamientos por radiación. Imágenes - las imágenes de rayos-X médico y dental usan cobalto-60 u otras fuentes de rayos-X. El tecnecio-99m es usado, agregado a moléculas orgánicas, como un trazador radioactivo en el cuerpo humano, antes de ser excretado por los riñones. Positrones que emiten nucleótidos son usados para la generación de imágenes de alta resolución, y corta vida en aplicaciones conocida como tomografía por emisión de positrones. La terapia de radiación es un efectivo tratamiento para el cáncer. Aplicaciones industriales Exploración petrolera y de gas- El registro de pozos nuclear es usada para ayudar a predecir la viabilidad comercial de pozos nuevos o existentes. La tecnología implica el uso de una fuente de rayos gama o de neutrones y un detector de radiación que son bajados en el agujero de perforación para determinar las propiedades de la roca que lo rodea, tales como porosidad y litografía. Construcción de caminos - Medidores nucleares de humedad/densidad son usados para determinar la densidad de los suelos, asfaltos y concretos. Normalmente se usa una fuente de cesio-137. Aplicaciones comerciales Un detector de humo por ionización incluye una pequeñísima masa de americio-241 radioactivo, que es una fuente de radiación alfa. El tritio es usado con fósforo en miras de armas para aumentar su precisión en condiciones de poca visibilidad. Los letreros de salida autoiluminados usan la misma tecnología. Procesamiento de comida y agricultura


41

La irradiación de la comida es el proceso por el cual la comida se expone a radiación ionizante con el propósito de destruir microorganismos, bacterias, virus o insectos que podrían estar presentes en la comida. Las fuentes de radiación usadas incluyen radioisótopos productores de rayos gama, generadores de rayos-X y aceleradores de neutrones. Otras aplicaciones incluyen la inhibición de brotes, el retraso de la maduración, el incremento de la producción de jugo y el mejoramiento de la rehidratación. La irradiación es un término más general donde la exposición deliberada de materiales a la radiación para lograr una meta técnica (en este contexto se presumen 'radiación por ionización'). Como tal también es usada en artículos no alimenticios, tales como instrumental médico, plásticos, tubos para gasoductos, mangueras para calefacción de pisos, materiales para embalaje de comida, repuestos para automóviles, alambres y cables (aislamiento eléctrico), neumáticos, e incluso piedras preciosas. Comparada a la cantidad de comida irradiada, el volumen de aplicaciones cotidianas es enorme pero es algo que no es notado normalmente por las personas. El genuino efecto de procesar la comida por radiación ionizante se relaciona con el daño al ADN, la información genética básica para la vida. Los microorganismos no pueden proliferar y continuar sus actividades. La podredumbre causada por los microorganismos cesa. Los insectos no sobreviven o son incapaces de reproducirse. Las plantas no pueden continuar su ciclo natural de maduración o envejecimiento. Todos estos efectos son beneficiosos para el consumidor y la industria alimentaria. La cantidad de energía impartida para lograr una irradiación de comida efectiva es baja cuando se compara a la necesaria para cocinar y lograr el mismo efecto, incluso a una dosis típica de 10 kGy la mayor parte de la comida, que es (con respecto al propósito de calentamiento) equivalente al agua, se calentaría sólo en aproximadamente 2,5 °C (4,5 °F). Lo especial del procesamiento de la comida por radiación ionizante es el hecho, de que la densidad de la energía por transición atómica es muy alta, puede romper las moléculas e inducir ionización (de ahí el nombre) lo que no puede ser logrado solo calentándola. Esta es la razón de los nuevos efectos beneficiosos, sin embargo al mismo tiempo surgen nuevas preocupaciones. El tratamiento de comida sólida por radiación ionizante puede producir un efecto similar a la pasteurización por calor en los líquidos, tales como la leche. Sin embargo, el uso del término, pasteurización fría, para describir las comidas irradiadas es controversial, debido a que la pasteurización y la irradiación son dos procesos fundamentalmente diferentes, aunque buscan resultados finales similares. La irradiación de comida es actualmente permitida en más de 40 países y los volúmenes tratados exceden anualmente las 500.000 toneladas a nivel mundial. La irradiación de comida esencialmente es una tecnología no nuclear, se basa en la radiación de ionización que puede ser generada por aceleradores de neutrones, pero que también puede usar rayos gama producto del decaimiento nuclear. Existe una industria mundial para el procesamiento por radiación ionizante, la mayoría tanto por cantidad como por potencia de proceso se hace por aceleradores. La irradiación de comida es solo una aplicación nicho cuando se compara a los insumos médicos, materiales plásticos, materias primas, piedras preciosas, cables y alambres, etc.


42

4. ENERGIA RENOVABLE Y MEDIO AMBIENTE La grave crisis ambiental por la que atraviesa desde hace décadas nuestro planeta ha obligado a grupos científicos y políticos desarrollar actividades encaminadas a enfrentar este problema y garantizar el desarrollo sostenible de todos los países.

4.1. Energías renovables Se denomina energía renovable a la energía que se obtiene de fuentes naturales consideradas inagotables, unas por la inmensa cantidad de energía que contienen, y otras por su capacidad de regenerarse por medios naturales.

4.2. El Perú debe apostar por las energías renovables El contexto peruano está lleno de contrastes, con la cadena de montañas más alta del mundo, un territorio amazónico que no solo es el pulmón, sino el aire acondicionado del planeta. Pero extremadamente frágil al cambio climático y calentamiento global. El Perú es uno de los países más afectados por el cambio climático en el mundo por la variedad de ecosistemas y climas que posee. Presenta siete de las nueve características de vulnerabilidad reconocida por la Convención Marco de las Naciones Unidas Sobre el Cambio Climático, es un país mega diverso, hay identificadas 84 zonas de vida de las 104 que existen en todo el planeta tierra. Esto es un privilegio invalorable, que implica una seria responsabilidad compartida y planetaria. En los últimos 15 años el Perú ha perdido el 22% de sus glaciales y además seguimos quemando nuestros limitados y no renovables recursos de gas natural y parte de nuestra Amazonía. En ese contexto, en el Perú se vienen desarrollando actividades con la convicción de impulsar decididamente el uso y aplicación de las energías renovables para la protección del medio ambiente. El uso energías amigables con el medio ambiente como las renovables – solar fotovoltaica, solar térmica, eólica, biomasa, geotérmica, hidráulica- jugarán un rol central en el futuro bienestar de la sociedad Peruana. El futuro del abastecimiento de energía es un tema que debe estar en la agenda de desarrollo, generando debates en torno al modelo energético que se quiere para el país y por ello es vital dar la cara al desarrollo que contemple la variable de sostenibilidad. Aspectos tales como la seguridad de abastecimiento futuro, la dependencia energética de los suministros desde otros países, los costos resultantes de la electricidad y sus consecuencias en la competitividad de sus productos en el mercado mundial, dan siempre lugar a controversia. Todas las tecnologías para generar electricidad presentan ciertas ventajas específicas, pero también algunos inconvenientes propios, como puede ser su elevado precio, la producción de gases contaminantes, la producción de residuos radiactivos o la intermitencia y variabilidad de la fuente primaria de energía. Por ello se requiere un plan de desarrollo energético de largo plazo, que permita el desarrollo energético sostenido del país considerando las ventajas y desventajas señaladas.


43

En el Perú se viene promoviendo una política energética que busca garantizar que todos los peruanos cuenten con energía a través de la promoción del uso de residuos sólidos y líquidos para la producción de energía. Asimismo, se vienen implementando medidas para la disminución de emisiones provenientes de las actividades energéticas con la finalidad de proteger nuestro medio ambiente.

4.3. Debilidades del actual modelo energético En primer lugar no existe un modelo energético claro de largo plazo. Pareciera que el modelo energético peruano es siempre de corto plazo, la principal debilidad es que la red de transmisión del sistema interconectado nacional no es robusta, es radial y representa una primera limitación para el desarrollo de las energías renovables. Un tema a ser analizado es el que señala que la solución más razonable para la incorporación de las Energías Renovables pasa por la utilización de una combinación de estas diferentes tecnologías. La cuestión es en qué proporción debe estar cada una de ellas. La pregunta que debiéramos hacernos es: ¿Existen límites para la incorporación de las energías renovables en el sistema eléctrico peruano? Y si existen, ¿cómo superamos esos límites? Hay que recordar además que existen otros ámbitos de desarrollo del mercado de generación, como lo son los programas de Electrificación Rural o los llamados Sistemas Aislados a la red.

4.5. Política y Matriz Energética. El actual modelo energético peruano, es insostenible por su elevado nivel de consumo y dependencia de los combustibles fósiles altamente contaminantes, los mismos que arrojan gases de efecto invernadero acelerando el calentamiento global. Es necesario concebir un nuevo modelo orientado a garantizar el suministro de energía y al mismo tiempo proteger el medio ambiente. El Perú requiere urgentemente un modelo energético basado en el concepto del Desarrollo Sostenible, que satisfaga las necesidades actuales sin comprometer las posibilidades de las generaciones futuras. La dependencia en la obtención de recursos energéticos nos convierte en un país altamente vulnerable. Diversificar la matriz energética para asegurar el abastecimiento confiable y oportuno de la demanda de energía, fortaleciendo la competitividad de la economía en un mundo globalizado, a fin de garantizar el desarrollo sostenible del país. Promover la inversión privada en el sector energético con reglas claras y estables. Fomentar y ejecutar las obras de acceso a la energía en las zonas rurales y aisladas del país para ampliar la cobertura de la demanda, crear oportunidades para más peruanos y mejorar la calidad de vida de la población. Fomentar el uso eficiente de la energía. Promoviendo la integración energética regional.

4.6. Ingreso al Mercado de las Energías Renovables Para el ingreso al mercado de Energías renovables se pone de manifiesto el marco legal- promocional de energías renovables


44

Ley Nº 28832 - Ley para Asegurar el Desarrollo Eficiente de la Generación Eléctrica (23-07-2006)

Licitaciones de suministro de electricidad

Adecuación del marco legal de la transmisión eléctrica

Nueva composición del COES (Gen., Transm., Dist. y Usuarios Libres) y elaboración del Plan de Transmisión.

Decreto Legislativo Nº 1058 - Ley que promueve la Inversión en la Actividad de Generación Eléctrica con Recursos Hídricos y con otros Recursos Renovables (28-06-2008)

La actividad de generación eléctrica en base de recursos renovables goza del régimen de Depreciación Acelerada para efectos del impuesto a la renta.

Depreciación aplicable a las maquinarias, equipos y obras civiles necesarias para la instalación y operación de la central, que sean adquiridos y/o construidos a partir de la vigencia del D. Leg.

Para implementar, desarrollar, impulsar un nuevo escenario energético implica tener una visión de futuro. El Perú tiene una larga tradición de generación de electricidad usando recursos hídricos y han aprendido a usarlos. Los ingenieros peruanos dominan perfectamente la ciencia, el arte de proyectar y construir sabiamente Centrales Hidroeléctricas. En el nuevo escenario mundial muy pronto las llamadas energías no convencionales: la eólica, la geotérmica y las solares serán las principales generadoras de energía. Existe un gran potencial de toda la costa peruana para el desarrollo de la energía eólica, más específicamente a futuro los departamentos de Ica y Piura serán los nuevos polos de desarrollo de energías renovables. Por su parte el Perú tiene un gran potencial para el desarrollo de la energía solar, sobre todo la zona sur del país que cuenta con alto índices de radiación solar. Finalmente la Geotermia es otra tecnología con mayor opción dado que los andes peruanos son cadenas montañosas de volcanes. Esto demuestra que el potencial natural abundante en el país se convierte en los pilares para el desarrollo de las energías renovables. La inclusión de estas nuevas tecnologías fortalecería nuestra industria nacional, no solo por el aprovechamiento de la electricidad usando fuentes limpias. También porque ello implicaría desarrollar ingeniería local para la producción de los equipos requeridos. El talento nacional competente para desarrollar los proyectos en los campos de las nuevas energías con rigor científico y tecnológico para la Investigación, el desarrollo e Innovación. Los líderes políticos debieran comprometer sus esfuerzos a no someter el desarrollo del país a la dependencia de los combustibles fósiles cada vez más escasos y caros. Formular y suscribir un Plan Nacional Energético con Energías Renovables que tenga como uno de sus objetivos centrales, el lograr que para el año 2040, la generación de Electricidad en el Perú se acerque al 50% proveniente de las Renovables. Los aspectos técnicos que deberán ser tomados en cuenta a la hora de incorporar estas nuevas tecnologías de generación de energía, sabiendo que en nuestro país no existen estudios técnicos serios que evalúen el impacto de incorporar electricidad proveniente de la Energías Renovables al Sistema Interconectado Nacional. Es fundamental desarrollar más infraestructura de transmisión y tener presente aspectos tales como la seguridad de abastecimiento futuro, garantía de suministro, sostenibilidad del sistema, garantía de potencia, dependencia energética, entre otros que debemos valorar.


45

Los costos resultantes de la electricidad y sus consecuencias en la competitividad de nuestros productos en el mercado mundial son de fundamental importancia. La energía más cara es la que no existe. Por lo tanto: energía, desarrollo y medio ambiente están ahora más vinculados que nunca. La modernización de nuestro país pasa por adoptar un modelo energético sostenible que garantice una economía sólida, saludable y duradera.

5. ENERGIA RENOVABLE Y MEDIO AMBIENTE PROBLEMÁTICA

ESCUELAS FCF/FACULTAD DE FISICA/UNMSM/PERU

5.1. Actividades Universitarias en Energías Renovables y Medio

Ambiente la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, en coordinación con el Fondo Nacional del Ambiente (Fonam), el Banco Interamericano de Desarrollo (BID), el Ministerio del Ambiente y el Fondo Multilateral de Inversiones (Fomin, miembro del BID), organizaron la III Feria Internacional Energía y Ecoeficiencia - Perú 2011. El Centro Cultural de San Marcos (CCSM) fue sede elegida para esta feria, recibiendo la visita del público interesado. Se pudo apreciar la exhibición de equipos tecnológicos para el uso eficiente de tecnologías limpias y energía renovable. Esta feria tuvo como objetivo incentivar y promover la disminución de los costos operativos y la mejora de su productividad a través de esta tecnología. Expertos nacionales e internacionales, entre los que se encuentran investigadores de la Decana de América, visitaron la feria para dictar una serie de conferencias relacionadas a proyectos energéticos, energía solar, biocombustibles, etc., y a su vez dictaron el seminario internacional sobre Edificaciones Sustentables, con temas como eficiencia energética en la arquitectura, experiencia en la construcción de edificios de Lima, prefabricación y vivienda social sostenible, entre otros. La III Feria Internacional Energía y Ecoeficiencia - Perú 2011 fue inaugurada, en el Salón de Grados del CCSM, por el rector Dr. Pedro Cotillo Zegarra, quien subrayó la necesidad de realizar investigaciones científicas destinadas a resolver los problemas de nuestra sociedad.

5.2. Grupos de Investigación las Energías Renovables y Medio

Ambiente Las diversas escuelas afines a energías renovables promueven el tema con la implementación de grupos de investigación, en tales grupos es que nuestros alumnos realizan sus primeros pasos en este tema tan importante en los últimos años. Cabe mencionar que existen medios para lograr un apropiado aprendizaje en este tema, los cuales son de vital importancia. Por tal motivo debemos fortalecer el conocimiento e


46

incentivar la aplicación de las energías renovables realizando las prácticas en cada esfera de aplicación, conocer los tipos de energías renovables, tener conceptos de diseño. El objetivo es promover el bienestar de nuestro medio ambiente en un panorama de sostenibilidad energética.

5.3. Propuesta de Proyectos en Energía Renovables Los proyectos de acceso a energía renovable y promoción de negocios inclusivos con biocombustibles en comunidades aisladas de la Amazonía peruana es un presente. Con la implementación de proyectos en Acceso a la energía en comunidades campesinas a través de la planificación energética con energías renovables, se viene trabajando con el fin de permitir a la población el acceso a la energía mediante la innovación tecnológica y el uso de tecnologías apropiadas en zonas rurales aisladas. Incluye a pobladores, instituciones educativas y de salud, promotores rurales, estudiantes, líderes y autoridades comunales y municipales, y equipos técnicos. En el proyecto Electrificación para comunidades rurales aisladas de la selva amazónica, se debe aplicar con el fin de validar y difundir una propuesta tecnológica, organizativa, innovadora y sostenible de producción de biocombustibles a pequeña escala para el autoabastecimiento energético de pequeñas localidades en la Amazonía peruana. Gracias al proyecto Fondo de Promoción de Energías Renovables (FOPER), se busca promover e implementar proyectos de electrificación rural para zonas aisladas y alejadas de los puntos de conexión a la red nacional. Es así que la capacidad de nuestras escuelas afines al tema de las energías renovables debería estar centrada en la difusión y aplicabilidad. Podemos indicar que las propuestas y esfuerzos deberán concentrarse entorno al objetivo de llevar acabo los proyectos interdisciplinarios en energías renovables, sin embargo la situación actual indica que la iniciativa de fomentar el uso de estas se realiza en cada línea de la Universidad por separado.


47

6. CRONOGRAMA DEL TALLER DE INVESTIGACION

HORA Jueves 03 de noviembre 2011

8:30 - 9:00 Inscripción de participantes

9:00 - 9:20 Palabras de bienvenida por Mg. Máximo H. Poma Torres (Decano – FCF)

9:20 - 9:40 Inauguración a cargo de la Dr. Bernardino Ramírez Bautista Vicerrector de Investigación -UNMSM

Moderador: Dr. Rojas Acuña Joel

9:40 - 10:10 Conferencia 1: ”Indicadores de la productividad de la investigación científica en la FCF” Expositor: Pablo H. Rivera Riofano

10:10 - 10:40 Conferencia 2: “Terremotos, Eventos Geoclimáticos, Calentamiento Global y Cambio Climático en los andes del Perú”. Expositor: Dr. Alberto Bueno Mendoza (Facultad de Ciencias Sociales - UNMSM).

10:40 - 11:10 Conferencia 3: “Ciencia y Bienestar Social” Expositor: Dra. Zeballos Velásquez Elvira Leticia

11:10 - 11:30 Coffe Break

Conferencias y Avances, Proyectos de investigación CON – CON 2011

Moderador: Dr. Justo A. Rojas Tapia

11:30 - 12:00 Conferencia 4: ”Medio Ambiente y las Radiaciones No Ionizantes” Expositor: Ing. Fernando Arturo Gallegos Paz (INICTEL-UNI)

12:00 - 12:30 Conferencia 5: “Líneas de Investigación en Física en el Instituto Peruano de Energía Nuclear” Expositor: Dr. José Solís Veliz (IPEN)

12:30 - 12:50 “Estudio de la influencia de efectos magnéticos en el transporte electrónico de cuasicristales nano-estructurados: el caso del sistema icosaédrico Al64Cu23Fe13” Responsable: Dr. Landauro Sáenz Carlos Vladimir

12:50 - 13:20 Conferencia 6: “ Energía: Situación Actual y Perspectivas” Expositor: Dr . Oscar Armando García Pérez

13:20 - 14:00 Receso

Moderador: Dr. Eusebio C. Torres Tapia

14:00 - 14:20 “Magnetoconductancia de redes de antipuntos y efecto Faraday en el grafeno” Responsable: Dr. Rivera Riofano Pablo Héctor

14:20 - 14:40 “Influencia de la estructura en las propiedades de arcillas: un estudio por difracción de rayos-X y técnicas complementarias” Responsable: Dra. Zeballos Velásquez Elvira Leticia

14:40 - 15:00 “Preparación y caracterización de cerámicas superconductoras XIV” Responsable: Dr. Bustamante Domínguez Ángel Guillermo

15:00 - 15:20 “Estimación de los sedimentos suspendidos en el sistema marino de la Reserva de Paracas usando datos imágenes del satélite DEIMOS” Responsable: Dr. Rojas Acuña Joel

15:20 - 15:40 “Caracterización mineralógica y elemental de suelos contaminados por relaves mineros del distrito de Huachocolpa, provincia de Angares, Huancavelica-Perú” Responsable: Lic. Fabián Salvador Julio Andrés

15:40 - 16:00 “Caracterización de la contaminación de electrones en haces de fotones de megavoltaje de uso clínico”


48

Responsable: Lic. Márquez Pachas José Fernando


16:20 - 16:50 Conferencia 7: “Estimación del potencial eólico en la costa peruana empleando el Modelo Atmosférico de Mesoescala (MM5)” Expositor: Dr. Julio Jesús Quijano Vargas (IGP)

16:50 - 17:10 “Caracterización elemental y estructural de pigmentos de interés arqueológico e industrial” Responsable: Dr. Bravo Cabrejos Jorge Aurelio

17:10 -17:40 Conferencia 8: “La Geotermia en el Perú Avances y Perspectivas” Expositor: Ing. José Carlos Farfán Meza (INGEMMET)

17:40 – 18:10 Conferencia 9: “Panorama de la Investigación en la UNMSM” Expositor: Dr. Eugenio Cabanillas Lapa (CSI)

HORA Viernes 04 de noviembre 2011

Moderador: Dr. Bravo Cabrejos Jorge A.

9:00 - 9:30 Conferencia 1: “Aplicaciones Industriales de la Energía Nuclear” Expositor: Mg. Mariano Vela Mora (IPEN)

9:30 - 10:00 Conferencia 2: “Densificación de la red Geodésica Nacional ” Expositor: Ing° Abilio Ernesto Solórzano Carrión (IGN)

10:00 - 10:30 Conferencia 3: “Tecnología Física Aplicada a la Radioterapia”. Expositor: Dr. Alberto Lachos Dávila (INEN)

10:30 - 11:00 Conferencia 4: “Teledetección por Satélite y el Cambio Climático”. Expositor: Dr. Rojas Acuña Joel


Conferencias y Avances, Proyectos de Investigación SIN –SIN 2011

Moderador: Dr. Landauro Sáenz Carlos V.

11:30 - 11:50 “Estudio del modelo de Wess-Zumino-Witten como un tipo de teoría cuántica de campos” Responsable: Mg Villegas Silva Fulgencio

11:50 - 12:10 Estudio de la formación de asfaltenos en los aceites de lubricantes para motores de combustión interna y sus efectos en los parámetros de operación. Responsable: Dr. Valderrama Romero Andrés Cesar

12:10 - 12:30 “Metodología para determinar el rendimiento hídrico en cuencas con poca información-aplicación a la cuenca alta del río Grande - Puno” Responsable: Mg Sarango Julca Douglas Donal

12:30 - 12:50 Conferencia 5: “Metodología y Problemática de la Tesis para obtener el Título Profesional en Ciencias Físicas con aplicaciones Biomédicas” Expositor: Dr. Eusebio Torres Tapia

12:50 - 14:00 Receso

Moderador: Dr. Bustamante Domínguez Ángel G.

14:00 - 14:20 “Variabilidad de la hidrografía y dinámica física costera frente a la costa de Perú” Responsable: Mg Quispe Sánchez Jorge Martín

14:20 - 14:40 “Cálculo de dosis usando el código Montercarlo MCNP 4B en tratamiento de cáncer de cervix y vagina con fuente de Iridio 192 usado en braquiterapia de alta tasa de dosis” Responsable: Lic. Figueroa Jamanca Navor Enrique

14:40 - 15:00 “Estructura composicional y magnética de especies de Theobromas cultivadas en el corredor amazónico peruano” Responsable: Mg Saavedra Valdiviezo Ismael


49

15:00 - 15:30 Conferencia 6: “Medidas de preparación ante sismos” Expositor: Ing° María Del Rosario Guevara Salas (INDECI)

15:30 - 16:00 Conferencia 7: “Financiamientos de Proyectos de Investigación” Expositor: Dr. Raúl Arrarte Mera (Facultad de Ciencias Contables-UNMSM)

16:00 - 16:20 “Detección de la salinidad en suelo de la cuenca de Zaña – Chiclayo – Perú con imágenes de Satélite Áster” Responsable: Lic. Guillén Guevara Arnulfo Alipio


Moderador: Dr. Jaime Vento Flores

16:40 - 17:00 “Perspectiva de un sistema de referencia inercial” Responsable: Lic. Monroy Cardenas Oscar Santiago

17:00 - 17:20 “Caos después del caos” Responsable: Lic. Montenegro Joo Javier Sempronio

17:20 - 17:50 Conferencia 8: “Métodos para la detección automatizada de glaciares en imágenes de satélite” Expositor: Willems Bram Leo

17:50 - 18:10 “Conceptos críticos científicos – físico - filosóficos” Responsable: Del Castillo Gamboa Luís Horacio

18:10 – 18:40

Conferencia 9: “Flujos de vientos en la Ciudad Universitaria de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos y su incidencia en la contaminación del aire por material particulado”” Expositor: Ing° Rubén Marcos Huatuco (EAPIMF)

HORA Sábado 05 de noviembre 2011

Moderador: Dr. Ormeño Valeriano Miguel Ángel.

8:30 – 9:00 Conferencia 1: “Importancia de la Física Biomédica en la Física Aplicada” Expositor: Dr. Nicolás Álvaro Delgado Quiroz

9:00 - 9:30 Conferencia 2: “Evaluación del modelo climático CFS para el pronóstico estacional de anomalías de la temperatura superficial del mar en la región Niño 1+2” Expositor: Jorge Antonio Reupo Vélez, Ph. D Ken Takahashi Guevara. (IGP)

9:30 - 10:00 Conferencia 3: “Currículo por Competencias” Expositor: Lic. Jorge E. Huayna Dueñas.

10:00 - 10:20

“Mecanismos de formación y propiedades magnéticas de aleaciones metálicas nano-estructuradas, amorfas Fe-Nb u de composites Fe/Nb obtenidos por mecano-síntesis de la mezcla nominal Fe2Nb” Responsable: Dr. Peña Rodríguez Víctor Antonio (CON-CON)

10:20 - 10:50 Conferencia 4: “Teleconexiones atmosféricas asociadas a dos tipos de El Niño” Expositor: César Arturo Sánchez Peña (IGP)

10:50 - 11:20 Conferencia 5: “Posibilidades de la Física Aplicada en el siglo XXI” Expositor: Astr. María Luisa Aguilar Hurtado

11:20 - 11:50 Conferencia 6: “La superconductividad como ejemplo de conexión entre La física básica y la aplicada”. Expositor: Dr. Bustamante Domínguez Ángel Guillermo

11:50 - 12:20 Conferencia 7: “Impacto de la variabilidad de la TSM en los Océanos Pacífico y Atlántico en las lluvias en el Perú” Expositor: Melissa de Jesús Medina Burga (IGP)

12:20 - 12:40 Conclusiones del Taller de Investigación de Física 2011, Dr. Ormeño Valeriano Miguel Ángel.


50

12:40 - 13:00 Palabra de agradecimiento a cargo del Director del IIF y comité organizador del taller de investigación 2011.

13:00 – 13:20 Clausura por el Mg. Máximo H. Poma Torres – ALMUERZO DE CAMARADERÍA


51

7. CONFERENCIAS

INDICADORES DE LA PRODUCTIVIDAD DE LA INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA EN LA

FCF”

Pablo H. Rivera Riofano

Universidad Nacional Mayor de San Marcos - UNMSM

Resumen Existen evidencias de que el crecimiento económico de un país está íntimamente ligado a la producción científica. La toma de decisiones en torno al desarrollo de una política en ciencia y tecnología tiene como consideración esencial apuntalar el crecimiento económico de un país en las próximas décadas. Por tanto, los resultados de la inversión en ciencia y tecnología son cosechados en el mediano y el largo plazo. Luego de una inversión sostenida en el tiempo, con crisis y sin crisis, se posee todo un esquema de innovación tecnológica a partir del mediano plazo. En este conversatorio mostraremos el estado de arte de la producción científica en el mundo, en el Perú y en San Marcos. Mostraremos también que lo realizado en los últimos diez años en el Perú en el área de la ciencia y la tecnología no ha sido nada satisfactorio. Por tanto, se plantea una vez más, el reconocer que estamos mal y tomar las decisiones más inteligentes en los próximos años para sostener un desarrollo más vigoroso en el quehacer de la ciencia y la tecnología. Finalmente, mostraremos la producción científica en física donde que el panorama no es tan promisorio en los próximos años.


52

PERFIL DE LA CIENCIA

Dra. Elvira L. Zeballos V

Universidad Nacional Mayor de San Marcos - UNMSM ¿QUÉ ES CIENCIA? RAE: Conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales. Epistemología: Gregorio Klimovsky, epistemólogo argentino (Las Desventuras del Pensamiento Científico): [...] podemos decir que la ciencia es fundamentalmente un acopio de conocimientos que utilizaremos para comprender el mundo y modificarlo [...]

La ciencia, al ser concebida como conocimiento universal acerca de los fenómenos naturales que son en todas partes los mismos, vuelve irrelevante la consideración de los contextos sociales, culturales y políticos con respecto a la evaluación objetiva de la verdad de las aseveraciones científicas. En opinión de muchos estudiosos, la polarización científico-técnica tiene repercusiones culturales; condiciona que las prioridades y valoraciones que son inherentes a la actividad científica, obedezcan a realidades culturales distintas a las regionales. Las normas de aprendizaje científico, los estándares de validación y evaluación del trabajo científico son esencialmente exógenos. Resulta hiperbolizada la importancia de las publicaciones en revistas extranjeras y se extiende la moda de trabajar en temas de preferencia en los países desarrollados. Por estas razones, el valor de la ciencia aplicada a los problemas nacionales es minimizado.


53

FÍSICA APLICADA

CRISTALOGRAFÍA Ciencia que estudia la geometría, propiedades y estructura de los materiales cristalinos

Algunas aplicaciones tecnológicas de los Cristales Paneles fotovoltaicos: Consta de un cristal de sílice que, al ser estimulado por un fotón, es capaz de desprender electrones que son recogidos por un material conductor. Cristales líquidos: Constan de un fluido compuesto por moléculas alargadas que se ordenan como un cristal ante la polarización eléctrica del medio. Se han utilizado intensamente en las pantallas de pequeños aparatos electrónicos (calculadoras, relojes) y actualmente se están introduciendo en el mercado de los monitores (pantalla plana). Informática: Un chip consta de distintas capas de materiales crecidos durante el proceso de fabricación: metal, óxido y semiconductor cristalino (sílice) que, al recibir un impulso eléctrico, puede transmitirlo o no a un material conductor. Las técnicas de cristalización han permitido reducirlos a tamaños muy pequeños.

ENERGÍA RENOVABLE Energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales: hidroeléctrica, eólica, solar.


54

ENERGÍA NO RENOVABLE Sus reservas son limitadas y se agotan con el uso: energía nuclear, combustibles fósiles (petróleo, gas natural, carbón).

ALGUNOS EFECTOS (Energías No-renovables)

PROYECTO MANHATAN (Roosevelt, 1939) Robert Oppenheimer, Niels Böhr, Enrico Fermi, Ernest Lawrence


55

CALENTAMIENTO GLOBAL Está referido al fenómeno del aumento de la temperatura media global, de la atmósfera terrestre y de los océanos, que posiblemente alcanzó el nivel de calentamiento de la época medieval a mediados del siglo XX, para excederlo a partir de entonces. Durante el período 1906-2005, esta temperatura aumentó en 0,74 ± 0,18 °C. El principal efecto que causa el calentamiento global es el efecto invernadero.

EFECTO INVERNADERO Fenómeno por el cual determinados gases, que son componentes de la atmósfera, retienen parte de la energía que el suelo emite por haber sido calentado por la

Media global del cambio de temperatura en la tierra

y el mar entre 1880-2010. (Fuente: NASA)


56

radiación solar. Este efecto se está acentuando por la emisión de dióxido de carbono y metano, debido a la actividad humana. Evita que la energía solar recibida constantemente por la Tierra vuelva inmediatamente al espacio.

"Curva de Keeling" : aumento del dióxido de

carbono atmosférico desde 1958 hasta 2008.


57

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN EN FÍSICA EN EL INSTITUTO PERUANO DE ENERGÍA

NUCLEAR, IPEN

Dr. JOSE L. SOLIS VELIZ

Instituto Peruano de Energía Nuclear - IPEN

INSTITUTO PERUANO DE ENERGÍA NUCLEAR (IPEN) El Centro Nuclear OSCAR MIROQUESADA DE LA GUERRA (RACSO), fueinaugurada en 1989 y tiene las siguientes instalaciones:

Reactores RP-0 y RP-10

Lab. Experimental de Física de Reactores (LabFER)

Laboratorios de investigación en Materiales

Planta de Producción de Radioisótopos (PPRR)

Lab. Secundario para Calibraciones Dosimétricas (LSCD)

Planta de Gestión de Residuos Radiactivos (PGRR) REACTOR DE INVESTIGACIÓN Es una instalación donde se produce, mantiene y controla una reacción nuclear en cadena (fisión). Solamente se utilizan los neutrones producidos.

Figura 1. Fisión Nuclear.

Figura 2. Reactor de Investigación RP-0 P = entre 1 y 10 W

n térmicos = 1.0 x 107cm-2s-1.


58

Figura 3. Reactor de Investigación RP-10 P = 10 MW

n térmicos = 1.0 x 1014cm-2s-1. Facilidades de Irradiación:

Cajas de Irradiación,

Posiciones Neumáticas

6 Conductos de Irradiación (radiales y tangencial)

Laboratorio de Física del Reactor de Investigación 1. Antes de la puesta en marcha

Caracterización de los detectores de radiaciones 2. Durante la puesta en marcha

Criticidad de configuraciones

Distribuciones de flujo

Factores de pico

Calibración en potencia

Excesos de reactividad

Calibración de barras

Margen de parada

Coeficientes de reactividad 3. Etapa comercial

Reactividades

Quemado

Venenos

Tiempo muerto

Calibración en potencia

Distribuciones de flujo

Reacciones nucleares de producción de radioisótopos

Dosis neutrónica


59

APLICACIONES DEL REACTOR DE INVESTIGACIÓN

Figura 4.Principales Aplicaciones del Reactor de Investigación RP-10

DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO

División de Química

División de Biología

División de Materiales División de Materiales Instrumentación Científica Compuestos Madera-Polímero Biomateriales Arqueometría Síntesis de nanomateriales Funcionales Medidor de Radon-222 en el Ambiente

Figura 5.Productos de Decaimiento del Radón


60

Cámara de Detección

Figura 6. Detector de radiaciones

Figura 7. Espectro Alfa de las hijas del Radón

Figura 8. Medidas de Rn-222 en el Ambiente

COMPUESTO MADERA-POLIMERO Material compuesto desarrollado a base de residuos de capirona (Calycophyllum spruceanum) y polietileno


61

Figura 9. Producción del compuesto madera-polímero

Figura 10. Análisis del compuesto de madera-polímero

Figura 11. Análisis de degradación del compuesto por el Fungus: Polyporus sanguineus


62

IRRADIADOR GAMMA

Figura 12. Irradiador Gammacell 220 Exel, con fuentes de Co 60. Dosis rate: 5.72 kGy/h Aplicaciones de procesamiento con Gamma

Biomateriales

Hidrogeles de PVA-PVP conteniendo nanopartículas de plata obtenidos por radiación gamma

Hidrogeles de quitosano-PVA como sistema de liberación controlada de principios activos de aceites esenciales de planta medicinales en el tratamiento de úlceras y heridas.


63

NANOPARTÍCULAS DE Ag Nanopartículas de Ag de AgNO3y PVP

Figura 13. Coloides obtenidos de AgNO3 2x10-2M.

PVP: 0.5% 0.8% 1%

Figura 15. Diferentes concentraciones de PVP Nanopartículas de Ag de AgNO3y PVA

Figura 16. Coloides obtenidos de AgNO3 2x10-2M

PVP: 0.5% 0.8% 1%

Figura 17. Diferentes concentraciones de PVA Nanopartículas de Ag y PVP-PVA

Figura 18. (a) Hidrogel PVA-PVP, (b) PVA–PVP con AgNO32x10-4 (c), 2x10-3and (d) 2x10-2 M.


64

Tabla 2. Actividades Bactericidas de hidrogeles-Ag

Hidrogel PVA-PVP

Hidrogeles impregnados con los coloides obtenidos con AgNO3 2x10-2 M, PVP al 0.5% e isopropanol

0 M 0.2 M 4 M

S. aureus

P. aeruginosa

E. coli

ARQUEOMETRÍA La Arqueometría esta utilizando varios métodos para analizar las muestras arqueológicas y determinar su composición. Estas técnicas son:

Fluorescencia de Rayos-X (FRX)

Análisis por Activación Neutrónica (ANN)

Microscopia Electrónica de Transmisión (TEM)

Difracción de Rayos-X (XRD)

Figura 19. Conquistador Francisco Pizarro. Análisis con fuente radioactiva de Cd-109

En los resultados del análisis del cráneo del conquistador Francisco Pizarro se observó principalmente la presencia de los elementos Ca, Fe, Cu, Zn, Sr y Pb denotando que tuvo una dieta vegetariana y la presencia de los materiales alrededor de los restos.


65

ANÁLISIS POR ACTIVACIÓN NEUTRÓNICA (ANN)

Figura 20. Activación de un blanco de Co-59 mediante la irradiación con neutrones

Distribución de la Producción de cerámicos Identificación de Ce, Cr, Dy, Eu, Fe, La, Sm, Sc, Th y Yb, de los datos se deduce que los cerámicos del Cuzco coexistieron con la cultura Wari; y la fuente de los cerámicos fue la misma.

Figura 21. Grupos identificados por AAN de la composición Wari

Caracterización de Materiales Análisis de Gammas inmediatos producidos por Activación Neutrónica (PGNAA) se ha utilizado para análisis de muestras. La ventaja de esta técnica es su representatividad para grandes volúmenes. Las perforaciones de voladura se tienen que caracterizar de una manera eficiente y si es posible que sea en linea, porque llevar al laboratorio puede tomar algunos días para conocer el resultado de la medición. Caracterización In Situ por PGNAA


66

Tabla 3: Elementos analizados en función de la sensibilidad

Sistema PGNAA

Figura 22. Esquema del sistema PGNAA, usando la fuente de Cf-252 con energía de 2.3 MeV

Resultados en Perforaciones de Voladura

Figura 22. Diagrama y Resultados de análisis en Perforaciones de Voladura


67

Materiales Funcionales Materiales que responden a un estímulo externo. Sensores de Gas Fotocatálisis Bactericidas Electrocrómicos Películas Delgadas de Zn-Sn-O

Sin Irradiar 15 kGy 30 kGy 100 kGy

Figura 23. Análisis de Películas Delgadas de Zn-Sn-O irradiadas.

DRX de Películas Delgadas de Zn-Sn-O

Figura 24. Difracción de rayos X de Películas Delgadas de Zn-Sn-O


68

Conductancia de los sensores ante GNV

Zn:Sn 1:2 Zn:Sn 1:4

Figura 25. Conductancia de los sensores en función del tiempo

Materiales Funcionales Sonoquímica: El efecto de las ondas pueden producir o modificar las propiedades químicas en una solución.

Figura 26. Rango de Aplicaciones del ultrasonido

Los efectos químicos del ultrasonido (20 – 100 kHz) no se produce de una interacción directa con las moléculas. La sonoquímica se debe a la cavitación acústica: la formación, crecimiento e implosión de las burbujas en el líquido.

Figura 27. El colapso cavitacional produce ~5000 K, ~1000 atm, y >109 K/sec. (Suslick1998).


69

Nanopartículas de CuO

Figura 28. Esquema de preparación de solución de nanopartículas de CuO en 42 kHz, 75W

Figura 29. Difracción de Rayos X de CuO, d= 10 – 15 nm

8 kGy

15 kGy

25 kGy

Figura 30. SEM de nanoparticulas de CuO

Figura 31. SEM y TEM de CuO por Sonoquimica

Algodón Algodón-CuO

Figura 32. SEM de fibra de algodón-CuO


70

Actividad Bactericida

Figura 33. CuO – Gas

TiO2

Figura 34. Microscopia Electrónica del TiO2

Fotocatálisis del TiO2

Figura 35. Grafica de Absorción del TiO2

NiO

Figura 36. Difractograma del NiO


71

Propiedades como sensor de gas del NiO

Figura 37. Análisis de la distribución del Gas natural

Colaboradores

Dr. Julio Santiago

Dr. Alcides López

MSc. Javier Gago

Ing. Oscar Baltuano

Ing. Víctor Ramos

Ing. Paula Olivera

Ing. Eduardo Cunya

Ing. Mario Mendoza

Bióloga Kety León Estudiantes:

Roberto Colonia

Vanessa Martínez

Rocío Lobato

Paul Alvarado Financiamiento

CONCYTEC

OIEA


72

ENERGÍA: SITUACIÓN ACTUAL Y PERSPECTIVAS”

Oscar Armando García Pérez


Resumen En esta charla presentaremos un análisis de la situación energética mundial y sus perspectivas para las próximas décadas. Se tratarán los diversos sectores energéticos desde el punto de vista económico y tecnológico, enfatizando el caso del Perú y las energías renovables.


73

LA GEOTERMIA EN EL PERÚ - AVANCES Y PERSPECTIVAS

Ing. José Carlos Farfán

Instituto Geológico Minero y Metalúrgico - INGEMMET CONTENIDO INTRODUCCION

• ORIGEN DE LOS RECURSOS GEOTÉRMICOS • ANTECEDENTES

IMPORTANCIA DE LOS RECURSOS GEOTÉRMICOS SITUACION ACTUAL DE LA GEOTERMIA EN EL PERU ASPECTOS LEGALES ESTUDIOS REALIZADOS PERSPECTIVAS CONCLUSIONES INTRODUCCION ¿Qué es Energía Geotérmica? Geotermia: Fenómeno referido al calor almacenado en el interior de la Tierra Energía Geotérmica: Energía derivada del calor almacenado en el interior de la Tierra que se produce de forma continua y puede ser aprovechado por el hombre.

Erupción volcánica

Planta Geotérmica


74

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

Estructura interna de la tierra

http://www.geothermal.ch/eng/vision.html Stephen Lawrence, Leeds School of Business University of Colorado, Boulder, CO 80309-0419

Temperatura vs Profundidad

http://www.geothermal.ch/eng/vision.html Stephen Lawrence, Leeds School of Business University of Colorado, Boulder, CO 80309-0419

http://www.geothermal.ch/eng/vision.html



75

ORIGEN DE LOS RECURSOS GEOTERMICOS

Zonas para prospección geotérmica

Distribución de las Placas Tectónicas y Puntos de mayor entalpía en la tierra http://www.geothermal.ch/eng/vision.html Stephen Lawrence Leeds School of Business http://www.geothermal.ch/eng/vision.html

http://geothermal.marin.org/GEOpresentation/sld038.htm

Representación esquemática de un sistema geotérmico




76

Modelo de un Sistema Geotérmico

White, 1973.

Clasificación de los Recursos Geotérmicos según Tº del Reservorio

Muffer &

Cataldi (1978)

Hochstein (1990)

Benderitter & Corny (1990)

Nicholson (1993)

Axelsson & Gunnlaugsson

(2000)

Recursos de baja entalpía

< 90 < 125 < 100 ≤ 150 < 190

Recursos media intermedia

90 – 150 125 – 225 100 – 200 – –

Recursos de alta entalpía

> 150 > 225 > 200 > 150 > 190

Elementos de un Reservorio Geotermal


77

Antecedentes Históricos Los volcanes, fuentes termales y otros fenómenos termales inducieron a nuestros ancestros a suponer que el interior de la Tierra estaba caliente. Recién entre los s. XVI y XVII (excavaciones profundas en minas), el hombre dedujo por simple sensaciones físicas, que la temperatura de la Tierra se incrementaba con la profundidad. En Larderello, 1904, fue el primer intento de generar electricidad con vapor geotérmico. La generación de electricidad en Larderello fue un suceso comercial. En 1942 la capacidad geotermoeléctrica instalada alcanzaba los 127.650 kWe, luego de esto varios países le siguieron USA, Japón, México, Nueva Zelanda, entre otros.

La “laguna cubierta” (s. XIX), Larderello, usada para colectar las aguas calientes

boratadas y extraer el ácido bórico.

Larderello (1904), primera experiencia de

generación de energía eléctrica mediante vapor geotérmico. Su inventor, el Príncipe Piero Ginori

Conti. ESTUDIOS REGIONALES


78

MAPA GEOTÉRMICO DEL PERÚ

Mapa Geotérmico del Perú

FUENTE: INGEMMET 2007


79

IMPORTANCIA DE LOS RECURSOS GEOTÉRMICOS Impacto del Uso de los Recursos Geotermales

Fuente: JICA,2010

Uso de los Recursos Geotermales

Geo Education & Lindal, 1973.


80

Calefacción

Invernaderos

En Fujian, China, los hongos crecen (18 – 27 ºC). El tiempo de cultivo es menor de 02 meses (hongos necesitan toman entre 08 y 12 meses para madurar). Los invernaderos geotérmicos producen productos de mejor calidad y precios.

Acuacultura

Criadero de camarones en Wairakei,

Nueva Zelandia


81

Los langostinos y bagres alcanzan un buen nivel de crecimiento en temperaturas aproximadas a 32 ºC, con 50% del crecimiento alcanzado entre los 20 y 26 ºC respectivamente pero ambos disminuyen rápidamente su crecimiento en temperaturas más altas a éstas. Generación de Energía Eléctrica

Esquema conceptual de una planta geotérmica (vapor)


82

Desarrollo Actual de la Energía Geotérmica en el Mundo

Bertani, WGC 2010.

DESARROLLO DE LA GEOTERMIA

ASPECTOS LEGALES Ley Orgánica de Recursos Geotérmicos 26848, publicada el 21 de julio de 1997. Nuevo Reglamento de la LORG, publicado el 08 de abril del 2010.

Reconocimiento – Libre Exploración – Autorización Explotación – Concesión


83

INGEMMET viene apoyando en el proceso de evaluación técnica de los expedientes presentados a la DGE – MEM.

En la actualidad la DGE - MEM tiene 17 autorizaciones para la exploración de campos geotérmicos.

ESTUDIOS REALIZADOS - INGEMMET CODIFICACIÓN GEOREFERENCIACIÓN GEOLOGÍA LOCAL PARÁMETROS HIDRÁULICOS PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS COMPOSICIÓN QUÍMICA TIPO USOS Y RECOMENDACIONES

TRABAJO PUBLICADO EN 6 BOLETINES CON SUS RESPECTIVOS MAPAS.


84

En el 2007, INGEMMET participa a través de cooperación Japonesa en los trabajos de exploración geotérmica, para definir la Pre-factibilidad de dos campo geotérmicos (proyectos pilotos) para la construcción de plantas geotérmicas. Trabajos realizados con la consultora WEST JEC.

Modelo Hidro-geoquímico conceptual y patrón de flujos en el Campo Borateras


85

En el 2009 comenzamos la evaluación de las principales zonas geotermales del Perú, iniciando los trabajos en la zona sur del país, en las regiones de Tacna, Moquegua y Arequipa.


86

Manifestaciones geotermales en la región Tacna (≈ 200)

Fuente termal Calientes-Tacna

Fuente termal Borateras-Tacna

Fuente de vapor Calientes-Tacna

T = 20,0 – 90,0 ºC pH = 2,6 – 9,0 CE = 0,05 – 8,00 mS/cm TDS = 0,02 – 5,00 g/L

Manifestaciones geotermales en la región Moquegua (≈ 100)

Fuente de vapor Titire -Tacna

T = 67,3 – 90,0 ºC pH = 3,0 – 9,0 CE = 0,6 – 38,0 mS/cm TDS = 0,3 – 19, g/L


87

Manifestaciones geotermales en la Región Arequipa (≈ 100)

T = 14,0 – >100,0 ºC pH = 2,0 – 9,3 CE = 0,1 – 17,0 mS/cm TDS = 0,0 – 9, g/L

Geyser- Pinchollo

PERSPECTIVAS

Realizar estudios a detalle integrando adecuadamente información geológica, hidrogeológica, tectónica, geoquímica y geofísica.

El potencial y la diversidad de recursos geotermales con los que cuenta el Perú, nos indica que su explotación puede lograrse a diversas escalas y para diferentes usos, desde la generación de energía eléctrica con grandes centrales hasta la calefacción urbana o industrial. Para lograr todo esto es requisito fundamental tener una base técnica- científica en recursos geotérmicos.

La exploración y posterior explotación de nuestros recursos geotérmicos, nos permitirá tener una nueva fuente de generación de energía la cual puede cubrir parte de la gran demanda existente en nuestro país.

La capacitación técnica-científica del personal de diversas instituciones del estado peruano involucradas en geotermia es la base fundamental para impulsar su desarrollo, por lo que es importante que el gobierno establezca políticas que contribuyan a lograr este objetivo, en beneficio del país.

CONCLUSIONES Las regiones comprendidas en el Cinturón de Fuego del Pacífico son lugares con

mayor potencial para el desarrollo de la energía geotérmica. El eje volcánico sur que incluye las regiones de Arequipa Moquegua y Tacna, tiene

lotes con gran potencial para explotar la energía geotérmica. Los recursos geotérmicos son muy bondadosos y su aprovechamiento está basado

en el conocimiento científico, técnico y legal. Asimismo su adecuado uso permitiría lograr el desarrollo sostenible de muchos pueblos dentro de nuestro país.

Para impulsar la actividad geotérmica es necesario completar los estudios de base e identificar proyectos específicos, para lo cual será de mucha utilidad contar con el


88

apoyo de instituciones, agencias de desarrollo internacionales con recursos técnicos y económicos disponibles.

MUCHAS GRACIAS


89

MEDIDAS DE PREPARACIÓN ANTE SISMOS

Ing. MARÍA DEL ROSARIO GUEVARA SALAS

Asesora de Alta Dirección - INDECI SUMARIO 1. EFECTOS Y CONSECUENCIAS DE LOS SISMOS 2. ANTES, DURANTE Y DESPUES, RECOMENDACIONES GENERALES. 1. EFECTOS Y CONSECUENCIAS DE LOS SISMOS

DAÑOS EN INFRAESTRUCTURA.

MODIFICACION DE LA SUPERFICIE DEL TERRENO.

LIMITACION DE SERVICIOS FUNDAMENTALES.

PANICO E INSEGURIDAD.

VANDALISMO.

CRISIS ECONOMICA.

2. RECOMENDACIONES GENERALES SABER DONDE ESTAMOS

CONOCIMIENTO DEL LUGAR RECINTO O EDIFICACION. (material predominante, antigüedad, uso actual, etc.)

CONOCIMIENTO DEL ENTORNO.


90

QUE HACER ANTES?

IDENTIFICACION DE ZONAS SEGURAS (columnas, encuentro de columnas con vigas, caja del ascensor, caja de escalera, lejos de ventanas, etc.).

VERIFICACION DE LAS INSTALACIONES (agua, gas, electricidad, etc.)

FIJAR A LA PARED MUEBLES, REPISAS, LIBREROS (repisas, libreros, estantes, cuadros, espejos, etc.)

MANTENER LIBRE DE OBSTACULOS LAS VIAS DE CIRCULACION (muebles, macetas, gas, electricidad, etc.)

ORGANIZARSE (Plan de Seguridad, Practicar-Ensayar, etc.)

PREPARAR LA “MOCHILA PARA EMERGENCIAS”, “CAJA DE RESERVA”


91

QUE HACER DURANTE?

Conservar la calma, ayude a los demás si le es posible, ejecute lo practicado.

Si tiene la oportunidad de salir rápidamente del inmueble, hágalo, ¡¡No corra, camine ¡¡

Lleve consigo su maletín de emergencia.

Aléjese de ventanas y repisas o utensilios que puedan caer

Ubíquese en las zonas seguras previamente identificadas.

De ser posible corte la electricidad y el gas. QUE HACER DESPUES?

Al término del primer impacto, evacue hacia las zonas de seguridad externa.

Lleve consigo su maletín de emergencia.

Revise si su inmueble es habitable, revise también el estado de las instalaciones o servicios (agua, gas, electricidad, etc.)

Utilice solamente linterna, evite hacer fuego (fósforos).

Use mensajes de texto para comunicarse, si llama por teléfono sea breve.

Acuda al lugar de encuentro prestablecido con sus familiares.

Escuche la radio y atienda las recomendaciones de las autoridades.

Manténgase alerta y preparado pueden haber réplicas

Si se encuentra en zona costera o cerca al mar, aléjese de la playa, gane altura, ante la eventualidad de un tsunami.


92

FINACIAMIENTO PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN

DR. RAÚL ARRARTE MERA

¿QUÉ ES FONDOEMPLEO? El Fondo Nacional de Capacitación Laboral y Promoción del Empleo, denominado Fondoempleo, es una persona jurídica de derecho privado, creada mediante el Decreto Legislativo Nº 892 y reglamentada por el Decreto Supremo Nº 009-98 con el propósito de financiar proyectos destinados a capacitar trabajadores y promover oportunidades de empleo que sean sostenibles. Inició sus actividades en octubre de 1998. Fondoempleo evalúa, selecciona, financia y monitorea los proyectos de capacitación y promoción del empleo que se presenten a un concurso y resulten ganadores por la calidad de su formulación y por la viabilidad de lograr mejoras apreciables en empleabilidad, productividad y empleo. MISIÓN Consiste en promover el trabajo conjunto de empresas privadas, organismos no gubernamentales y entidades del sector público para el diseño y ejecución de proyectos que desarrollen competencias laborales y empresariales a través de actividades de capacitación y asistencia técnica, promoviendo así la generación de empleo y el aumento en los ingresos de la población en situación de pobreza. Fondoempleo aporta para ello los recursos que le asigna la ley y busca el cofinanciamiento de otros cooperantes. FINANCIAMIENTO Todo tipo de instituciones públicas o privadas pueden recibir financiamiento siempre que se presenten, en forma individual o asociada, al concurso de proyectos que se organiza anualmente y acrediten experiencia en las actividades que proponen realizar. Fondoempleo subcontrata la evaluación de los proyectos que se presentan al concurso a instituciones de prestigio que actúan con total independencia. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Los proyectos se califican sobre la base de cuatro criterios principales: 1. Impacto y Relevancia del Proyecto

Número de personas que acceden a nuevo empleo o a autoempleo remunerado que sea sostenible.

Número de personas que logre un aumento apreciable en sus remuneraciones en forma sustentable y/o en la calidad de su empleo.

Número de microempresas o nuevos emprendimientos autosustentables que se espera crear.


93

Valor estratégico del proyecto por su impacto en el desarrollo regional, aumento de productividad, o alivio de problemas sociales.

2. Viabilidad del Proyecto

Existe una demanda real y significativa para los bienes y servicios promovidos por el proyecto.

Canales y estrategias por los cuales la población objetivo podrá acceder a un empleo o mejorar su empleo están establecidos y son factibles.

La organización y gestión propuestas para el proyecto son adecuadas.*La experiencia y trayectoria de la o las instituciones solicitantes asegura el cumplimiento de los objetivos.

La experiencia y trayectoria de gestión del responsable del proyecto asegura el cumplimiento de los objetivos

3. Relación Beneficio-Costo del Proyecto

La rentabilidad social del proyecto es alta.

Existen aportes de contrapartida.

El costo por intervención es adecuado.

El costo de administración está acotado a límites razonables.

Venta de bases y registro de participantes: Del miércoles 2 al miércoles 16 de noviembre de 2011 Teléfono 446-0576 / 446-0814. Avenida Tejada 173 – Miraflores – Lima Consultas a: [email protected]

4. Factores Complementarios

El lugar en el que se desarrollará el proyecto corresponde al departamento en el que se originaron los aportes al Fondo.

Parte importante de la población beneficiaria es de escasos recursos.

Hay empresas del sector privado activamente involucradas en el auspicio, financiamiento o ejecución del proyecto.

XI CONCURSO DE PROYECTOS Pueden participar propuestas dirigidas a implementar los siguientes tipos de proyectos: 1. Capacitación e Inserción Laborales 2. Certificación de Competencias Laborales 3. Promoción y Consolidación de Emprendimientos Juveniles 4. Proyectos Productivos Sostenibles

mailto:[email protected]


94

CRONOGRAMA

Presentación de Proyectos: Convocatoria Domingo 30 de octubre del 2011

Registro de participantes: Del miércoles 2 al miércoles 16 de noviembre del 201.

Consultas sobre Bases: Del 2 al martes 8 de noviembre del 2011

Respuestas a Consultas: Lunes 14 de noviembre del 2011

Documentos Bases Aclaradas: Martes 15 de noviembre del 2011

Inscripción en Talleres de Elaboración de Proyectos: Hasta el 16 de noviembre del 2011

Talleres de Elaboración de Proyectos: Del lunes 21 de noviembre al viernes 2 de diciembre del 2011.

Consulta sobre Talleres Del lunes 5 al martes 6 de diciembre del 2011

Respuestas a consultas. Miércoles 7 diciembre del 2011

Presentación de Proyectos: Hasta el lunes 9 de enero del 2012 (en las oficinas de FONDOEMPLEO)

Evaluación de Proyectos: Cumplimiento de requerimientos técnicos mínimos (*)Martes 10 y miércoles 11 de enero del 2012

Propuesta Técnica: Del jueves 12 de enero al domingo 22 de enero del 2012.

Resultados de Evaluación Técnica: Lunes 23 de enero del 2012

Propuesta Económica: Del martes 24 al lunes 30 de enero del 2012

Entrega de resultados por evaluadores: Martes 31 de enero del 2012

Publicación de Proyectos Ganadores Miércoles 1 de febrero del 2012

Ajustes Institucionales para la firma de convenios- L1, L2, L3 Hasta el viernes 10 de febrero del 2012- L4 Hasta el viernes 24 de febrero del 2012

(**)Suscripción de convenios- L1, L2, L3 Hasta el lunes 13 de febrero del 2012- L4 Hasta el lunes 27 de febrero del 2012

Inicio de ejecución de proyectos:- L1, L2, L3Martes 14 de febrero del 2012- L4Martes 28 de febrero (sujeto a aprobación del calendario de actividades) (***)


95

FLUJOS DE VIENTOS EN LA CIUDAD UNIVERSITARIA DE LA UNIVERSIDAD

NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Y SU INCIDENCIA EN LA CONTAMINACIÓN

DEL AIRE POR MATERIAL PARTICULADO

Rubén Marcos Huatuco

Escuela Académico Profesional de Ingeniería Mecánica de Fluidos - UNMSM

Resumen Se presenta el análisis del comportamiento temporal de la velocidad y dirección del flujo del viento en tres (03) estaciones meteorológicas ubicadas en el edifico del rectorado, pabellón E.A.P. Ing. Mecánica de Fluidos y pabellón de Ing. Química, durante el mes de setiembre del 2010, los resultados permiten establecer su incidencia en la contaminación del aire por material particulado de diámetros menores o iguales a 10 micras (conocido como PM10), en la ciudad universitaria de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM). Asimismo, permitirá determinar las zonas de alto riesgo por el elevado nivel de PM10, que contenga niveles de afectación para la salud humana de los trabajadores, docentes y estudiantes, que circulan en los diversos ambientes de la universidad, en función al D.S.0074-2001-PCM, que establece los estándares de la calidad de aire para el Perú.


96

EVALUACIÓN DEL MODELO CLIMÁTICO CFS PARA EL PRONÓSTICO ESTACIONAL

DE ANOMALÍAS DE LA TEMPERATURA SUPERFICIAL DEL MAR EN LA REGIÓN

NIÑO 1+2

Jorge Reupo Vélez

Instituto Geofísico del Perú - IGP El Niño-Oscilación Sur (ENOS) es un fenómeno climático que provoca estragos a nivel mundial, siendo una de las regiones más afectadas la de América del Sur. Durante el ENOS se observan alteraciones en el comportamiento de variables oceánicas, tales como debilitamiento de los vientos alisios, incremento de la temperatura superficial del mar (TSM) y nivel de mar en el Océano Pacifico Ecuatorial (OPE). En Sudamérica, el Perú es uno de los países más afectados durante el evento climático (ENOS, La fase cálida del ENOS conocida como Fenómeno El Niño (FEN) se manifiesta principalmente por el aumento de la TSM, en el Pacifico Este generando intensa precipitaciones en la costa norte y sequías en la costa sur de Perú (Lagos et al., 2007). Para la fase fría del (ENOS) conocida como La Niña se caracteriza por presentar TSM más fría generando condiciones aproximadamente opuestas a las observadas en el FEN. El FEN es un tema de intenso estudio debido a su presencia activa en las anomalías climáticas que afectan a casi todo el planeta. En el Perú, el impacto de los eventos severos de 1982-83 y 1997-98 produjeron pérdidas económicas de 11.6% y 6.2% del PBI, respectivamente (MEF, 2011).

Ashok & Yamagata, 2009

Normal

El Niño El Niño

Modoki


97

En el desarrollo de este trabajo se busca mejorar los pronósticos de la TSM , para ello se trabaja con los resultados del modelo acoplado CFS de la NOAA El Climate Forecast System (CFS), modelo acoplado oceano-tierra–atmosfera de National Centers for Enviromental Prediction (NCEP), entro en funcionamiento en Agosto del 2004. Metodología El modelo y diseño experimental

El modelo hace un pronostico de 9 ‘lead’ cada uno representa un mes de pronostico, donde el primer lead es el resultado del mes en el cual se ingresaron las condiciones iniciales

Para cada mes pronosticado (9 leads) se hicieron 15 members ‘corridas’ (una por día )

Ejemplo: 15 ‘members forecast’ para cada mes m01-05 : 9-13 ene 1990 m06-m10 : 19-23 ene 1990 m11-m12 : 30-31 ene 1990 m13-m15 : 1-3 feb 1990 Para el análisis de los pronósticos se trabajó con el promedio de los 15 miembros Lead 1, mes con las condiciones iniciales lead 1 ,may 1997 lead 2 ,jun 1997 lead 3 ,jul 1997 . . . . . . . . lead 6 ,oct 1997 lead 7 ,nov 1997 . . . . lead 9 ,ene 1998 CFS-NCEP. Región Niño 3.4, Línea negra es la anomalía TSM observada, Línea roja promedio de los 15 leads.

Metodología Análisis de los pronósticos


98

Descargar la data de la variable sst (TSM) de la página web NCEP- NOAA para la región NIÑO1+2 (80ºW-90ºW,-10ºS -0)

Figura 1. Regiones Niño en que se ha dividido el Pacífico Ecuatorial para la vigilancia

del fenómeno El Niño-Oscilación del Sur (ENOS) Fuente: NOAA

Hacer series de tiempo (1982-2009) con las anomalías pronosticadas (9 leads) y observadas de TSM y estimar los índices de correlación entre ellas Resultados. Anomalías de TSM observada – anomalías de los pronósticos TSM


99

Resultados. Anomalías de TSM observada - anomalías de los pronósticos TSM

Resultados. Anomalías de TSM observada - anomalías de los pronósticos TSM


100

Resultados

Correlación de las anomalías de pronósticos TSM y TSM observada (1982 -2009) Región Niño 1+2 Correlación de las anomalías de pronósticos TSM y TSM observada sin eventos Niño (1982-1983,1997-1998), Región Niño 1+2

Conclusiones

Se observa una buena correlación entre los meses de Junio - Enero en la región Niño 1+2 (1982-2009).

El error de pronósticos se hace evidente a partir de L5 y en los meses de Febrero a Mayo en la región Niño 1+2 (1982-2009).

Se observa una buena correlación entre L1- L4 y en los meses de Mayo a Diciembre en la región Niño 1+2 (sin eventos Niño 82-83,97-98,02-03 ).

Los coeficientes de correlación lineal disminuye al no incluir los eventos Niño (82-83,97-98) en la región Niño 1+2


101

CURRÍCULO POR COMPETENCIAS

Lic. Jorge E. Huayna D.


ÁREAS SIGNIFICADOS

BÁSICA Corresponde a la etapa formativa básica e incluye los contenidos sobre la cultura general, las ciencias humanas, sociales y propedéuticas a toda carrera universitaria.

FORMATIVA O PROFESIONAL

Comprende los contenidos que posibilitan desarrollar las habilidades necesarias para el buen ejercicio de la profesión, ofreciendo herramientas y procedimientos necesarios para la carrera.

ESPECIALIZADA Incluye los contenidos teóricos y las metodologías de especialidad necesarias para la carrera en formación profesional.

COMPLEMENTARIA Incluye contenidos que complementan la formación integral del profesional, con una formación para desempeñarse en la gestión, liderazgo, ética, práctica de actividades culturales o deportivas y las prácticas preprofesionales.


102

Contenidos integradores que se desarrollan en todas las áreas y asignaturas así como en el desempeño del docente permitiendo lograr la formación integral del educando. Algunos de ellos son podrían ser:

Mentalidad Científica

Aprender a Aprender

Identidad personal, social y cultural

Dominio de Tecnologías de Información

Práctica de Valores y de una Ética de tercera generación

Es el total de experiencias de aprendizaje que deben ser cumplidas por el educando durante una carrera o profesión y que especifica, principalmente, el conjunto de asignaturas que han sido seleccionadas para el logro de determinadas competencias (genéricas y específicas) que están prefijadas en el Perfil del Egresado (Díaz – Barriga). Tiene cinco componentes: a. Cuadro de Asignaturas b. Mapa o malla curricular c. Sumillas d. Lineamientos Generales de las prácticas pre profesionales. e. Sílabos


103

DOMINIOS DE DESEMPEÑO

LABORAL

COMPETENCIAS

ESPECÍFICAS

DESEMPEÑOS

ESPECÍFICOS

CONTENIDOS

ASIGNATURAS

DIMENSIONES DEL PERFIL DEL

EGRESADO

ÁREAS CURRICULAR

ES

DOCENCIA

1… TICs en la Educación

Profesional Especialidad

2… Currículo Profesional Profesional

etc..

Dinámica de Grupos

Social Básica

GESTIÓN

1… Liderazgo Personal Complement

aria

2… Gestión

Educativa Personal Profesional

etc.

Calidad Educativa

Profesional Profesional

INVESTIGACIÓN

1…

Metodología de la

Investigación Profesional Básica

2… Historia de la

Ciencia Profesional Básica

etc. Creatividad e Investigación

Profesional Profesional

DOMINIO DE DESEMPEÑO

LABORAL

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS

DESEMPEÑOS ESPECÍFICOS

CONTENIDOS ASIGNATURA IDENTIFICADA

DOCENCIA Identifica y valora las Tecnologías de Información y Comunicación y las aplica en el desarrollo de actividades de enseñanza - aprendizaje

Maneja las herramientas tecnológicas de información y comunicación.

Programa actividades de aula con las TICs.

Aplica las TICs para desarrollar competencias en el educando.

• Gestión de la información.

• Uso de buscadores. • Uso de marcadores. • Contenidos

educativos digitales. • Videos

(Broadcasting). • Sonidos (Podcast).

TICs en la Educación

GESTIÓN

INVESTIGACIÓN


104

CÓDIGO ASIGNATURAS CONDICIÓN HT HP TH CRÉDITO

AB.09.101 • Estilos y Estrategias de Aprendizaje

• • Etc….

O 1 6 7 4


AP.09.202 • Tecnología de la Información y Comunicación en la Educación I.

• • Etc…

O 2 2 6 4

CÓDIGO

ASIGNATURAS CONDICIÓN HT HP TH CRÉDITO

AE.09.24 Perú Prehispánico

Etc…

O 1 6 7 4


AC.O9.106 Taller I

Etc…

E - 4 4 2


105

I SEMESTRE

Req. Código Asignatura Cond HT HP TH Crd.

AB.09.101 Estilos y Estrategias de Aprendizaje O 1 6 7 4

AB.09.102 Psicología Educativa O 3 2 5 4

AB.09.103 Comunicación Oral y Escrita O 1 6 7 4

AB.09.104 Pensamiento Lógico Matemático I O 1 6 7 4

AB.09.105 Filosofía de la Educación O 3 2 5 4

AC.09.106 Idioma I O 4 4 2

Total 9 26 35 22

Código Asignaturas Sem. HT HP TH Crd.

AB.09.101 Estilos y Estrategias de Aprendizaje I 1 2 7 4

AB.09.102 Psicología Educativa I 3 2 5 4

AB.09.103 Comunicación Oral y Escrita I 1 6 7 4

AB.09.104 Pensamiento Lógico Matemático I I 1 6 7 4

AB.09.105 Filosofía de la Educación I 3 2 5 4

AB.09.107 Realidad Nacional II 2 4 6 4

AB.09.108 Perú en el Contexto Educativo Internacional II 2 4 6 4

Código Asignatura Sem. HT HP TH Crd.

AC.09.106 Taller I • Danza I • Música y Canto I • Teatro I • Futbol • Ajedrez • Voleybol

I 4 4 2


106

AC.09.112 Taller II • Danza II • Música y Canto II • Teatro I • Basquet • Atletismo • Pintura

II 4 4 2

Es el instrumento que muestra la lógica de la distribución y secuencia de las asignaturas que corresponde a una carrera y que puede presentarse a través de un diagrama de flujo o de una matriz Ver ejemplo de malla curricular.

Es elemento importante de la asignatura que enlaza el trabajo de microprogramación curricular realizado por el docente de aula con el trabajo de diseño curricular que realiza la institución superior. Es elaborado por la propia institución y precisa cuatro aspectos:

a. Área al que corresponde la asignatura. b. Naturaleza de la asignatura. c. Propósito de la asignatura, o sea lo que se desea lograr con ella, con relación al

Perfil del Egresado. d. Las Unidades que abarca el contenido de la asignatura. e. Prerequisito

(La metodología de formulación de la sumilla se muestra en el libro. Diseño Curricular, p. 133)

Contiene la descripción precisa de los contenidos y estrategias para que el futuro profesional, de manera gradual, aplique sus conocimientos teóricos y prácticos en situaciones reales que tienen que ver con el desempeño en los diversos campos ocupacionales correspondiente a su futura profesión. Este aspecto importante del Plan de Estudios se elabora luego de elaborarse la MATRIZ DE ANÁLISIS OCUPACIONAL Y FUNCIONAL DEL EDUCADOR y de considerarse la Matriz de Identificación de las Asignaturas en función del Perfil del Egresado (ver elaboración del Plan de Estudios: paso A).


107

Es un componente del Plan de Estudios que define las responsabilidades de los educandos, las metas y logros del aprendizaje, los estándares y criterios de evaluación, el modelo de comunicación entre el docente y los educandos. También precisa la logística de la asignatura, tales como las actividades o mini proyectos de investigación dentro y fuera del aula, los materiales, las fuentes de lectura, etc. Su programación y ejecución es responsabilidad del docente de aula. Es la última etapa de materialización del Plan Curricular y de su éxito depende todo el éxito de dicho Plan. He ahí el rol insustituible del docente de aula. (La metodología de formulación del sílabo se muestra en el libro Diseño Curricular p. 132 )

CONCLUSIONES El sílabo es el documento donde se formula la programación del proceso de aprendizaje de un área o subárea, recoge y organiza pedagógicamente las orientaciones del CURRICULO.


108

El aprendizaje significativo es un proceso de construcción del conocimiento que considera la integración de los saberes previos de los alumnos con los nuevos. Esto se logra organizando las sesiones de aprendizaje. El diseño de la organización de clase pasa por 3 momentos: inicio, desarrollo y cierre. Las técnicas de enseñanza aplicables a la educación superior son múltiples entre ellas: Exposición, interrogatorio, demostración, investigación bibliográfica y hemerográfica, investigación de campo, discusión dirigida. El currículo convencional, diseñado por objetivos, trabaja con relación a la predicción de cambios conductuales a operarse en los estudiantes y, al establecimiento de contenidos, entendidos como paquetes de información. El enfoque de competencias, concibe los aprendizajes de los estudiantes independientemente de los contenidos de que se trate. Interesan aquí los procesos de aprendizaje desarrollados por los alumnos A diferencia del sílabo por objetivos el sílabo por competencia enfatiza la descripción de las capacidades que se buscan y su desagregación en las dimensiones conceptual, procedimental y actitudinal El modelo de sílabo por competencia sigue el siguiente esquema:

I. DATOS GENERALES, II. SUMILLA,

III. COMPETENCIAS GENERALES, IV. PROGRAMACION DE CONTENIDOS, V. CRONOGRAMA DE ACTIVIODADES

VI. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS, VII. MATERIALES EDUCATIVOS Y OTROS RECURSOS DIDACTICOS,

VIII. INDICADORES, TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN, IX. BIBLIOGRAFIA SUGERENCIAS

Culminar de elaborar la propuesta Plan Curricular; discutirla en la Comisión de Reestructuración Curricular - en la que participen no sólo docentes de la Universidad, sino también egresados, representantes del sector empresarial vinculados al sector industrial; vincular el esfuerzo a la necesidad que como país tenemos de no postergar más en el Perú: la innovación e investigación; elaborar un plan de implementación -presupuesto, docentes, infraestructura, etc.-; y poner en marcha el cambio, para dar un salto cualitativo en la formación de ingenieros industrial en el Perú.

El perfil profesional del ingeniero industrial tiene que estar actualizado periódicamente, dado que una de sus principales herramientas es la tecnología de


109

información y comunicaciones, la cual evoluciona y en ocasiones da saltos cualitativos importantes en períodos muy breves.

Es fundamental validar y discutir ampliamente la “Matriz de identificación de las asignaturas en función del perfil del egresado”, porque a partir de allí se desencadena el currículo que se necesita para la formación de ingenieros industriales. Esta discusión debe ser inclusiva y con participación de docentes y alumnos, pero sin excluir a los egresados -que están viviendo la profesión- a los empresarios y entes gubernamentales –que se están beneficiando o perjudicando por la actual formación de los egresados- y al Colegio Profesional, quienes tienen que buscar la integración la profesión con el desarrollo nacional

Es necesario adecuar las estrategias de enseñanza – aprendizaje, potenciando la capacidad del futuro ingeniero de sistema de aprender a aprender, y de comprender su entorno; para ello deberá el alumno, integrar a sus mecanismos de aprendizaje, la investigación para la creación de conocimiento, como punto de partida para la innovación, tema fundamental para cualquier ingeniero vinculado a las tecnologías.

Al evaluar a los alumnos de la faculta es recomendable incorporar los siguientes criterios: Diferenciar entre evaluación de seguimiento y evaluación de control, considerar la coherencia entre la actuación docente y el sistema de evaluación, cuidar la variedad y gradualidad de las demandas que se formulan en la evaluación, introducir fórmulas innovadoras de evaluación, mejorar las técnicas convencionales y llevar a cabo una selección adecuada con los propósitos perseguidos, proporcionar información previa para orientar el aprendizaje y esfuerzo del estudiante y retroalimentación posterior respecto a la evaluación efectuada, proporcionar sugerencias u orientaciones para hacer posible la mejora, establecer un sistema de revisión de exámenes y nivel de efectividad, contemplar la graduación de las modalidades de evaluación de los primeros años de carrera a los últimos, valorar y reconocer aprendizajes adquiridos fuera de las clases y vinculados a la ingeniería de sistemas. De otro lado, es fundamental darle una mayor ponderación en la formación del ingeniero a las prácticas profesionales, para ello se debe implementar mecanismos de promoción, de acompañamiento, seguimiento y evaluación de las prácticas pre-profesionales, no se debe olvidar que es en esa etapa de la formación donde se evidencian los primeros resultados de la calidad en la formación universitaria.

“La peor locura que he observado en el mundo, es querer cambiar algo, haciendo lo mismo.”

Albert Einstein


110

TELECONEXIONES ATMOSFÉRICAS ASOCIADAS A DOS TIPOS DE EL NIÑO”

César Arturo Sánchez Peña

Instituto Geofísico del Perú - IGP

Resumen El objetivo principal de este tema de investigación es obtener una orientación sobre el comportamiento de ondas ecuatoriales, para poder visualizar la propagación de las mismas, en particular las ondas Rossby y Kelvin ecuatoriales. Dentro de las teorías sobre el fenómeno de El Niño, la onda ecuatorial de Kelvin, producida por la relajación de los vientos alisios del este, es uno de los elementos fundamentales. Estos vientos alisios mantienen normalmente un gradiente zonal del nivel del mar y la profundidad de la termoclina. Al debilitarse anormalmente los vientos, la pendiente del nivel del mar y la termoclina está en desequilibrio dando origen a la onda ecuatorial de Kelvin que puede producir un aumento de la temperatura del agua en el pacifico oriental. Partimos de las ecuaciones de Navier Stokes para conseguir un modelo simplificado de aguas poco profundas luego estas ecuaciones se discretizaron por medio del método de diferencias finitas centradas.


111

LA SUPERCONDUCTIVIDAD COMO EJEMPLO DE CONEXIÓN ENTRE LA FÍSICA

BÁSICA Y LA APLICADA

Dr. Ángel Guillermo Bustamante Domínguez

LABORATORIO DE CERÁMICOS Y NANOMATERIALES. FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS - UNMSM

Jorge García D.1*,Lizbet León F.,1 A. Díaz S.1 Jesús Flores S.1, Mirtha Pillaca1, Ana M.

Osorio2.,Luis De Los Santos V.3,4, and J. C. González 6 1Laboratorio de cerámicos y nanomateriales, Facultad de Ciencias Físicas, UNMSM, Apartado Postal 14-

0149, Lima 14, Perú. 2Facultad de Química e Ingeniería Química, UNMSM, Av. Venezuela S/N, Lima 1, Perú.

3Cavendish Laboratory, University of Cambridge, J.J. Thomson Av., Cambridge CB3 OHE, United Kingdom.

4 Materials and Structures Laboratory, Tokyo Institute of Technology, 4259 Nagatsuta-cho, Yokohama 226 – 8503, Japan.

5Grupo de Investigación de Superficies, Intercaras y Láminas Delgadas, Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla – CSIC – Univ. Sevilla. Calle Américo Vespucio 49, Isla de la Cartuja.41092 Seville - Spain.

INTRODUCCION La superconductividad es una línea de investigación de la física de la materia condensada y en abril del 2011 se celebró a nivel internacional los primeros 100 años de su descubrimiento por el holandés Heike Kamerlingh Onnes quien midió la resistencia del mercurio de alta pureza enfriado a la temperatura de 4.2 K y mostró que a esa temperatura la resistencia se hace cero. En 1913 gana el premio Nóbel por sus estudios del helio liquido. Esta repentina transición hacia un estado de resistencia eléctrica nula fue un heraldo de los posibles inventos por venir, tales como: trenes magnéticamente levitados, cables superconductores, computadoras cuánticas, nueva generación de teléfonos móviles, nuevos equipos de resonancia magnética, etc. Los materiales superconductores tanto del tipo I como del tipo II comenzaron a ser presentados como productos tales como los magnetos a base de NbTi con una temperatura critica (Tc) entorno de 9 K y son básicamente enfriados a helio. Desde 1987 el YBCO y el Bi-2223 son compuestos que destacan por tener un Tc de 92 K y 110K respectivamente, muy por encima de la temperatura de nitrógeno líquido (77 K) de fácil acceso y posibilita tener muchas aplicaciones tecnológicas. La primera generación (1G) de alambres, fabricado usando los superconductores de BSCCO (Bi2Sr2CaCu2O8 y Bi2Sr2Ca2Cu3O10) usando el proceso de deformación de polvo en tubo similar al de baja temperatura, tiene una arquitectura de muchos filamentos dentro de una matrix de plata.


112

La fabricación de cintas Ag/Bi-2223 por el método de polvo en tubo (PIT)


113

Incrementando el núcleo y mejorando el alineamiento de los granos por un proceso adicional de laminación

Rocking curve


114

Ilustración esquemática de la arquitectura de un Conductor resultante del método de

polvo-alambre en tubo (powder-wire-in-tube method – PWIT)

Bi-2212 colado con un Tc 80K

Ruta del tratamiento térmico para el

proceso de cintas de Ag/Bi-2212 preparadas por recubrimiento por

inmersión (dip-coated)


115

Ilustración esquemática Para la preparación de cintas de Ag/Bi-2212 por colado en cinta y su ruta térmica.

Diagrama esquemática para la deposición electroforética de Bi-2212 sobre un sustrato de plata

Comparación de la textura del eje c y una alineación de granos biaxial

Para la textura en el eje c la dirección cristalográfica c de todos los granos (A-D) son alineados perpendicular a la superficie de la cinta, mientras que una distribución aleatoria resulta para las direcciones a y b. Para una película biaxialmente texturado (lado derecho) ambas direcciones cristalográficas c y a de todos loa granos E-H están alineados. La segunda generación (2G) de alambres también denominados conductores recubiertos, usa el YBCO (Tc 90K) en filmes finos depositados epitaxialmente sobre


116

sustratos texturados dando lugar a cintas superconductoras con un Jc de 5 MA/cm2 en contraste con la Jc a 77K de un alambre de 1G sin textura biaxial que es de 50 kA/cm2.

Ion-beam-assisted deposition (IBAD) sobre

un sustrato metálico policristalino

Diagrama esquemático de texturamiento por laminación asistida de cintas de Ni como sustratos para la preparación de

películas de YBCO biaxialmente alineados


117


118

Actualmente la empresa American Superconductor produce cintas superconductoras y los cables son producidos por la empresa alemana NEXANS, como ejemplos de física aplicada o ciencia de los materiales. En el EUCAS 2011 en el cual participe, esta generando expectativa el superconductor MgB2 con un Tc=39 K por ser mas favorable en la forma de alambres y el asunto pasa por buscar un buen liquido que lo enfríe.


119

Aimant RMN 900 MHz, 21 T

Bloc rotor de 5 MW avec excitatrice (image fournie par American Superconductors)


120

Pero la investigación de tener otros sistemas superconductores sigue adelante y desde el año 2008 se descubrieron los Superconductores dopados con fluor LaFeAsO (Tc=26 K) y SmFeAs (Tc=55 K) similares a los cupratos por los planos CuO2. Otros SC son los denominados chalcógenos FeCh que incluyen al selenio (Se) y el telurio (Te). En varios países se han hecho actividades relativos a los 100 años de la Superconductividad (SC) y esta presentación es parte de ella en la que debemos de resaltar la contribución de cinco físicos ganadores de premios Nobel en esta área de la Física y a todos que modestamente contribuyan al enriquecimiento de la física básica y aplicada.


121

METODOLOGÍA Y PROBLEMÁTICA DE LA TESIS PARA OBTENER EL TITULO

PROFESIONAL EN CIENCIAS FISICAS CON APLICACIONES EN CARACTERIZACION

DE MATERIALES

Dr. Eusebio C. Torres Tapia

Espectroscopia Mössbauer en Ciencias de los Materiales, Instituto de Investigación de Física – UNMSM – FCF

Metodología y Problemática de la Tesis para obtener el Título Profesional en Ciencias Básicas En este siglo es fundamental impulsar la investigación interdisciplinaria de las ciencias básicas porque vivimos en un momento que las nanociencias es la nueva fuerza móvil de la revolución científica-tecnológica. Su dimensión es superior a todo lo conocido en el siglo pasado: El salto cuántico en la física fue al inicio del siglo 20 y la poderosa microelectrónica creadora de la sociedad de la información, la nanociencia y nanotecnología son disciplinas multidisciplinarias que para impulsar su desarrollo requiere los conocimientos de los físicos, químicos, biólogos, matemáticos, electrónicos e informáticos. La Facultad de Ciencias Física dispone del equipo(1) que nos permite estudiar el comportamiento de las nanopartículas de hierro que en la actualidad tiene aplicaciones tecnológicas (nanofísica aplicada en nanomateriales: nanoestructuras magnéticas, nanoferritas para aplicaciones biomédicas, control de calidad de medicamentos que contienen nanopartículas de hierro, bacterias magnéticas, ferrofluidos, ferritina, etc., etc.)(2), para su interpretación requiere los conocimientos de la aplicación de la Física Cuántica. Para el éxito del desarrollo de un tema para una tesis es importante definir un problema actual que cuente con referencias, tiene que delimitarse el desarrollo del área(3), tiene que estar orientada con aplicaciones específicas que puedan desarrollarse y que cuenten con infraestructura, para culminar en un tiempo prudencial (sustentación en 16 meses). _______________________ 1. Espectroscopia Mӧssbauer (Laboratorio de Espectroscopía Mӧssbauer (1975), FCF-UNMSM), 2. LACAME-2010 3. E. Mourad and J. Cashion: Mössbauer spectroscopy of environment materials and their industrial

utilization, Ed. Spriger Verlag (2004)


122

CLASIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

TIPO DE TESIS TEORICA Relacionado con la simulaciones

TEORIA

PROBLEMAS DE SIMULACION

PROGRAMAS -CODIGOS

RESULTADOS

CONCLUSIONES

REFERENCIAS

EXPERIMENTAL

INDICE

RELACION DE FIGURAS

RELACION DE TABLAS

INTRODUCCION

TEORIA

METODO EXPERIMENTAL

RESULTADOS

REFERENCIAS

APENDICE DESARROLLO DE LA TESIS

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

REFERENCIAS ACTUALIZADAS

ORGANIZACION (MEDICIONES EXPERIMENTALES)

RESULTADOS

CONCLUSIONES REDACCION DE LA TESIS

TITULO (REFLEJA LA ACTIVIDAD DESARROLADA)

RESUMEN


123

INDICE

RELACION DE FIGURAS

RESUMEN

INTRODUCCION (MOTIVACION Y ORGANIZACION DE LA TESIS)

ASPECTOS TEORICOS

METODOS (DETALLES EXPERIMENTALES)

RESULTADOS

DISCUSION Y CONCLUSIONES

REFERENCIAS

EFECTO MÖSSBAUER

ESPECTROSCOPIA MÖSSBAUER


124

ESPECTROS MÖSSBAUER: FERRITA Y MAGHEMITA

APLICACIONES DE INTERES TECNOLOGICO

NUEVOS MATERIALES

NANOPARTICULAS DE OXIDOS DE HIERRO

NANOFERRITAS

NANOFIBRAS

APLICACIONES BIOMEDICAS

CONTROL DE CALIDAD DE MEDICAMENTOS

NONITOREO DE LOS MATERIALES DEL MEDIO AMBIENTE

MATERIALES MAGNETICOS BLANDOS UTILIZADOS A NIVEL INDUSTRIAL

ARCILLAS DE INTERES INDUSTRIAL: CATALIZADORES

CONTROL DE LA CORROSION CENTROS INDUSTRIALES

CONTROL DE CALIDAD DE LA PRODUCCION DE IMANES PERMANENTES

MINERALES DE INTERES INDUSTRIAL

FERROFLUIDOS

METALURGIA: ACEROS DE INTERES INDUSTRIAL

NANOFERRITAS PARA REVISTIMIENTO DE AVIONES MILITARES (EVASION DE LOS RADARES DEL CONTROL AEREO)


125

8. EXPOSICION DE PROYECTOS

ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DE EFECTOS MAGNÉTICOS EN EL TRANSPORTE

ELECTRÓNICO DE CUASICRISTALES NANO-ESTRUCTURADOS: EL CASO DEL

SISTEMA ICOSAÉDRICO Al64Cu23Fe13

Landauro Sáenz Carlos Vladimir

Laboratorio de Difracción de Rayos X, Facultad de Ciencias Físicas - UNMSM

Resumen Los cristales aperiódicos, más conocidos como cuasicristales (CC), han atraído la atención de los investigadores desde su descubrimiento debido a sus exóticas propiedades físicas. El interés por entender el origen de dichas propiedades, además de las potenciales aplicaciones tecnológicas en que pueden ser empleados son dos razones primordiales para estudiar estos nuevos materiales. Para ser aleaciones basadas en elementos metálicos sorprende, por ejemplo, su bajo coeficiente de fricción, su alta dureza, baja energía superficial y buena resistencia al desgaste. Se les considera también como buenos candidatos para aplicaciones termoeléctricas. Dichas propiedades podrían ser explotadas aún más incluyendo un parámetro adicional: la nanoestructuración del material. La dificultad radica en controlar estas propiedades en función del tamaño de grano. Así, el estudio de las propiedades electrónicas de las contrapartes nanoestructuradas de estos nuevos materiales es de relevancia actual. En el presente proyecto se propone estudiar la influencia de los posibles momentos mangéticos presentes en el material sobre el transporte electrónico de los cuasicristales nanoestructurados, específicamente para el caso del CC isaedrico Al64Cu23Fe13. El objetivo es realizar este proceso en forma controlada y así poder obtener CCs nanoestructurados a diferentes tamaños de grano para luego medir su correspondiente conductividad eléctrica (CE) en el rango 4 - 300 K. Medidas de Resonancia Ferromagnética y cálculos teóricos de momentos magnéticos en modelos afines permitirán determinar la influencia del magnetismo en la CE. Para el presente estudio se dispone de equipos de síntesis y caracterización de materiales, así como para medir la CE.


126

MAGNETOCONDUCTANCIA DE REDES DE ANTIPUNTOS Y EFECTO FARADAY EN

EL GRAFENO”

Rivera Riofano Pablo Héctor

EAP de Física, Facultad de Ciencias Físicas - UNMSM

Resumen Cuando se construye una red de antipuntos sobre una gran cinta de grafeno se superpone una superestructura artificial con un nuevo parámetro de red y que al interactuar con un campo magnético el flujo efectivo sobre un área dado respecto al cuanto de flujo magnético aumenta. La formación de niveles de Landau en estos sistemas dependen esencialmente de un desorden provocado por la nueva superestructura que provoca scattering elásticos que definen otros caminos para los portadores. Como la distribución de carga en estos sistemas responsables de la magnetoconductancia no han sido identificados, pretendemos calcular la magnetoconductancia de redes finitas de antipuntos cuánticos y determinar la distribución de las densidades de portadores para diferentes regímenes. Por otro lado, recientes observaciones han mostrado que las láminas simples y múltiples de grafeno, independientemente del substrato generan una transmisión a ángulos bastante pronunciados respecto a la polarización del haz incidente, el efecto Faraday. Desde el punto de vista del electromagnetismo clásico el ángulo de la polarización depende del espesor del material que atraviesa el haz en presencia de un campo magnético estático a lo largo de la propagación y perpendicular a la muestra. En el caso del grafeno, el espesor es de una distancia atómica. En este caso, simularemos un haz de radiación que se propaga perpendicular al grafeno en presencia de un campo magnético que también es perpendicualr al grafeno. Consideramos los casos en que las oscilaciones de campo AC están en la dirección armchair, zigzag y los casos combinados e identificaremos los mecanismos que se manifiestan para generar los resultados experimentales.


127

INFLUENCIA DE LA ESTRUCTURA EN LAS PROPIEDADES DE ARCILLAS: UN

ESTUDIO POR DIFRACCIÓN DE RAYOS-X Y TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS

Dra. Elvira L. Zeballos Velásquez

MIEMBROS Y COLABORADORES

Dr. Mario Ceroni G., Dr. Arturo Talledo, Lic. Alejandro Trujillo Quinde, Lic. Mirian Mejía Santillán, Lic. Rocío Montalvo Balarezo, Patricia Melero Sandoval, Edgar Tello Chávez, Mery

Miñano Layza, Omar Fernandez Herrera, Luis Cottos Zela Laboratorio de Cristalografía de Rayos X, Instituto de Investigación de Física, Facultad de Ciencias Físicas. Montmorillonitas Las montmorillonitas tienen la propiedad de hincharse al entrar en contacto con el agua libre. El hinchamiento se debe a la gran afinidad que tiene la montmorillonita (arcilla expansiva) con las moléculas de agua, la cual es absorbida, formando parte de la estructura molecular del mineral. La actividad superficial de la caolinita (arcilla no-expansiva) es pequeña. La unión entre todas las retículas es lo suficientemente firme para no permitir la penetración de moléculas de agua.

Figura 1. SISTEMAS NANOMÉTRICOS

PREPARACIÓN DE MUESTRAS Se utilizó un horno de tres etapas, Modelo PT 1600; donde las muestras fueron sometidas a temperaturas desde 100°C hasta 1,200°C, con intervalos de 50°C; tiempo de tratamiento de 2


128

horas y velocidad de ascenso de 5oC/min., en ambiente de aire. Para cada temperatura fue usada una nueva muestra.

Figura 2. Sistema de Preparación de Muestras y Tratamiento Térmico

MEDIDAS DE DIFRACCIÓN DE RAYOS-X

Los difractogramas fueron obtenidos con un difractómetro Bruker, geometría -2, con

radiación de Cu(K). Condiciones de medida: Tensión/Corriente : 40 kV/40 mA. Paso/Tiempo por paso: 0.02°/4s Intervalo de medida : 4o a 65o


129

Figura 3. Equipo de Difracción de Rayos X


130

Figura 4. Espectros de difracción de rayos X IDENTIFICACIÓN DE FASES La identificación fue realizada con los programas CSM (Crystallographica Search-Match) y PDFWIN que utilizan la base de datos PDF (Powder Diffraction File), preparada por el ICDD (International Centre for Diffraction Data).

Figura 5. Patrones de difracción de rayos X, Identificación de Fases

FASES IDENTIFICADAS:

Montmorillonita-Ca

Vermiculita

Muscovita

Caolinita

Nacrita

Cuarzo

Illita

Albita


131

Mullita

Hematita

Figura 6. Diagramas de difracción de rayos X

MÉTODO DE RIETVELD Modelamiento teórico de la reflectividad experimental mediante el refinamiento de los parámetros estructurales. Análisis cualitativo y cuantitativo de la estructura de muestras monofásicas o multifásicas, a partir de medidas de difracción de rayos-X (y de neutrones). Proporciona información de los parámetros estructurales que correlacionados con las propiedades físicas, permite un control de calidad del material analizado. La intensidad de la reflectividad calculada está determinada por la suma de las contribuciones de las reflexiones vecinas para todas las fases p en una muestra multifásica, más el incremento del background b (este puede ser refinado interpolando varios puntos fuera de los picos de reflexión del difractograma experimental)

bipKKKiKKppRci yPLAsFAbsSy 222

sp : factor de escala para la fase p SR : función efectos de rugosidad superficial Ab : factor de absorción FK : factor de estructura

: función de modelamiento de la reflexión As : función de asimetría LK : función Lorentz-polariz. y multiplicidad PK : función de orientación preferencial ybi : contribución del background


132


133

Figura 7. Difractograma refinado con Método de Rietveld


134

Figura 8. Utilización del Programa TOPAS.

Figura 9. Cálculos con el Programa TOPAS.

Tabla 1: Características de las Fases

FASES STT TEMPERATURA (

oC)

100 150 200 250 300 350 400

Montmorillonita-A 14.86 14.86 14.86 14.86 14.86 Montmorillonita-B 10.03 9.92 9.92 9.92 9.82 Caolinita 7.27 7.27 7.27 7.27 7.27 7.27 7.27 7.27 Muscovita (002) 10.02 10.02 10.02 10.02 10.02 10.00 10.00 10.00

Siendo el tamaño de una molécula de agua alrededor de 2.02 Å se puede esperar que una disminución mayor a ese valor de la distancia interlaminar podría deberse a que esta especie está siendo removida. Cuando se calienta la montmorillonita y se logran temperaturas menores a 200 oC, el agua que se pierde es mayormente la que se encuentra en la superficie de la montmorillonita. A temperaturas mayores el agua localizada en los espacios interlaminares se comienza a evaporar y salir fuera del material. En la Tabla 1 se observa para la montmorillonita una disminución de la distancia interlaminar de 14.86 Å (temperatura ambiente) hasta 9.82 Å (400 oC), ello es debido a que las moléculas de agua están siendo removidas por efecto de la temperatura. La literatura señala que las montmorillonitas cálcicas con distancias interlaminares cercanas a 15 Å tienen una doble capa de agua. Por ello, las dos capas de agua que ocupaban el espacio 5.04 Å (14.86 – 9.82) están siendo removidas, principalmente entre 250 °C hasta 400 °C. En el caso de la caolinita y muscovita la disminución de la distancia interlaminar al aumentar la temperatura es muy pequeña, ya que no tienen capas de agua u otra sustancia en el espacio interlaminar.


135

Figura 10. Distribución de Temperatura de las Fases.

Tabla 2: PORCENTAJE EN PESO DE LAS FASES

FASES STT TEMPERATURA (

oC)

100 150 200 250 300 350 400

Montmorillonita 3.99 3.72 2.93 2.93 2.90 2.91 2.91 2.91 Caolinita 24.44 20.94 20.96 17.50 17.43 17.44 16.86 16.40

PLASTICIDAD Propiedad por la cual mediante la adición de una cierta cantidad de agua, la arcilla adquiere la forma deseada. Esta propiedad depende de su morfología laminar, tamaño de la partícula y la capacidad de hinchamiento. El aumento de la plasticidad de las arcillas hace posible que puedan ser más manejables.

Figura 11. Plasticidad de la Arcilla.

MEDIDA DE LA PLASTICIDAD LÍMITES DE ATTERBERG


136

Figura 12. Límites de Atterberg o límites de consistencia.

Los límites de Atterberg o límites de consistencia se utilizan para caracterizar el comportamiento de los suelos finos. El nombre de estos es debido al científico sueco Albert Mauritz Atterberg. (1846-1916). Los límites se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino solo pueden existir 4 estados de consistencia según su humedad. Así, un suelo se encuentra en estado sólido, cuando está seco. Al agregársele agua poco a poco va pasando sucesivamente a los estados de semisólido, plástico, y finalmente líquido. Los contenidos de humedad en los puntos de transición de un estado a otro son los denominados límites de Atterberg. COPA DE CASAGRANDE Límite líquido: Cuando el suelo pasa de un estado semilíquido a un estado plástico y puede moldearse. Para la determinación de este límite se utiliza la Copa de Casagrande. Límite plástico: Cuando el suelo pasa de un estado plástico a un estado semisólido y se rompe. Límite de retracción o contracción: Cuando el suelo pasa de un estado semisólido a un estado sólido y deja de contraerse al perder humedad.

Figura 13. Copa de Casagrande


137

Índice de plasticidad: Ip = wl – wp Índice de fluidez: If = pendiente de la curva de fluidez Índice de tenacidad: It = Ip/If Índice de liquidez: IL = (Wn - Wp) / (Wl - Wp) (Wn = humedad natural)

Figura 14. Método de Copa de Casagrande

CURVA DE FLUJO

w = −F . log N + C ω : contenido de humedad en porcentaje de suelo seco. F : constante (índice de flujo) N : número de golpes C : constante

Figura 15. Curva de Flujo

Ensayo Límites de Consistencia ASTM D4318 Límite líquido (%): 47.54 Límite plástico (%): 27.92 Índice plástico (%): 19.62

Figura 16. Ensayo Límites de Consistencia ASTM D4318, (Laboratorio de Mecánica de Suelos -

Universidad Nacional de Ingeniería)


138

Ensayo Límite de Contracción: Límite de Contracción (%):22.19

Figura 17. Ensayo Límite de Contracción

ENSAYO DE DUREZA VICKERS Es un método para medir la dureza de los materiales EQUIPO Microdurómetro con punta de diamante que puede ejercer una fuerza máxima de 2 k. Se presiona el indentador contra una probeta; se mide las diagonales de la impresión cuadrada y se halla el promedio.

Figura 18. Equipo Microdurómetro (Laboratorio de Sputtering – Universidad Nacional de Ingeniería)

Determinación del número de dureza:

HV = (1.8544 * F) / d2 (Kg/mm2)


139

Figura 19: Esquema del Ensayo Tabla 3: Medidas de Dureza

MUESTRA FUERZA

(g/fuerza) DIAGONAL

(mm) DUREZA

Promedio DUREZA

P-STT (0) P-STT (1) P-STT (2)

50 50 50 50 50 50 50 50 50

64.0 72.2 60.5 68.6 71.4 67.5 68.1 67.0 67.6

22.6 17.8 25.3 19.7 18.2 20.3 20.1 20.7 20.3

20.6

P-200 50 50 50

66.4 70.1 60.1

21.0 18.9 25.7

21.9

P-300 50 100 100 100

65.5 93.0 82.0 84.0

21.7 21.4 27.6 26.3

24.2

P-800 100 100 100 100

87.7 92.5 81.8 83.8

24.1 21.7 27.7 26.4

25.0

CONCLUSIONES PARCIALES 1. Medidas de Difracción de Rayos-X

Los componentes de las muestras fueron determinados, identificándose fases arcillosas y otros minerales: montmorillonita-Ca, cuarzo, caolinita, albita, muscovita, vermiculita, nacrita, illita, mullita, hematita, entre otros.

Amorfización de la fracción arcillosa a partir de 1000°C, aproximadamente, y la aparición de nuevas fases cristalinas (mullita, hematita).

2. Refinamiento estructural por el Método Rietveld

Disminución progresiva de la distancia interlaminar de la montmorillonita (001): de 14.86 A° (temperatura ambiente) a 9.82 A° (400°C), debido a la eliminación del agua superficial y de los poros, así como de la contenida en los espacios interlaminares de las capas de los silicatos, característica de las arcillas expansivas. La caolinita y la muscovita, arcillas no-expansivas, no presentaron variación en la región interlaminar con el aumento de la temperatura.

Mayor porcentaje de arcillas no-expansivas: caolinita 24%, montmorillonita 4%. 3. Ensayos de plasticidad

Índice plástico (%):19.62 4. Ensayos de dureza

Aumento de la dureza con la temperatura: de 20.6 (STT) a 25.0 (800°C)


140

5. El programa TOPAS basado en el Método de Rietveld de refinamiento estructural aplicado en este trabajo, constituye una valiosa herramienta para la determinación cuantitativa de parámetros decisivos en los cambios estructurales, así como para la determinación del porcentaje en peso de las fases antes y después de cada tratamiento térmico.

REFERENCIAS 1. Moore, D.M. X-Ray Diffraction and the identification and analysis of clay minerals. Oxford

University Press (1997) 2. Fancio E. Tesis de Maestría Aplicação do Metodo de Rietveld para Análise Quantitativa de

Fases dos polimorfos da Zircônia por Difração de Raios X Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares Universidade de São Paulo (1999)

3. Jimenez Salas, J. A., De Justo Alpañes, J. L.(1975). "Geotécnica y Cimientos". Vol. I. "Propiedades de los Suelos y de las Rocas.", 2da. Edición. (1975)

4. Manual de Procedimientos. Laboratorio de Análisis de Suelos. 5. Rietveld, H.M. A Profile Refinement Method for Nuclear and Magnetic J.Appl. Cryst., 2, 65-

71.(1969) 6. Klug, H.P., Alexander L.E. X-Ray Diffraction Procedures for Polycrystalline and Amorphous

Materials. John Wiley & Sons USA (1974) 7. Azaroff, L.V. Elements of X-Ray Crystallography. McGraw-Hill Inc. U.S.A. (1968) 8. Bish, D.L., Post, J.E. Modern Powder Diffraction. Mineralogical Society of America Reviews

in Mineralogy volume 20 (1989). 9. BRUKER AXS GMBH. TOPAS. User´s Manual.


141

PRODUCCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PELÍCULAS DELGADAS

SUPERCONDUCTORAS DE YBa2Cu3O7 SOBRE SUSTRATO SrTiO3 PREPARADAS

POR DEPOSICIÓN QUÍMICA.

Ángel Guillermo Bustamante Domínguez, Jorge Luis García Dulanto

LABORATORIO DE CERÁMICOS Y NANOMATERIALES. FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS. Av. VENEZUELA s/n, LIMA- 1 Colaboradores

Ángel Bustamante D.1, Jorge Garcia D.1*,Lizbet León F.1, A. Díaz S.1, Jesús Flores S.1, Mirtha Pillaca1, Ana M. Osorio2.,Luis De Los Santos V.3,4, and J. C. González 5

1Laboratorio de cerámicos y nanomateriales, Facultad de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Apartado Postal 14-0149, Lima 14, Perú. 2Facultad de Química e Ingeniería Química, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Av. Venezuela S/N, Lima 1, Perú. 3Cavendish Laboratory, University of Cambridge, J.J. Thomson Av., Cambridge CB3 OHE, United Kingdom. 4Materials and Structures Laboratory, Tokyo Institute of Technology, 4259 Nagatsuta-cho, Yokohama 226 – 8503, Japan. 5Grupo de Investigación de Superficies, Intercaras y Láminas Delgadas, Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla – CSIC – Univ. Sevilla. Calle Américo Vespucio 49, Isla de la Cartuja.41092 Seville - Spain. Estructura cristalina de los HTS La estructura perovskita El término perovskita se usa para representar familias de estructuras, generalmente cúbicas, cuya clase genérica está representada por ABO3 , donde el átomo A es más grande que el átomo B.

Figura 1. Estructura Perovskita ABO3 tipo A

La perovskita puede ser descrita como un conjunto de octaedros BO6 que comparten sus vértices, creándose grandes cavidades que ocupan los cationes A, más voluminosos, como muestra la Figura 1, que es un caso de Perovskita tipo A. La estructura perovskita también puede representar si se mueve el origen de la celda unitaria al centro del cuerpo, esto es a/2 + b/2. Entonces se tiene los átomos A en cada vértice, los átomos de B en el centro del cuerpo y un átomo de oxígeno en el centro de cada cara, como se muestra en la Figura 2.


142

Figura 2. Estructura Perovskita ABO3 tipo B

El sistema 123 es una celda triple perovskita del tipo ABO3 con deficiencia de átomos de oxigeno. La estructura cristalina del sistema Y123 (YBa2Cu3O7-δ) es una estructura ortorrómbica perteneciente al grupo espacial pmmm. La imagen de esta estructura la podemos apreciar en la figura 3.

Figura 2. Estructura cristalina del sistema Y123 (YBa2Cu3O7-δ)

Preparación del compuesto (Solución) YBa2Cu3O7 Materiales (a) Cu(COOCH3)2.1H2O 0.8991g acetato de Cu (b) Y(COOCH3)3.4H2O 0.5075 g acetato de Y (c) Ba(COOCH3)2 0.7668 g acetato de Ba

Figura 3. Materiales y solución YBa2Cu3O7


143

Figura 4. Preparando para el Decantado

Solución Y123 con surfactante

Solución Y123

Figura 5. Soluciones superconductoras

Figura 6. Materiales para depositar las soluciones

Sustrato y crisol las dimensiones del sustrato SrTiO3 son aproximadamente de 5mm x 10mm.

Figura 7. Sustrato y crisol


144

Vista en detalle

Figura 8. Deposición de las soluciones sobre los sustratos

Solución depositada en el sustrato antes del tratamiento térmico

Figura 9. Tratamiento térmico de las muestras

Calcinado

Sinterizado

Figura 10. Calcinado y Sintetizado de las muestras

(a) a 820oC

(b) a 840oC


145

(c) a 860oC

Figura 11. Tratamiento térmico del Y123 sobre SrTiO3

Figura 12. Preparación para el análisis de DRX

(a) 820oC

(b) 820oC, escala semi logaritmica

(c) 840oC

(d) 860oC

Figura 13. DRX de la muestra a diferentes temperaturas, Y123 sobre SrTiO3


146

Figura 14. Imágenes con microscopio óptico, Y123 sobre SrTiO3 a 820oC

Figura 15. Microscopio óptico, Y123 sobre SrTiO3 a 820oC



147





148

Figura 20. Graficas del momento magnético vs temperatura, muestra 820oC

Figura 21. Graficas del momento magnético vs temperatura, muestra 840oC


149

Figura 22. Graficas del momento magnético vs temperatura, muestra a 860oC

Conclusiones Se ha preparado y caracterizado el compuesto superconductor Y123 en forma de película

sobre el sustrato cerámico SrTiO3 usando el método de deposición química (método tradicional)

Este es un método a un costo muy bajo que nos permite seguir el estudio de los materiales superconductores

Se comprobó con las diferentes técnicas, que se logro fabricar un superconductor, así lo señala los análisis de la DRX, y la medida de magnetización Vs T

Referencias

U. Poppe, N. Klein, U. Dähne, H. Soltner, C. L. Jia, B. Kabius, K. Urban, A. Lubig, K. Chmidt, S. Hensen, S. Orbach, S. Müller, H. Piel, J. Appl. Phys. 71, 5572, (1992).

Guinier. “X-ray diffraction in crystals, imperfect crystals, ans amorphous bodies”. Dover Publications, (1994).

N. W. Aschcroft, N. D. Mermin, “Solid State Physics” HRW International Editors, Hong Kong (1987).

S.U.K. Nair, P.R.S. Warriar, J. Koshy, Bull. Mater. Sci. 25, 95-99, (2002).

O. Ortiz Díaz, J. Roa-Rojas, D.A. Landínez Téllez, Aceptado para publicación en la Revista Mexicana de Física.

H. S. Kwok, Q. Y. Ying. Physica C 177 122 (1991)

Gardiner, D.J. (1989). Practical Raman spectroscopy. Springer-Verlag. ISBN 978-0387502540


150

ESTIMACIÓN DE LOS SEDIMENTOS SUSPENDIDOS EN EL SISTEMA MARINO DE

USANDO DATOS IMÁGENES DEL SATÉLITE DEIMOS

Joel Rojas Acuña1 y Julio Aquije Chaclatana2 Gregório L.G. Teixeira2 y Edward Alburqueque

Salazar1 1Universidad Nacional Mayor de San Marcos (Perú) 2Federal University of Espírito Santo (Brasil) JUSTIFICACIÓN

Transporte de los sedimentos;

Cuantificación de los sedimentos;

Equipos de medición. En este sentido es importante:

El desarrollo de metodologías para cuantificar con más precisión la concentración de los sedimentos suspendidos;

La fuente de datos de entrada en los modelos numéricos computacionales;

Entendimiento mas fino del transporte de los sedimentos suspendido en los ambientes acuáticos (ríos, lagunas, estuarios y océanos).

OBJETIVOS Objetivo General El objetivo general de este trabajo es ampliar el conocimiento sobre la dinámica de la concentración de sedimentos suspendidos en los sistemas estuarinos y su relación con los patrones de circulación hidrodinámica en la región metropolitana de Vitoria, en Espíritu Santo- Brasil, y Paracas en Perú.


151

METODOLOGIA Recolección de material bibliográfico. Adquisición de datos imágenes level 0r del satélite DEIMOS-1. Procesar los datos y realizar las correcciones radiométricas, atmosféricas y geométricas con

el software PachaRicaj y el modelamiento con MOHID. Convertir los Números Digitales a Radiancia y Reflectancia. Obtener los patrones hidrodinámicos con simulación numérica usando el modelo

hidrodinámico MOHID. Aplicar técnicas estadísticas para relacionar las concentraciones de sedimentos suspendidos

en la superficie con la reflectancia. Preparación del Informe Final. Publicación en las Revistas de Geofísica del IPGH.

Figura 1. Área de Estudio - Sistema Estuarino da Grande Vitória

- Metales pesados junto de los sedimentos (Jesus et al., 2004); - Resuspensión de los sedimentos por la acción de las olas (Oliveira, 2009).

Figura 2. Área de Estudio Paracas y Chimbote


152

Propiedades Ópticas de los Sedimentos Variación de las propiedades ópticas por la presencia de los sedimentos (Jerlov, 1968). Absorción en el intervalo espectral del color azul y irradia en el intervalo espectral del

amarillo castaño (Hoepffner; Sathyendranath, 1993). Las dos cantidades, radiancia y reflectancia son útiles en el análisis cualitativa y cuantitativa

de los sedimentos.

Modelo MOHID El modelo soluciona las ecuaciones primitivas incompresibles 3-D. Se asume un equilibrio hidrostático así como las aproximaciones de Boussinesq y Reynolds. Todas las ecuaciones debajo han sido obtenidos tomando en cuenta esas aproximaciones. Las ecuaciones de balance del momentum para las velocidades horizontales del flujo medio

están en coordenadas cartesianas:

MOHID Water MOHID Water is a three-dimensional numerical program to simulate surface water bodies (oceans, estuaries, reservoirs).


153

MOHID Graphical User Interface (MOHID GUI) MOHID GUI is a Microsoft Windows based application designed to manage input (pre-processor) and output data files used and generated by MOHID (post-processor). It also serves as the main application which joins all MOHID software. It is written in Microsoft Visual Basic .NET and uses some executable extensions written in FORTRAN 95

Figura 3 – Modelo bio-óptico semi-analítico de la reflectancia de sensoramiento remoto

[http://www.physics.miami.edu/~chris/envr_optics.html Satélite Deimos-1 El Deimos-1 es un pequeño satélite de observación de la Tierra (Figura 4), de 100 kilos, seis cámaras a bordo para fotografiar el territorio de cualquier parte del mundo, 20 metros de resolución espacial y 660 km de ancho de barrido. Tiene una capacidad de imagen y un tiempo de revisita sin precedentes en su nivel de resolución espacial.


154

Está integrado en la constelación internacional DMC (Disaster Monitoring Constellation) que está formada por satélites del Reino Unido, China, Nigeria, Argelia y Turquía, fabricados asimismo por SSTL. Lleva bordo el sensor SLIM-6-22

Figura 4.

Sensor SLIM-6-22 El sensor SLIM-6-22 (Surrey Linear Imager – 6 Channels - 22 meters) es un sensor lineal dual que realiza un barrido tipo ‘push broom’, utilizando el movimiento orbital de la plataforma DMC para capturar la radiación reflejada por la superficie en un ancho de barrido de 660 km.

Figura 5. Distribución de los canales en el sensor SLIM-6-22

Calculo de la Radiancia

Cuando calculamos los valores de la radiancia TOA para imágenes DMC, hay dos formulas que pueden ser usadas.

Para Productos L1R y L1T.

La ecuación (3) es la convención usada en los archivos DIMAP.

Esta formula debe ser solo aplicada a imágenes DMC que son procesadas a los niveles productos L1R y L1T.

Rescalada BiasRescalada Ganancia

NDRadiancia

(3)


155

Donde: ND = Radiancia escalada

La ganancia y el bias rescaladas son coeficientes escalado sin unidades usadas para convertir las radiancias escaladas de regreso a las radiancias TOA verdaderas.

Los coeficientes de escalado (ganancias y bias) son únicos para cada imagen y son almacenados en los archivos metadato que acompañan a cada uno de los productos L1R y L1T.

Las unidades de radiancia es Wm-2sr-1μm-1. Calculo de la Reflectancia La reflectancia TOA de una imagen puede ser calculada al usar la ecuación (4), sin consideración de los niveles del producto, sin embargo, esto no toma los efectos atmosféricos.

s0λ

λ

2

λcosθE

Lπdρ (4)

Donde: ρλ = Reflectancia TOA en la banda espectral λ. D = Distancia Tierra – Sol (AU) Lλ = Radiancia TOA en la banda espectral λ [Wm-1 sr-1 μm-1]. E0λ = Irradiancia solar exo-atmosférica normalizada para 1 AU [Wm-1 μm-1]. θs = Angulo cenit del sol [o]. Los valores de la radiancia TOA pueden ser extraidas al aplicar los coeficientes escalados

Tabla 1: Especificaciones Ópticas del sensor SLIM-6-22

Especificaciones

Sensor Eastman Kodak KLI-14403 Linear CCD: Numero de Detectores = 14,436 Tamaño del detector = 5.0 μm x 5.0 μm

IFOV(campo de visión instantáneo) 32.1 x 10-6 rad = 0.00184° = 6.62 arc sec

FOV(campo de visión) 25.97°

Tamaño del pixel 22.001 metros en el nadir

Tabla2. Especificación de los canales espectrales

Banda Espectral (Descripción)

Rango Espectral (μm)

Banda Espectral Equivalente (ETM+)

GREEN 0.52 – 0.60 2

RED 0.63 – 0.69 3

NIR 0.77 – 0.90 4

DE01_SL6_22S_1T_20101216T133715_20101216T133808_DMI_0_26c1.TIF DE01 : Deimos 1 SL6_22S : Nombre del sensor (Slim-6-22) 1T : Nivel de procesamiento de la imagen


156

L0R=Imagen RAW con corrección radiométrica (0R) L1R=Imagen registrada derivada de L0R (1R) L1T=Imagen ortorectificada derivada de L1R (1T) 20101216: Fecha de adquisición de la imagen (Año/mes/día) T133715: Tiempo inicial de escaneo de la imagen (hora/minuto/segundo) T133808: Tiempo final de escaneo de la imagen (hora/minuto/segundo) DMI: Empresa distribuidora de la imagen (Deimos Imaging) 0_26c1: ID de la escena TIF: Formato de la imagen Pre – Procesamiento de las Imágenes DEIMOS-1 Radiancia TOA Para calcular la radiancia en la TOA (top of atmosphere) para imágenes L1R y L1T (ortorectificadas) se utiliza la siguiente ecuación:

[

] (5)

Reflectancia TOA La reflectancia TOA no toma en cuenta los efectos atmosféricos y se puede calcular aplicando la siguiente ecuación

(6)

Donde:

= Reflectancia TOA en la banda espectral d = Distancia Tierra – Sol [AU]

L = Radiancia TOA en la banda espectral [Wm-2sr-1m-1]

E0= Irradiancia Solar Exoatmosférica normalizada para 1AU [Wm-2m-1]

= Angulo zenith solar [o] Concentración de Sedimentos Suspendidos Los primeros estudios con el objetivo de obtener algoritmos para la estimación de la concentración de sedimentos en suspensión (S) en el agua a partir de datos de reflectancia obtenida remotamente comenzaron a ser realizados en la década de 1970 (Ritchie et al., 1976, Holyer, 1978, Amos y Alfoldi, 1979). La estimación de S a través de las medidas remotas depende de la correlación entre ésta variable y la reflectancia en el agua (Novo et al.1989, a, b). Varios trabajos indican la siguiente relación funcional entre S y la reflectancia:

Log (S) = a + bLog(R) (7)


157

Otros trabajos aparecieron en las décadas de los 80 y 90, mostrando una mayor complejidad debido a procesos de interacción (reflexión, refracción, absorción e dispersión) de la Radiación Electromagnética (Luz) con superficies líquidas. Con el experimento realizado por Tassan (1987) en el mar Adrático se obtuvo la siguiente relación para la banda TM-2 de Landsat (Banda Green DEIMOS)

Log (S) = (3.08 ± 0.27) + (1.70 ± 0.14) Log (R(0.570)) (8) Y para la banda 3 la siguiente relación (Banda Red DEIMOS)

Log (S) = (2.70 ± 0.08) + (1.06 ± 0.05) Log (R(0.660)) (9) Datos Imágenes de Satélite

DE01_SL6_22S_1R_20101216T133715_20101216T133808_DMI_0_26c1

DE01_SL6_22T_1T_20101213T134239_20101213T134327_DMI_0_26a3

DE01_SL6_22S_1T_20101216T133715_20101216T133808_DMI_0_26c1

DE01_SL6_22P_1T_20100629T160156_20100629T160235_DMI_0_1d7d

Figura 6. Imágenes satelitales


158

RESULTADOS PARCIALES

Figura 7. Tratamiento de Imágenes satelitales


159

Figura 8. Velocidad [m/s] y Elevación del nivel de agua [m]

Figura 9. Tratamiento de imágenes de satélite de Chimbote - Perú


160

Figura 10. Tratamiento de imágenes de satélite de Paracas - Perú

Conclusiones La calibración (radiancia, reflectancia) y la ortorectificación de dos imágenes de satélite

DEIMOS han sido obtenidas. El modelo MOHID esta preparado y funcionando para ambas áreas de estudio. Se validará los resultados por satélite con la campaña de mediciones in situ que se realizara

en julio y agosto 2011.


161

CARACTERIZACIÓN MINERALÓGICA Y ELEMENTAL DE SUELOS CONTAMINADOS

POR RELAVES MINEROS DEL DISTRITO DE HUACHOCOLPA, PROVINCIA DE

ANGARES, HUANCAVELICA-PERÚ

Fabián Salvador Julio Andrés

Laboratorio de Fluorescencia de Rayos X, Facultad de Ciencias Físicas - UNMSM

Resumen El 25 de Junio del 2010 un dique de la empresa minera "La caudalosa" colapsó y ocasionó que grandes masas de relaves mineros se vertieran a los ríos Totora y Opamayo, distrito de Huachocolpa, provincia de Huancavelica. Arsénico, cadmio, cobre, hierro, manganeso, plomo y zinc fueron encontrados en alarmantes concentraciones, según los análisis que mandó a elaborar la Autoridad Nacional del Agua (ANA), adscrito al ministerio de agricultura. Los estudios de caracterización de las muestras de suelos por difracción de rayos x (DRX) mostaron que existen compuestos minerales de plomo y el análisis elemental por fluorescencia de rayos x de energía dispersiva (FRX-ED) mostró que los elementos presentes como el hierro, plomo y arsénico se encuentran en cantidades alarmantes, sobre todo los dos últimos elementos que son muy dañinos para la salud del ser humano. Además se hizo la cuantificación elemental por absorción atómica cuyos valores en ppm van hasta los 67,45 para el caso del plomo. Finalmente se hizo mediciones de PH.


162

CARACTERIZACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN DE ELECTRONES EN HACES DE

FOTONES DE MEGAVOLTAJE DE USO CLÍNICO”

Márquez Pachas José Fernando


Resumen La influencia de la contaminación electrónica en la especificación de la calidad de haces terapéuticos de fotones, el cual incrementa la incertidumbre en la determinación de la dosis absorbida en el volumen de interés, representa un problema en radioterapia. Actualmente no existe un modelo que proporcione la distribución de dosis debida a esta contaminación. Por ello, en este trabajo se planteo investigar y caracterizar la contaminación electrónica producida en el cabezal del acelerador lineal y en la columna de aire entre el cabezal y el paciente. El trabajo fue desarrollado empleando haces de fotones de 6 MV y 18 MV generados en los aceleradores lineales Siemens Modelo: Primus Mid yPrimus High. Se diseñó y confeccionó un desviador magnético basado en imanes permanentes de Neodimio el cual tiene por objetivo desviar la radiación secundaria (contaminación electrónica) y cuya distribución es medida con películas radiográficas. Las medidas de dosis serán tomadas con cámaras de ionización calibradas. La influencia de la contaminación electrónica será verificada mediante los índices de calidad determinados por los protocoles TG51 y TRS 398. Este trabajo permitió caracterizar la contaminación electrónica y con ello será posible corregir los factores de calibración del haz contribuyendo a garantizar la calidad y seguridad de los tratamientos radioterapéuticos.


163

ESTUDIO DEL MODELO DE WESS-ZUMINO-WITTEN COMO UN TIPO DE TEORÍA

CUÁNTICA DE CAMPOS

Villegas Silva Fulgencio, Benítez del Águila Héctor, Negrón Huamán Rene, Culqui

Rodríguez Manuel Facultad de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos - UNMSM

Objetivos OBJETIVO PRINCIPAL: Estudio del modelo de Wess-Zumino-Witten (WZW). OBJETIVOS ESPECIFICOS: 1. Estudio de los conceptos básicos de teoria cuantica de campos. 2. Estudio de las algebras de virasoro y Kac-Moody y su relación con la física. 3. Estudio del Teoría conforme de campos y sus aplicaciones a física. 4. Estudio de la naturaleza física y tratamiento matemático del modelo de

Wess_Zumino-Witen, estudio de su acción y su termino topológico. Bosones, fermiones y su simetría: SUPERSIMETRIA Las partículas elementales se clasifican en dos grandes familias: BOSONES: luz “fotones”, W, Z, → “Interacciones” FERMIONES: electrones, protones, quarks → “Materia” En la década de los 70 Wess y Zumino propusieron una simetría entra las dos familias: supersimetría Fermiones pueden ser vistos como bosones y viceversa. Materia puede ser vista como luz, y viceversa


164

El primer modelo en la física de partículas fue presentado en el año 1973 por Julius Wess y Bruno Zumino.[1] Este modelo, conocido con el nombre de Modelo de Wess-Zumino, no es un modelo real de la naturaleza, sino más bien, un modelo mínimo supersimétrico con solo un Fermion y su super compañero Boson. A pesar de que el modelo de Wess-Zumino no representa un modelo físico real, sirve por su sencillez de modelo ejemplo para mostrar ciertos aspectos de los modelos físicos supersimétricos. El primer modelo supersimétrico compatible con el modelo estandar de la física de partículas llamado Modelo Mínimo Estándar Supersimétrico (MSSM), fue enunciado en el año 1981 por Howard Georgi y Savas Dimopoulos. Según el MSSM, las masas de los super compañeros se podrán observar en la región entre 100 GeV hasta 1 TeV mediante el acelerador de partículas conocido como "gran colisionador de hadrones" (en inglés, Large Hadron Collider, LHC), terminado de construir en el año 2008 en la frontera franco-suiza. Los científicos esperan poder demostrar mediante el LHC la existencia de los super compañeros de las partículas elementales ya conocidas.

El modelo de Wess-Zumino-Witen (WZW) esta descrito por la acción:

A partir de esta acción pretendemos calcular la ecuación dinámica. Para ello variamos


165

De donde

Expandiendo en variables x y t

Utilizando las variables en el cono de luz Z= t+x, 𝒁=t-x

Donde ≡ 𝑧 y ≡ 𝑧 Definiendo la corriente J y su dual como:

Concluimos que las ecuaciones de movimiento son las conservaciones de las corrientes

Invariancia y simetrías conforme

Las simetrías conformes obedecen al algebra de Kac-Moody

Conclusiones

El modelo de WZW es un modelo matemático útil para estudiar la relación entre campos bosonicos y fermionicos en dos dimensiones.

EL modelo de WZW es un modelo de teoría de campos en dos dimensiones (teoría conforme)

La soluciones al modelo de WZW son las algebras de Kack - Moody.


166

Bibliografía [1]. J. Wess and B. Zumino, Phys.Lett. B37 (1971) 95. [2]. O. Babelon, D. Bernard, M. Talon, Introduction to classical integrable

systems,Cambridge University [3]. P. Goddard, D. Olive, Kac-Moody and Virasoro algebras in relation to quantum

physics, Int. J. Modern Physics A vol. 1 No. 2 (1986) 303-414. [4]. A. Nichols, The SU(2)0 WZNW model, School and Workshop on Logarithmic

Conformal Field Theory, Tehran, Iran, 2001. [5]. J. Balog, L. Feh_er, L. O'Raifeartaigh, P. Forg_acs, A. Wipf, Toda theory and W-

algebras from gauged WZNW point of view, Ann. Phys. 203 (1990) 76-136. [6]. K. Hosomichi, A Correspondence between H+(3) WZW and Liouville theories on

discs, Proceedings of Cargese Summer School on Strings and Branes: The Present Paradigm for Gauge Interactions and Cosmology, Cargese, France (2006), [arXiv:hep-th/0701260].

[7]. S. Iguri y C. Nuñez, Coulomb integrals for the SL(2,R) WZW model, [ar- Xiv:0705.4461].


167

ESTUDIO DE LA FORMACIÓN DE ASFALTENOS EN LOS ACEITES DE LUBRICANTES

PARA MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA Y SUS EFECTOS EN LOS

PARÁMETROS DE OPERACIÓN.

Valderrama Romero Andrés Cesar

EAP Ingeniería Mecánica de Fluidos, Facultad de Ciencias Físicas - UNMSM

Mecanismos del desgaste

Abrasión

Tribo-oxidación

Fatiga de superficie (pitting)

Como se aprecia el desgaste en el pin (bulón) del pistón

Factores que intervienen en el proceso de lubricación en los componentes del motor


168

Cómo el aceite protege a su motor

En un motor, el aceite del motor está alojado en el cárter.

La bomba de aceite hace circular el aceite a través de una malla, que desplaza a las partículas extrañas, luego pasa a través del filtro de aceite, que retiene los contaminantes.

El aceite filtrado circula luego a través de los conductos en el block del motor hasta los cojinetes, el mecanismo de válvulas y los pistones y las paredes de las camisas antes de retornar al cárter.

Una válvula de derivación asegura que el aceite igualmente alcance todas las piezas del motor aún cuando el filtro se haya tapado.

Durante la circulación a través del motor, el aceite sirve para lubricar las piezas, mantener al motor libre de herrumbre y depósitos, sellar los anillos del pistón y las válvulas contra la fuga de gases de combustión, enfriar las superficies internas calientes.

Principal propiedad del aceite: Viscosidad

La viscosidad de un aceite (esto es, su resistencia a fluir) es un criterio básico para predecir el desempeño del motor.

A bajas temperaturas, un aceite debe ser lo suficientemente delgado (de suficientemente baja viscosidad) para permitir un arranque fácil y rápido flujo del lubricante a las piezas críticas del motor.

Clasificación del aceite del motor diésel

Clasificación SAE


169

Clasificación API (Instituto Americana de petroleo)

CATEGORIA AÑO SERVICIO

CA 1940 para motores bajo servicio

CB 1949 servicio moderado

CC 1961 para motores presentados 1961

CD 1955 para motores de dos tiempos

CD-II 1987 Para motores de 4 tiempos y alta velocidad

CE 1987 Para motores sobrealimentados y de aspiración natural

CF 1994 Para todo los motores diésel que utilizan más combustible con más de 5% azufre

CF-2 1994 Para motores de dos tiempos, remplaza CD-II

CF-4 1990 Para motores de cuatro tiempos sobrealimentados y de aspiración natural

CG-4 1995 Todo lo anterior y además satisfacen las normas de emisiones de 1994

CH-4 1998 Todo lo anterior y además las normas de 1998, en lugar de (CD,CE,CF-4, CG-4

Aceite multigrado para motor Los aceites multigrados para motor están formulados para satisfacer los requisitos de más de un grado SAE de viscosidad, pueden por lo tanto ser usados en un rango de temperaturas más amplio que los aceites de grado simple. Un aceite multigrado se identifica por dos designaciones de grado SAE. Ejemplo: Una designación SAE 5W-30 indica que el aceite actúa como un SAE 5W a temperaturas frías (W define "winter", invierno en inglés, o clima frío, propiedades de flujo) y como un aceite de grado SAE 30 temperaturas normales de operación Clasificación API para servicio de los aceites ACEITES PARA MOTORES A GASOLINA

SC Para vehículos de 1964 a1967, incluye aditivos detergentes y dispersantes a la vez ofrecen protección contra el desgaste, la herrumbre y la corrosión.


170

SD Para motores a partir de 1968 ofrecen mayor protección contra el desgaste, la herrumbre y la corrosión.

SE Para motores modelo 1972 y posteriores, ofrecen mayor protección contra corrosión, los depósitos por alta temperatura (lodos) y la oxidación del aceite.

SF Para motores a partir de 1980, efectúa protección contra oxidación del aceite, formación de depósitos, herrumbe y corrosión

SG Adecuado para motores modelo 1989, se recomienda usar en motores recién reparados

SH Adecuado para motores modelo 1993 de inyección electrónica de combustible, turbocargados o supercargados.

SJ Adecuado para motores modelo 1996 turbocargados supercargados o de inyección electrónica, especialmente preparado para reducir el desgaste durante el arranque y reducir el consumo de combustible.

ACEITES PARA MOTORES A DIESEL

CA Servicio ligero hasta moderado y con combustible con mínimo o ningún contenido de azufre, protege contra la corrosión de cojinetes o depósitos por alta temperatura.

CB Parecido al anterior pero se puede emplear un combustible con mayor contenido de azufre

CC Para motores turbocargados en servicio moderado hasta severo, protege contra lodos por alta temperatura.

CD Para motores turbocargados en servicio a alta velocidad y con cargas pesadas, en donde es necesario el control eficaz del desgaste y evitar la formación de depósitos de baja y alta temperatura.

CE Para motores diésel de servicio pesado y turbocargados fabricados después de 1983.

CF Para motores diésel de servicio pesado protege contra lodos y depósitos y permite un control eficaz del desgaste.

CF4 Permite un mejor control del consumo de aceite y los depósitos en los pistones sustituye al CD y CE.

CG4 Para motores diésel de servicio pesado y que trabajan, con diesel con bajo contenido de azufre 0.5% en peso. Se desempeña mejor que el CD, CE y el CF-4.

Para motores diésel de dos tiempos se tienen:

CDII

CF-2. Tiene mejor desempeño que el CD II

Los aceites para motores a diésel deben controlar la acidez que se pueda generar por el azufre en el combustible el cual al reaccionar con el agua (generada de la propia combustión o de la humedad que tiene el aire) se genera ácido sulfúrico que corroe los materiales. A los fabricantes de aceites para motores a diésel los catalogan a través del TBN (número básico total).


171

¿Por qué los aceites multigrados mejoran la lubricación?

Porque mantienen la viscosidad más estable a los cambios de temperatura y pueden aproximarse mejor al valor de viscosidad ideal para diferentes temperaturas de operación. Por ejemplo 10W/50: el 10W representa la facilidad del aceite para desplazarse (viscosidad) a temperaturas bajas. A menor número mejor performance de la viscosidad en frío. A mayor número será mayor la viscosidad y el espesor de la película, para brindar protección a temperaturas elevadas en los puntos más críticos.

¿Se pueden mezclar los aceites de motor? Los aceites lubricantes de motor de similares grados de calidad y diferentes viscosidad, pueden mezclarse sin riesgos de que se pierdan las principales propiedades lubricantes. Los aceites sintéticos se pueden mezclar con aceites minerales si fuera necesario, sin producirse el deterioro de las principales propiedades, teniendo en cuenta que el aceite mineral diluirá al sintético, obteniéndose niveles de calidad intermedios entre ambos en función del porcentaje de mezcla. No es aconsejable mezclar los aceites sintéticos de distintas marcas entre si, en este caso se debe realizar un cambio de aceite y filtro. ¿Me conviene agregar aditivos al aceite de mi motor? No. Los lubricantes de buena calidad cumplen las especificaciones de los principales fabricantes automotrices y pasan ensayos muy exigentes para cumplir con las especificaciones SAE y API. En consecuencia, no requieren ningún tipo de agregados al aceite, que contiene un paquete complejo y balanceado de aditivos especiales, si se agrega podrían degradar algunas de las importantes propiedades del lubricante. Filtros en los motores diésel Filtro de aire (en el sistema auxiliar de suministro de aire), evita el ingreso de material particulado diverso a través del múltiple de admisión (silice, hollín, tierra).


172

Filtro de combustible (en el sistema auxiliar de suministro de combustible), retiene sustancias ajenas al combustible: gomas, lacas, resinas, residuos de carbón, entre otros. Garantiza la calidad de la combustión Filtro de aceite (en el sistema auxiliar de lubricación), retiene las particulas contaminantes del aceite, entre ellas, asfaltenos, lacas, resinas, cenizas, carbón residual, otros. Garantiza que el motor no produzca ruido, ahorre combustible y se evite el desgaste acelerado de sus componentes. Ubicación del filtro de aceite lubricante


173

Los factores que inciden en la oxidación del aceite son: El agua (H2O): es un componente del proceso de oxidación; puede estar presente en el aceite por condensación de la humedad del aire presente dentro del equipo rotativo, ó por la contaminación del aceite ya sea durante su almacenamiento ó porque los sellos ó retenedores del equipo rotativo están en mal estado. Es inevitable su presencia en el aceite, pero se puede eliminar ó minimizar al máximo mediante el drenaje periódico ó el mantenimiento al aceite utilizando las técnicas de la filtración (filtros coalescentes) y de la diálisis. Partículas de cobre (Cu) y de hierro (Fe): actúan como catalizadores del proceso de oxidación; estas partículas pueden provenir del desgaste normal ó anormal de los mecanismos lubricados, es inevitable su presencia, pero se puede minimizar mejorando la lubricación de los componentes ó filtrando el aceite. Ácido sulfúrico (H2SO4): es el producto final cuando el aceite se oxida y se presenta cuando la reserva alcalina tanto de los aditivos como de la base lubricante se agota. Una vez que el aceite alcanza esta condición, se debe cambiar y la única manera de recuperar la base lubricante es por destilación ó por procesos químicos, como el de tratamiento con arcilla. Después de la formación del SO2, hasta que se forma el H2SO4, el incremento del TAN del aceite, por encima del valor original, es de 0,7 mgr KOH/gr.aceite aproximadamente. CENIZAS EN EL ACEITE Se conoce como cenizas a la cantidad de material inorgánico presente en un lubricante. Esta cantidad se determina quemando el lubricante en condiciones normalizadas y pesando el residuo. La cantidad obtenida se expresa en % de peso. Este residuo podemos separarlo a su vez en dos tipos de residuo: a) Cenizas oxidadas: las originadas por el aceite base, sin adivinación b) Cenizas sulfatadas: las originadas durante la calcinación del aceite en presencia de

ácido sulfúrico. Este parámetro es aplicable tanto a aceites base como a aceites aditivados e indica el nivel de partículas metálicas del aceite.

Las cenizas del aceite proceden, en su mayor parte, de los aditivos, en especial de los que contienen aditivos metálicos.


174

El contenido de cenizas del aceite no dice mucho acerca del mismo, aparte de la cantidad de aditivos y de la calidad de los mismos. Esta propiedad es de especial significación en los motores de combustión interna, las cenizas del aceite quemado en los cilindros se acumulan en válvulas, cilindros, cabezas de pistón y bujías. Estas cenizas, además de aumentar el desgaste del motor, favorecen la aparición de puntos calientes en los cilindros, lo que puede provocar preignición en la mezcla combustible-aire. Además, al mezclarse estas cenizas con el aceite líquido, aumentan la viscosidad de este, y favorecen la oxidación y el aumento de la acidez del aceite. Por ello, en la actualidad se utilizan aditivos sin cenizas.

Fuentes típicas de elementos metálicos en los aceites lubricantes

Aluminio Al Pistones, cojinetes, suciedad, aditivo

Antimonio Sb grasas, cojinetes

Bario Ba aditivos, agua, gras

Boro B refrigerantes, aditivos, agua de mar

Cadmio Cd cojinetes, niquelados

Calcio Ca aditivos, agua, grasa

Cromo Cr cilindros, aros, cigüeñal, engranajes, refrigerantes

Cobalto Co cojinetes, componentes de turbinas

Cobre Cu cojinetes, ventiladores, bujes

Indio In Aceites sintéticos, soldaduras

Hierro Fe cilindros, cigüeñal, agua, herrumbre

Plomo Pb cojinetes, grasas, gasolina, pintura

Magnesio Mg cojinetes, aditivos, agua de mar

Manganeso Mn válvulas, combustible, ejes de acero

Molibdeno Mo aditivos, aros

Níquel Ni ejes, engranajes, aros, componentes de turbinas

Fósforo P aditivos, refrigerantes, engranajes

Potasio K refrigerantes, aditivos

Silicio Si antiespumantes, suciedad

Plata Ag cojinetes, soldaduras

Sodio Na refrigerantes, aditivos, agua de mar

Estaño Sn cojinetes, soldaduras, ventiladores

Titanio Ti componentes de turbinas, resortes, válvulas

Vanadio V catalizadores, palas de turbinas, válvulas

Zinc Zn aditivos, cojinetes, platinos


175

El agua libre y la emulsificada, dos fases muy dañinas para el aceite El agua debido a la incomprensibilidad que posee, puede desplazar al aceite en zonas donde se forma una capa de lubricación muy fina, (pérdida de la capa de lubricación hidrodinámica), dando como resultado un desgaste excesivo. Una cantidad de agua tan pequeña como el 1% reduce la expectativa de vida de un cojinete un 90%. En condiciones de extrema presión y temperatura, el agua puede vaporizarse instantáneamente, dejando el cojinete sin aceite y provocando un profundo desgaste. Bajo estas condiciones, a veces las moléculas de agua pueden reventar y separarse el O2 y el H2. Debido al reducido tamaño de los iones hidrógeno producidos en el proceso, estos son absorbidos por el metal de la pista, dando lugar al fenómeno conocido como desgaste por hidrógeno, causado por un cambio en la estructura del metal, lo que hace que se vuelva frágil y se produzcan grietas agujeros y esquirlas. El agua, corroe la mayor parte de los metales utilizados. Por ejemplo, corroe el fierro para formar herrumbre, este forma residuos en el aceite y agujeros en la superficie del metal. Estos agujeros debilitan el material. La herrumbre hace que las emulsiones sean estables y facilita la formación de espuma, reduciendo la eficiencia del lubricante, la capacidad de disipación del calor y la resistencia a la oxidación. El agua no solo tiene efectos dañinos para los componentes de los motores, afectando al aceite, facilitando su degradación; dando lugar a un envejecimiento prematuro, particularmente en presencia de metales catalíticos, como el cobre, plomo o estaño. Además, ciertos aceites sintéticos, como los ésteres de fosfato o los esteres dibásicos, reaccionan con el agua, destruyéndose en el aceite base y formándose ácidos. El aceite base no es el único afectado por el agua. Algunos aditivos sulfurosos, cono los antidesgaste, los de extrema presión y los fenólicos son rápidamente hidrolizados por el agua, destruyéndose el aditivo y formándose ácidos. Estos ácidos pueden, a su vez, producir desgaste por corrosión, particularmente en las aleaciones que contienen metales blandos, como el bronce y el latón. Otros aditivos, pueden acabar siendo eliminados por la excesiva humedad. Esto hace que se precipiten y formen lodos, que a largo plazo pueden obstruir filtros. CONCLUSION El agua es la causa principal de fallas de lubricación, falla de componentes y falta de confiabilidad en los motores. Como todos los contaminantes, lo importante no es solo reconocer su presencia, sino tomar medidas para eliminar o controlar la fuente; los niveles de agua deben mantenerse lo más bajo posible.


176

PRUEBAS DE CAMPO ASFALTENOS EN EL ACEITE LUBRICANTE EN MOTORES DIESEL DE VEHÍCULOS DE TRANSPORTE PULICO (TAXI)

Flujo (LPM) Dif. Presión (kPa)

SIX-069 (Usado) SK-6108 (Usado)

2.5 55.0 65.0

3.0 60.0 70.0

3.5 65.0 75.0

4.0 75.0 80.0

4.5 80.0 85.0

5.0 90.0 90.0

5.5 95.0 100.0

6.0 100.0 105.0


177

1. Los niveles de la concentración de Fierro en ambas muestras superan el límite máximo permisible que es de 100 ppm.

2. Los valores son muy elevados de la concentración de Fierro (Fe) en el aceite lubricante; representa el desgaste interno del motor diésel extremadamente agresivo en el vehículo SIX-069.

1. Los valores del contenido de silicio en el aceite lubricante para ambas muestras; sobrepasan los niveles de los valores máximos permisibles, para este tipo de motores;, que es de 20 ppm.

2. Los niveles del contenido de Aluminio en el aceite lubricante poseen valores elevados que representan la ocurrencia de desgaste interno de los componentes del motor diesel.


178

1. Los niveles de concentración de Silicio (Si) en el aceite lubricante, en ambas muestras probadas en el vehículo con motor diésel SIX-069, superan los límites máximos permisibles; con una tendencia peligrosa en el desgaste interno del motor diésel (probable ingreso de polvo abrasivo a través del múltiple de admisión).

2. Los niveles de concentración de Cromo (Cr) en el aceite lubricante, en la muestra 2, posee valores inferiores al límite máximo permisible que es de 12 ppm.; para el tercer y cuarto medición supera el límite máximo permisible; con una tendencia peligrosa en el desgaste interno del motor diésel.

Presencia de asfaltenos en el elemento filtrante de los filtros para aceite lubricante; como se muestra en la fotografía, la presencia es notoria y elevada sobre la superficie del elemento filtrante; lo que origina y produce la obstrucción paulatina y gradual de la capacidad de filtración.

Empresa de Transportes Virgen de Guadalupe, en donde se realizaron los ensayos de la presencia de asfaltenos en los elementos filtrantes de los filtros


179

Presencia elevada de asfaltenos en el lubricante e ingreso de combustible en exceso hacia el motor

Pesaje del filtro nuevo y usado para determinar la presencia de asfaltenos en el aceite lubricante

Nótese la diferencia de un elemento filtrante con un lubricante de buena calidad y otro con un lubricante reciclado

Se muestran filtro de otras unidades que se realizaron las pruebas de pesado del filtro de aceite lubricante

Vista del estado técnico de los elementos filtrantes de filtros para motores diesel empleando un aceite normal y un aceite lubricante con elevado contenido de asfaltenos


180

1. La elevación del peso de ambas muestras es un índice de la concentración de asfaltenos en la superficie del elemento filtrante del filtro de aceite lubricante., también se incluye el peso de los elementos contaminantes sobre la superficie del elemento filtrante.

2. Los niveles de acumulación de los asfaltenos sobre la superficie del elemento filtrante representan el grado de envejecimiento del lubricante; asimismo representa la presencia elevada de aditivos por encima del nivel permitido (fuera de la formulación de fábrica); esta es un índice de la tendencia peligrosa del desgaste interno del motor diésel.

DIAGNOSTICO DEL DESGASTE DEL MOTOR Mediante observaciones y medidas realizadas antes de desmontar las piezas del motor. Existen métodos cómo:

Análisis del aceite

Medición del humeado

Medición de la compresión

Consumo de aceite y combustible

Grado de ruido Para evitar los depósitos de carbón en las ranuras de los aros del pistón, se utiliza un pack de tres aros, optimizados para incrementar su vida operativa con revestimientos especiales contra el desgaste


181

Desgaste metálico de los componentes del motor diesel y la contaminación del lubricante (motor Volvo)

los resultados permiten determinar con cierto período de anticipación que parte o componente del motor se está desgastando

El peligro de los asfaltenos y/o sedimentos en el aceite lubricante Asfaltenos y sedimento ensucian los anillos y se ubican en las ranuras de los pistones restando la movilidad de los mismos. También contribuye a una mala combustión, a menudo con ruido excesivo y vibración. Asimismo están unidas con las gomas, lacas e interfieren con los sensores

Fíjese el estado técnico de este motor en este vehículo, está quemando lubricante


182

METODOLOGÍA PARA DETERMINAR EL RENDIMIENTO HÍDRICO EN CUENCAS

CON POCA INFORMACIÓN APLICACIÓN A LA CUENCA ALTA DEL RIO GRANDE -

PUNO

Douglas Sarango Julca, Guido A. Rozas Olivera, Bernardino Salvador Rojas, Teresa

Velásquez Bejarano Universidad Nacional Mayor de San Marcos – UNMSM

Universidad Nacional Agraria La Molina - UNALM

En la Gestión Manejo Integral de los Recursos Hídricos (GIHR), es de fundamental importancia la determinación del rendimiento hídrico superficial de una cuenca en los sitios de emplazamiento de bocatomas y de presas de embalses, estructuras hidráulicas que serviran para la captación y almacenamiento del recurso hídrico superficial para el abastecimiento de las demandas de agua, como son: demandas son de uso poblacional, comerciales e industriales, proyectos agricolas, proyectos de centrales hidroelectricas para la generación de hidroeléctricidad, y proyectos de remediación medio ambiental .

El rendimiento hídrico superficial estará representado por la determinación de una serie de caudales medios mensuales a ser usada en los estudios hidrologicos y en los diseños de las estructuras hidráulicas a ser planteadas para la atención de las demandas antes señaladas. La presente investigación, plantea una metodología para determinar el rendimiento hídrico superficial en cuencas con poca información, la misma que será aplicada a la cuenca alta del río Grande para el diseño de una barrera (presa), para regular el recurso hídrico mediante el almacenamiento del agua en un embalse, sobre el lecho del río Grande en la zona de Ananea-Puno, cuya finalidad es la de almacenar y retener


183

los sedimentos producidos por la mineria formal e informal de explotación de oro que se viene desarrollando en la parte alta de esta cuenca, produciendo la contaminando de las aguas del río Grande, afluente del río Ramis, que son utilizadas aguas abajo en actividades agrícolas, ganaderas, domesticas, y sobre todo contamienando las aguas del Lago Tititcaca, zona de entrega de las aguas del río Ramis.


184

Antecedentes:

PRINCIPALES ESTUDIOS DE LA EVALLUACION DEL PROBLEMA


185

CARACTERISTICAS DE LA EXPLOTACION MINERA INFORMAL

IMPACTOS AMBIENTALES NEGATIVOS


186

CONTAMINACION POR SEDIMENTOS EN LA CUENCA DEL RIO RAMIS


187

CHUTE EN OPERACIÓN Y USO DE MERCURIO PARA SEPARACION DE ORO


188

DATOS TECNICOS DE LAS CUENCAS DE LAS PRESAS 1, 2 y 3

MODELO PRECIPITACION – ESCORRENTIA LUTS SCHULTZ


189

Precipitación Total Mensual, Estación Ananea

Estación Ananea, Precipitación Total Mensual


190

Análisis de Saltos de la Precipitación Total Mensual Estación Ananea


191

Precipitación Efectiva a partir de la Precipitación Total Mensual de la Estación Ananea – METODO DE LA FAO


192

Caudal de aportación año promedio de la cuenca de recepción de la Presa B-1


193

Parámetros del modelo de generación para periodos extendidos en la Presa B-1


194

Caudales mensuales generados en la zona de PRESA B-1, Rio Grande – Zona Ananea (mm/mes)


195

Caudales mensuales generados (m3/s) en la zona de PRESA B-1, Rio Grande – Zona Ananea.


196


197

CAUDALES Y VOLUMENES APORTADOS POR LAS CUENCAS DE LAS PRESAS PROPUESTAS EN ZONA DE ANANEA


198

Referencias:

Programa Nacional de Pequeñas Irrigaciones. Generación de Caudales Mensuales en la Sierra Peruana. Ed. UNALM. Lima. 1997.

Loayza, Ch & Galloso. Implicancia Ambientales por la Actividad Minera de la Zona de Ananea en la Cuenca del río Ramis. INGEMMET, Boletín No. 5, Serie E: Mineria, 104 p. 2008.

Perez H. & CASTRO S. Reconocimiento de las Actividades Mineras y Metalúrgicas en la Cordillera Suroriental, San Antonio de Putina – Puno. INGEMMET. 2003


199

ESTUDIO MAREOGRÁFICO PARA LA DETERMINACIÓN DEL NIVEL MEDIO DE

BAJAMARES DE SICIGIAS ORDINARIAS EN LA BAHÍA DE PARACAS

Jiménez Tintaya Cesar Omar


Resumen La Tierra es un sistema dinámico y como tal es susceptible a la acción de eventos sísmicos y geológicos. Para muchos problemas de ciencias e ingeniería surge la necesidad de establecer un sistema de coordenadas tridimensional para realizar mediciones geodésicas. Con el avance de la geodesia satelital, en la actualidad es posible determinar las coordenadas horizontales de un punto sobre la superficie terrestre con errores menores a 1 cm. El problema surge al tratar de obtener la coordenada vertical, ya que los satélites proporcionan alturas con referencia a un elipsoide, el cual no es una superficie equipotencial. Para obtener la coordenada vertical, se toma como referencia la superficie del geoide o nivel medio del mar. En el presente trabajo, se proporciona una metodología para determinar el nivel medio del mar en la bahía de Paracas, utilizando un sensor de nivel ultrasónico y un sistema de interface a la computadora. Los datos obtenidos son procesados digitalmente mediante herramientas de filtrado y transformada de Fourier para separar las componentes de frecuencia correspondientes a la marea y olas. Como resultado se obtiene un nivel de referencia con un error de ±2 cm, lo que es suficiente para muchas obras de ingeniería.


200

VARIABILIDAD DE LA HIDROGRAFÍA Y DINÁMICA FÍSICA COSTERA FRENTE A LA

COSTA DE PERÚ

Quispe Sánchez Jorge Martín, Gertrudes Luque, R. Mogollón, Octavio Fashe, José

Pasapera, Carlos Eche, Marco Merma UNIDAD DE INVESTIGACIONES EN OCEANOGRAFÍA FÍSICA – Ministerio de la Producción

Universidad Nacional Mayor de San Marcos – UNMSM Comisión Nacional de Investigación y Desarrollo Aeroespacial - CONIDA

Introducción: Descripción del Área de estudio Metodología: Procesamiento de datos Resultados: Gráficas de las variables físicas Metodología La metodología consistió en recopilar información de datos de diferentes cruceros oceanográficos realizados entre el 2003 y 2010 la data fue extraída de los diferentes software de los equipos oceanográficos de acuerdo a los formatos requeridos y finalmente se hizo un tratamiento a los datos para graficarlos con programas apropiados y para finalmente visualizar las variables físicas en el contexto de la variabilidad hidrográfica y dinámica física la que fue complementada con modelación numérica. Los principales causantes de la dinámica física

Mediciones oceanográficas

Temperatura, salinidad

Corrientes espaciales

Batimetría

Variación del nivel del mar Mediciones meteorólogicas

Vientos,

temperatura,

humedad relativa,

radiación solar,

presión atmosférica


201

Variables Físicas

Temperatura

Salinidad

Corrientes Marinas

SISTEMA DE CORRIENTES

BATIMETRÍA

Preguntas de investigación Dinámica física:

Cuáles son los patrones de circulación media en superficie y subsuperficie?

Cómo se relacionan el afloramiento costero, la productividad y las temperaturas?

Cómo se presenta la dinámica of countercurrents y undercurrents?

Cómo se produce la dinámica de Mesoscala(eddies)

Cómo influyen las estructuras de mesoscala en el desplazamiento de las propiedades físicas?

Cómo es la dinámica del evento El Niño)

Esquema de la Circulación Oceánica, (Fuente: Montes et al., 2010)


202

Ecuaciones para el estudio del movimiento del mar 1: Conservación de la masa

2.- Conservación de Momentum


203

Resultados


204

Distribución vertical de la temperatura (°C)


205


206

Modelación Numérica Materiales y Métodos Se implementó el modelo ROMS, (http://roms.mpl.ird.fr/). El modelo ROMS es un modelo hidrodinámico basado en diferencias finitas que usa una malla curvilínea cuasi-ortogonal con discretización vertical que sigue el trazado de la batimetría. Ha sido especialmente diseñado para simular sistemas oceánicos regionales. Algunas de las principales características de este modelo son:

Ecuaciones primitivas con temperatura potencial, salinidad y una ecuación de estado.

Coordenadas sigma (s) ajustadas al terreno en la vertical y curvilíneas ortogonales en la horizontal.

Grilla Arakawa C


207

Aproximación de Boussinesq.

Las entradas y salidas se realizan en formato NetCDF. Configuración: Región 1 Área simulada (dominio) 5°S a 11°S hasta los 84°W Resolución horizontal 1/20 (~ 5 km) Batimetría: ETOPO2 Paso de tiempo: 720 s. Forzantes oceanográficos: ECCO Forzantes atmosféricos: NCEP Niveles verticales 32 Frecuencias de salidas: promedios mensuales y salidas diarias. Región 2 Área simulada (dominio): 11,5°S – 14,5°S y 82°W - 76°W Área extraída: 12°S – 14°S y 79°W - 76°W Número de puntos (horizontal y vertical): 119 x 61 x 32 Las salidas fueron guardadas cada 24 horas


208


209


210

ESTRUCTURA COMPOSICIONAL Y MAGNETICA DE ESPECIES DE THEOBROMAS

CULTIVADAS EN EL CORREDOR AMAZONICO PERUANO

Ismael Saavedra Valdiviezo, Quirico Sibille San Miguel y Malco Reyes sifuentes

Departamento Académico de Física del Estado Sólido, Facultad de Ciencias Físicas - UNMSM

Introducción En anteriores estudios de estructuras composicionales y magnéticas realizadas en especies biológicas de Prosopis, Lepidium [2,3,5], se suman las evaluaciones de especies de Theobromas [1,4] coleccionadas de las diferentes zonas del corredor amazónico peruano. Los resultados de estas informaciones es importante a fisiólogos y bioquímicos interesados en procedimientos aplicables a: a) Mejoramientos genéticos b) las agresiones de agentes destructores de los cultivos y los impactos de los

cambios climáticos c) Encontrar otras opciones de explicación de los contenidos de de polifenoles y

actividad de antioxidantes presentes en las semillas d) Proporcionar argumentos para los bioquímicos para explicar efectos protectores

contra la enfermedades neoplasicas y transtornos cardiovasculares *. ________________________ * F.C. Padilla, A. M. Rincón, L. Bouc –Rached (2008) , Contenido de polifenoles y actividad antioxidante de varias semillas y nueces, Archivoslatinoamericanos de nutrición 58, 3.

Al parecer el cacao es originario de NE de AS. En la zona alta amazónica, se han encontrado plantaciones en los territorios de los Mayas de la península de Yucatán. Actualmente se cultiva en las zonas tropicales entre los 20 de latitud norte y los 20 de latitud sur. Ecuador es el segundo productor de cacao en latinoamérica. El 2005 cultivó medio millón de Ha y produjo 115 000 TM de granos Canchaque produce 900 Kg por Ha al año pretende incrematar a 1500 kg. En el mercado local se vende a 5.20 soles por kg. El mejor cacao se produce en San Juan de Bigote del Alto Piura


211

En el 2007 cosecharon 7,5 millones de Ha de cacao en granos a nivel mundial correspondiente a 4 millones de TM, en el Perú abarcó 59 800 Ha produciendo 31 635 TM en granos

Ranking de exportadores de cacao y derivados (miles US$) Emoresa 2002 crecimiento % Machu Picchu Coffee Trading 5282,2 36,4 Good Foods 4527,9 76,2 31,2 Conservas y Alimentos 1416,6 54,8 9,8 Negusa Corp. 1379,3 -64,5 9,5 Cooperativa Agraria Industrial Naranjill 559,9 437,1 3,9 Cacao Vrae 414,7 122,8 2,9 Cooperativa Agraria Cacaotera Acopagro 307,9 2,1 Coop Agraria Cafet Valle Rio Apurimac 266,1 1,8 Greenhill Foods 207,8 -11,1 1,4 Valdivia Canal Hugo 81,1 0,6 Resto 84,9 -86,2 0,6 Total 14528,4 70,7 100,0 Fuente: ADUANAS Elaboración

El cacao que se comercializa a nivel local/regional es de baja calidad. Instituciones Instituto Interamericano de cooperación para la agricultura (IICA) APPCACAO


212

Difractograma de Rayos X de Prosopis pallida [1]

[1] I. Saavedra V, I Contenidos mineralógicos de especies de Prosopis , I Congreso Internacional de Bosques Secos 2003 Piura

Difractograma de Rayos X de Lepidium peruvianus chacon [1,2]

[2] I. Saavedra V. Ale Borjas, Estabilidad de especies de Prosopis y Lepidium chacon, XXVI Congreso Peruano de Química Lima (2010)

Difractograma de Rayos X de Theobromas cacao L

Espectro Mӧssbauer del Fe 57 de Prosopis pallida

Espectro Mӧssbauer del Fe 57 de raíces de rabanito [4]

[4] J Fabián Salvador, Espectroscopía Mössbauer de vegetales, Tesis Fac. C.Físicas UNMSM

Espectro Mӧssbauer del Fe 57 de Lepidium peruvianus chacon [3].

L. León Felix, I. Saavedra V, Estudio de contenidos de especies de Lepidium , Informe PIC Vice rectorado UNMSM (2007)


213

Termograma DTA de Lepidum peruvianus chacon [2,3]

Termograma DTA/TMG de Theobromas cacao L

Asociación agricultores de la quebrada de Pusmalca de la comunidad de Andajos: 900 kg a 1500. Precio 5,20 por kg

Termograma DTA de Theobromas cacao L

Termograma TMG de Theobromas cacao L


214

ESTUDIO DE LA SALINIDAD DEL SUELO EN LA CUENCA DE ZAÑA - PERÚ CON

IMÁGENES DE SATÉLITE

Guillen Guevara Arnulfo, Joel Rojas Acuña, Rolando Renee Badarracco Meza, Eleazar

Manuel Rufasto Campos, Rodil Leodán Córdova Núñez. Laboratorio de Teledetección – Departamento de Física Interdisciplinaria, Facultad de Ciencias

Físicas-Universidad Nacional Mayor de San Marcos Departamento de Suelos, Facultad de Agronomía - Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo

PEJEZA - Zaña

OBJETIVO El objetivo del trabajo está centrado en el establecimiento de los valores de los niveles de salinidad, a partir de puntos específicos, de forma espacialmente distribuida, usando imágenes de satélite.

Figura 1.- Ubicación de la zona de estudio

METODOLOGÍA El área de estudio se ubica en el distrito de Zaña, provincia de Chiclayo, Región Lambayeque, correspondiente a la comisión de usuarios de Zaña con un área de cultivo declarada de 357.40 has, (ALA 2011, Junta de Regantes Zaña 2010). Se tomaron 326 puntos de observación, a una profundidad de 0.0 – 0.40m., en un sistema de muestreo aleatorio, de los cuales se recolecto las muestras.

LABTEL – UNMSM (Dr. Joel Rojas Acuña)


215

Cada uno de los puntos fue georeferenciados usándose un GPS, (muestras que se les determino su conductividad eléctrica en solución 1:5, suelo-agua, variable que se utilizó para realizar el análisis espacial de datos).

Figura 2.- Ubicación de los puntos de muestreo

MEDICIÓN DE LA SALINIDAD DEL SUELO La medida de salinidad se realizó en extracto de solución 1:5, suelo - agua. Siendo el procedimiento siguiente.

a. Muestra secada al aire (TFSA),tamizada en la malla N° 20 b. 20 gramos de suelo c. 100 mililitros de agua destilada d. Se agito por espacio de 30 minutos. e. Se obtuvo el extracto usando papel filtro de filtrado rápido. f. Se midió la conductividad eléctrica del extracto usando un coductivímetro

marca Hanna. g. Se dio clasificación de los suelos adoptando la tabla de clasificación propuesta

por Fuentes, J. 1999. Cuadro 1.- Clasificación de los suelos según su CE 1:5

CE 1:5 dS/m CLASIFICACION

<0,35 No salino

0,35-0,65 Ligeramente Salino

0,65-1,15 Salino

>1,15 Muy salino Tomado de: Fuentes, J. 1999, El suelo y los fertilizantes; 5ta edición, Ed. Mundi Prensa, Madrid. Pg. 288


216

Cuadro 2: Clasificación de los datos de CE 1:5, según el valor de salinidad.

Clasificación/ Salinidad 1:5 Total muestras

No salino 199

Ligeramente salino 44

salino 23

Muy salino 60

Número Total de muestras 326

Figura 3 - Tabla de frecuencias de los valores de salinidad de las muestras de suelo.

TRATAMIENTO DE LOS DATOS IMÁGENES DE SATELITE 1. El tratamiento de la imagen de satélite se hizo usando el software ENVI 4.5. 2. La imagen ETM+ Landsat-7 adquirida esta orto-georeferenciada y fue obtenida de

USGS Global Visualization Viewer (GloVis) Version: 8.3 (http://glovis.usgs.gov/) totalmente gratuita.

3. Se tomó un subconjunto de la imagen total del área de trabajo 4. Se ingresaron los puntos de control del suelo o GCP (UTM E y N) para ubicarlos en

la imagen 5. El subconjunto imagen del área de interés fue calibrada (conversión de Números

Digitales a Radiancia (Wmsr) usando los coeficientes de calibracion de la NASA. 6. El módulo FLAASH en el ENVI se uso para la corrección atmosférica de la imagen

de interés y obteniéndose la reflectancia del suelo. 7. Usando las reflectancias del suelo de las bandas del infrarrojo cercano y la banda

en el rojo se calculó el NDVI. 8. La reflectancia del suelo y la conductividad eléctrica del suelo fueron aplicados la

regresión lineal múltiple.


217

CE = 0.0009*B1 - 0.0003*B2 + 2.0642*NDVI + 1.6946

Figura 4 - Dispersión de la Conductividad Eléctrica del Suelo y de la Reflectancia en Suelo ETM+ / LANDSAT-7


218

CONCLUSIONES 1. El análisis de las áreas afectadas permite estimar el impacto de la salinidad en la

salud de las plantas, la cual va a afectar el rendimiento y la producción de estas. 2. Se demuestra que el uso de imágenes de satélite son muy útiles como una

alternativa para la agricultura de precisión. 3. Por medios matemáticos y estadística sencillos (regresión lineal múltiple) se puede

estimar la salinidad del suelo con imágenes de satélite.


219

PERSPECTIVA DE UN SISTEMA DE REFERENCIA INERCIAL

Oscar S. Monroy C.

Universidad Nacional Mayor de San Marcos – UNMSM

Introducción En este trabajo se desarrolla la idea del universo abierto con el propósito de hallar un sistema de referencia inercial. El criterio que se utiliza para definir la frontera entre el espacio tridimensional y el espacio tetradimensional es la noción de punto físico, el cual se define como una abertura del universo en la escala de Planck, con un eje de rotación intrínseco. Mediante experimentos sencillos se tratará de demostrar que el sistema de referencia objetivo no es la materia sino nuestra mente, y que ésta se hallaría en un espacio de dimensión mayor. Partiremos de la idea de que el universo es abierto, dinámico, con simetrías cónica y especular. Finalmente se intentará construir modelos geométricos simples de universo abierto los cuales permitan relacionar todas las dimensiones espaciales. No existe ningún objeto material en el espacio tridimensional el cual pueda ser considerado un sistema de referencia inercial. En un artículo anterior [2] se mostró que combinando el principio de Planck, el principio de incertidumbre de Heinsenberg y la ecuación de existencia de Einstein, surge la posibilidad de admitir al universo como un sistema abierto. Entonces podríamos preguntarnos: ¿existirá un sistema de referencia inercial en un espacio de dimensión mayor? Para responder esta pregunta podemos considerar el principio cosmológico convencional, el cual nos dice que el universo a gran escala exhibe simetría esférica [3]. Esta peculiar visión nos sugiere que hay algo especial respecto a nuestra posición en el universo. Pero esta visión no es respecto a nuestro cuerpo material, sino respecto a nuestra mente. ¿Qué es la mente? Nos interesa concebir a la mente como una entidad dinámica e inteligente que dirige el universo. Introducir en la cosmología el concepto de la mente como una fuerza (o campo de fuerza) que actúa en la materia, y que es responsable de la dinámica del universo, constituye una nueva ciencia. Es un hecho comprobado por la experiencia de la vida cotidiana que, en condiciones normales, somos conscientes del aspecto que tiene la superficie cerrada que envuelve a un cuerpo tridimensional (realidad subjetiva) pero somos inconscientes de lo que está ocurriendo en su interior (realidad objetiva). Este razonamiento puede aplicarse a los sistemas naturales como el cuerpo humano, la Tierra y por consiguiente al propio universo. Vemos el universo superficialmente (en tres dimensiones) de la forma que es (realidad subjetiva) pero no vemos directamente su interior (en cuatro dimensiones) aparentemente oculto (realidad objetiva). Por tanto, la realidad objetiva es independiente de la consciencia humana


220

Universo abierto En un artículo anterior [2] se demostró teóricamente que el universo tiene simetría especular, y que el espacio tridimensional puede considerarse como una superficie con dos caras opuestas. La comprobación experimental es muy simple. Se realiza mediante el experimento del espejo. Existe una profunda significación filosófica en las imágenes especulares. Alumbremos un espejo plano con una linterna en la oscuridad. Veremos que la luz atraviesa sin dificultad la superficie del espejo enfocando cualquier objeto en el espacio al otro lado del espejo; al cual llamaremos espacio virtual. Por consiguiente, la superficie del espejo se comporta como si fuese una ventana abierta que permite el paso de la luz hacia el espacio virtual. Y viceversa, la luz procedente del espacio virtual también ilumina simultáneamente el espacio donde nos encontramos; al cual llamaremos espacio real. Esto significaría que ambos espacios coexisten conformando las dos caras del espacio tridimensional. El principio de conservación de la Paridad implica que nunca podemos estar completamente seguros si estamos observando un fenómeno físico en el espacio real o en el espacio virtual. En el espacio tridimensional no se pueden distinguir sus dos caras. Pero si observáramos los objetos desde el espacio tetradimensional, se podría distinguir el anverso y el reverso de un objeto tridimensional, y conformarían una sola entidad. Lo que ocurre es que nuestra mente está habituada a observar el espacio tridimensional superficialmente, y por un solo lado, adquiriendo la profunda sensación subjetiva de que el espacio virtual es solo ilusión óptica. Del análisis anterior, surge una aparente paradoja: Si los espacios real y virtual coexisten, y cada persona junto con su imagen observan simultáneamente los fenómenos físicos desde ambos lados del espacio tridimensional, entonces no habría una sola posición de observación, sino dos. Sin embargo, es posible observar simultáneamente los objetos en el espacio real y en el espacio virtual. Por ejemplo, el cono en la posición mostrada en la figura 1, puede verse simultáneamente en ambos espacios. Entonces, ¿desde qué posición estamos observando realmente los objetos del espacio tridimensional? La única posibilidad es que nuestra posición de observación no se encuentre en este mundo, sino en un mundo de dimensión mayor: el espacio tetradimensional. Si el espacio virtual fuera ilusorio, entonces no existiría la sombra. Para aclarar esto, podemos considerar otro experimento. Sabemos que la sombra que se proyecta sobre una superficie opaca es parte inseparable de todos los cuerpos materiales. Si pulimos indefinidamente una superficie rígida opaca, sobre la cual se proyecta la sombra de un objeto material, se convertirá finalmente en un espejo ideal y veremos que la sombra desaparece. ¿Dónde se encontrará la sombra?, ¿ya no existe? Sí existe; lo que ocurre es que se ha proyectado sobre el espacio virtual. Pero a su vez, la imagen especular también se proyectará sobre el espacio real. Por consiguiente, los espacios real y virtual coexisten conformando una sola entidad. Un objeto material o su imagen especular no constituyen un sistema de referencia objetivo, sino el sistema de referencia de la mente. El origen de este sistema sería el punto de concurrencia de las líneas de visión de cada ser humano, y se localizaría en el centro de una inimaginable


221

esfera tetradimensional (al menos en primera aproximación). Por tanto, el universo debe ser abierto hacia este mundo trascendente.

Figura 1.- No hay distinción física entre espacio real y espacio virtual. Ambos espacios

coexisten. Dimensiones complementarias La propuesta de universo abierto plantea la posibilidad de hallar un sistema de referencia inercial (al menos en primera aproximación) y además, relacionar las dimensiones espaciales. Es necesario utilizar argumentos geométricos relacionados con el concepto general de superficie esférica. Una superficie esférica es el conjunto de puntos de un espacio de dimensión cualquiera (0, 1, 2, 3,…) que se encuentran a la misma distancia de un punto llamado centro de curvatura. Esto conduce al siguiente postulado geométrico: Si la hiperesfera es de dimensión n, su superficie será de dimensión n – 1, (donde n = 1, 2, 3, …). Este postulado afirma que para definir una hiperesfera las dimensiones espaciales deben complementarse de modo consecutivo. Nos interesa aplicar este postulado para relacionar la superficie tridimensional que percibimos (el espacio tridimensional) con su complemento: el espacio tetradimensional. Aplicando estos argumentos al experimento del espejo, se deduce la regla general siguiente: la inversión especular de un objeto de dimensión n a través de un espejo de dimensión n – 1 equivale a una rotación por el espacio de dimensión n + 1, (donde n = 1, 2, 3,…). Por consiguiente, el retorno del objeto a su orientación inicial implicaría una rotación. En cada espacio de dimensión n + 1 podemos elegir un eje de rotación inercial, y por consiguiente un sistema de referencia inercial cuyo origen sería el centro de una hiperesfera de dimensión n + 1. Cuando un punto físico no inercial, junto con su imagen especular, está situado en un espacio de dimensión cero, con centro de curvatura situado en un espacio de dimensión uno, entonces dicha estructura puede definirse como una superficie esférica de dimensión cero (ver figura 2). Además, puede considerarse como un


222

modelo simple o primitivo de universo abierto, y será nuestro elemento geométrico básico con el cual se construirán otros modelos primitivos de universo abierto de dimensión n > 0.

Figura 2.- Modelo elemental de universo abierto, cuyas dimensiones complementarias son 0 y 1. Está conformado por dos puntos físicos no inerciales (extremos) y un punto físico inercial (el centro). La doble flecha representa la línea de fuerza dual situada en

el espacio de dimensión uno (1), e indica la simetría especular. MODELOS DE UNIVERSO ABIERTO DE DIMENSIONES 1 y 2

Figura 3.- Modelo de universo abierto en la dimensión uno (1). Se indica la dimensión

complementaria dos (2) y las líneas de fuerza duales. Figura 4.- Modelo de universo abierto en la dimensión dos (2). Se indica la dimensión complementaria tres (3) y las líneas de fuerza duales, las cuales actúan en cada punto

de la superficie esférica


223

MODELOS DE UNIVERSO ABIERTO DE DIMENSIÓN 3

Figura 5.- Modelo de universo abierto en la dimensión tres (3). Los sectores superiores

corresponden a la superficie de la esfera tetradimensional (4). Las líneas de fuerza duales se mantienen invariantes para indicar su acción sobre cada punto físico

La rotación 4 del electrón

el electrón (y en general todas las partículas de espín 1/2) para poder retornar a su orientación inicial es insatisfactoria porque se basa en el criterio de los ángulos de Euler, los cuales indican la orientación de un sólido en el propio espacio tridimensional, como muestra la figura 6. El experimento del espín del electrón es otra evidencia de la acción de la mente en la materia. Se observa que el espín asociado a un electrón siempre se orientará paralelamente a un eje del espacio tridimensional que el experimentador elija como referencia. La descripción del estado de espín del electrón que se realiza en la mecánica cuántica no es respecto al espacio físico, sino mediante un artificio matemático llamado espacio de espinores. Cada elemento de este espacio se llama espinor, caracteriza completamente el estado del electrón, y está representado por una matriz columna de dos componentes.

(1)

donde + y - son funciones de onda dependientes de las tres coordenadas espaciales, con subíndices discretos ± , los cuales corresponden a las dos posibles orientaciones del espín del electrón.


224

Figura 6.- Ángulos de Euler (). Estos ángulos que indican rotaciones en el espacio

físico tridimensional y se utilizan en la teoría cuántica del momento angular para construir el operador de rotación.

La matriz de rotación para partículas de espín 1/2 está dada por la expresión:

(2)

donde , , son los ángulos de Euler. Una rotación del espinor se representa por:

(3)

Para una rotación alrededor del eje z: = 0, = 0, y la Ec.(2) se reduce a:

(4) Reemplazando (4) en (3) se tiene:

(5)


225

Para una rotación = 2 se obtiene:

(6)

Para una rotación = 4 se obtiene:

(7) Los resultados (6) y (7) significan que el electrón (y en general las partículas de espín 1/2) requieren de dos vueltas para retornar a su orientación inicial, si el sistema de referencia se encuentra en el espacio tridimensional, lo cual es obviamente extraño y misterioso. Sin embargo, si el sistema de referencia se encuentra en el espacio tetradimensional resulta natural que el electrón retorne a su orientación inicial,

porque una vuelta en un espacio de cuatro dimensiones equivale a 4. El experimento del espín del electrón es otra prueba que el universo tridimensional es abierto hacia una dimensión extra, y que un sistema de referencia inercial (en primera aproximación) se hallaría en el centro de una esfera tetradimensional. Conclusiones El universo es un sistema abierto, dinámico, con simetrías esférica y especular. El sistema de referencia objetivo no es la materia sino la mente. De acuerdo a la evidencia experimental un sistema de referencia inercial se hallaría (en primera aproximación) en el centro de una inimaginable esfera tetradimensional. Este lugar podría ser el punto de concurrencia de la línea de visión humana. Los sistemas naturales del universo observable se hallarían distribuidos sobre una superficie tridimensional con simetría esférica. Estarían sostenidos, revitalizados y dirigidos por la acción de un campo de fuerza inteligente (la mente) que opera en el interior de la esfera tetradimensional. Es posible construir modelos simples de universo abierto y dinámico complementando las dimensiones espaciales de modo consecutivo, obteniéndose hiperesferas. Esto se consigue mediante la siguiente regla: “Si la dimensión n se complementa con la dimensión n + 1, entonces siempre existirá un eje de rotación inercial en la dimensión n + 2 que pase por el centro de la hiperesfera.” Si esta regla se aplica a nuestro universo tridimensional (n = 3) el eje de rotación inercial se localiza en la quinta dimensión espacial, pasando por el centro de la esfera


226

tetradimensional. Por tanto, llegamos a un teorema de dimensiones complementarias, el cual deberá ser demostrado analíticamente y comprobado experimentalmente. No existe ningún sistema de referencia que pueda considerarse absolutamente Inercial. Si un sistema de referencia se considera inercial en la dimensión n, no lo será en la dimensión n – 1. Referencias bibliográficas [1]. Einstein, Albert – Infeld, Leopold La evolución de la Física. Biblioteca científica

Salvat. Salvat editores S.A. (1986) [2]. Monroy, Oscar. La escala de Planck. Revista de Investigación de Física. Vol. 12. N°

1. (2009) [3]. Bondi, Hermann. Cosmología. Nueva colección Labor. Editorial Labor (1970) [4]. Hawking, Stephen. Historia del tiempo. Serie Mayor. Grupo Editorial Grijalvo

(1989) [5]. Morris, Richard. Las flechas del tiempo. Biblioteca científica Salvat. Salvat

editores S.A. (1987) [6]. Gardner, Martin. Izquierda y derecha en el cosmos. Biblioteca científica Salvat.

Salvat editores S.A. (1985) [7]. Greene, Brian. El universo elegante. Editorial Planeta colombiana S.A. (2007) [8]. Abbot, Edwin. Flatland: A romance of many dimensions. Princeton University

Press. (1991) [9]. Feymann, Richard. The character of Physical Law. MIT Press, Cambridge (1995) [10]. Greene, Brian. Dark Energy and Stabilization of Extra Dimensions. Newscientist

space. (2007)


227

CAOS DESPUÉS DEL CAOS

Montenegro Joo Javier Sempronio

EAP de Física, Facultad de Ciencias Fiscas - UNMSM

Resumen El objetivo de esta investigación ha sido averiguar lo que acontece después del Caos, en un oscilador no lineal forzado y amortiguado, en el cual se había previamente estudiado la Transición al Caos en hasta un millón de time steps (iteraciones). Para investigar Caos se hace uso de simulación computarizada, pues los sistemas de la vida real no están preparados para oscilar bajo regímenes caóticos, dichos sistemas colapsan poco después de comenzar una oscilación bajo un régimen caótico. La investigación se ha hecho en hasta seis millones de iteraciones, habiéndose encontrado que después de un evento caótico, el sistema retorna a su régimen normal de oscilación y continua oscilando como lo haría cualquier oscilador forzado. Para averiguar si son posibles otros eventos caóticos independientes o si dichos eventos caóticos acontecen uno a continuación de otro, sería necesaria otra investigación.


228

MECANISMOS DE FORMACIÓN Y PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE ALEACIONES

METÁLICAS NANO-ESTRUCTURADAS, AMORFAS Fe-Nb Y DE COMPOSITES Fe/Nb

OBTENIDOS POR MECANO-SÍNTESIS DE LA MEZCLA NOMINAL Fe2Nb

Víctor Antonio Peña Rodríguez, Justiniano Quispe Marcatoma, Chachi Rojas Ayala,

Pedro Paucar Cabrera, José Julián Medina Medina, José Diaz Facultad de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos - UNMSM

Objetivo

Sintetizar una aleación Fe-Nb con 66.67 % at. de Fe por mecano-síntesis y horno de arco.

Realizar el análisis estructural y magnético de las aleaciones Fe2Nb obtenidas por mecano-síntesis y horno de arco.

Desarrollar medidas Mӧssbauer a bajas temperaturas para determinar el comportamiento magnético de las muestras.

Mecano-síntesis


229

Proceso “Horno de Arco” (HA)


230

Proceso “Aleado mecánico” (AM)

Diagrama de fases del sistema Fe-Nb

Kubaschewski. Iron - Binary phase diagrams. Springer-Verlag, 1982.


231

Resultados Experimentales preliminares DRX del proceso por Horno de Arco

Espectroscopia Mössbauer


232

DRX del proceso por Aleación Mecánica

Conclusiones Preliminares 1. Se determina la formación de la fase Laves C14 tipo MnZn2, por horno de arco. 2. Del espectro Mössbauer se determina que la muestra formada por HA es

antiferromagnética, conforme al reporte de Yamada.