Unidad de Postgrado Ciencias Físicas

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Estudio y caracterización de aglomerados de Fe-Co en matrices de cobre
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 1999) Saavedra Valdiviezo, Ismael; Peña Rodríguez, Víctor Antonio
Desarrolla la producción por mecano-síntesis de aleaciones del sistema Fe-Co-Cu y de aglomerados de Fe-Co en una matriz Cu en fases metaestables. Para dicho efecto se usaron tres procedimientos diferentes. El primero de ellos partió de la mezcla simple de los polvos metálicos de Fe, Co y Cu y los otros dos usaron dos pre-aleaciones de FeCo, preparadas en dos formas diferentes, las cuales posteriormente se hicieron reaccionar con Cu por mecano-síntesis. En la primera etapa se estudió la formación de la aleación Fe0,2Co0.8 a partir de la aplicación de la mecano-síntesis a una mezcla simple de polvos metálicos de Fe y Co de alta pureza. Los análisis por difracción de rayos X, espectroscopia Mössbauer y análisis térmico diferencial mostraron la formación de una aleación no homogénea, coexistiendo estructuralmente las fases bcc y fcc, acompañada de fases espúreas, posiblemente óxidos. La formación de partículas pequeñas, así como la formación de óxidos fueron factores limitantes en la obtención de una muestra homogénea. En la segunda etapa se prepararon y analizaron soluciones sólidas cristalinas ordenadas en las composiciones Feo.20Co0.50 y Feo.6oCo0.40 por fusión en un horno dearco voltaico, las cuales fueron homogeneizadas térmicamente. Estas muestras se sometieron a tratamientos mecánicos con el propósito de analizar el desorden inducido. Los análisis por difracción de rayos X y espectroscopia Mössbauer mostraron cambios en la estructura magnética local alrededor de los sitios de Fe. En la etapa final se compararon diferentes formas de producir la aleación ternaria FeCo-Cu por mecano-síntesis. La primera partió de la mezcla simple de los polvos reactantes., la segunda se preparó mezclando polvos de Cu con cada una de las pre-aleaciones de Fe-Co, obtenidas por mecano-síntesis y en horno de arco. Con la pre-aleación producida por horno de arco, se logró un producto final en la fase fcc del Cu, mostrando una estructura magnética desordenada, al parecer compuesta de partículas ferromagnéticas, superparamagnéticas, posteriormente a causa del tiempo prolongado del tratamiento es afectada por la presencia de óxidos según los análisis por difracción de rayos X y espectroscopia Mössbauer.
Soluciones a la teoría de supergravedad utilizando objetos extendidos tipo p-branas
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2005) Villegas Silva, Fulgencio; Márquez Jácome, Mateo Augusto
El objetivo central de este trabajo es presentar a los objetos extendidos tipo p-branas como soluciones a la teoría de supergravedad, estudiando en detalle la geometría, la masa y las cargas que tienen asociadas cuando se piensa en ellas como fuentes. Partiendo de la acción general de Einstein, la cual describe un sistema clásico de D-dimensiones, que involucra al tensor métrico, a un campo escalar y un potencial de gauge, se obtienen las ecuaciones dinámicas de los campos, las cuales son resueltas usando un ansatz que permite acoplar las p-branas a la supergravedad. Luego se presentan algunos ejemplos de aplicación en teorías de Supergravedad (SUGRA), y finalmente se tocará el tema de las branas negras.
Simulación de la hidrodinámica en la Bahía de Paracas, Pisco-Perú; utilizando forzantes físicos
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2007) Quispe Sánchez, Jorge Martín; Ramírez Aguilar, Isabel
Determina la hidrodinámica de la Bahía de Paracas mediante mediciones de campo y simulaciones numéricas. Analiza perfiles datos de temperatura, salinidad y velocidad de las corrientes obtenidos durante la campaña de mediciones oceanográficas, son complementados con datos meteorológicos y de nivel del mar. Realiza las simulaciones con el modelo computacional Estuary and Lake Computer Model (ELCOM 3D). Este modelo utiliza principios hidrodinámicos y termodinámicos para simular el comportamiento espacial y temporal de cuerpos de agua semicerrados y estratificados sometidos a forzamientos físicos externos. Obtiene una batimetría detallada de la Bahía (mayo 2005 y abril 2006) y datos hidrográficos para preparar el pre y postprocesamiento del modelo numérico mediante campañas de mediciones. El modelo resuelve numéricamente las ecuaciones de Navier-Stokes y el transporte de escalares para un flujo no permanente, no viscoso e incompresible utilizando la aproximación hidrostática y de Boussinesq. El modelo fue aplicado sobre una malla cartesiana rectangular con dx=dy=100 m, dz=2m, con un paso de tiempo dt=10 s. y fue forzado con series de tiempo de marea, radiación solar, velocidad y dirección del viento, temperatura del aire y humedad relativa. Se utilizó diferentes condiciones iniciales y de frontera en el modelo para analizar la capacidad de reproducir la dinámica física del sistema. Las simulaciones realizadas incluyen respuestas a flujos inducidos por cambios en la pendiente (respuestas barotrópicas), flujos inducidos por cambios en la densidad no homogéneos (respuestas baroclínicas), efectos rotacionales, esfuerzos del viento, forzamiento de marea, intercambio térmico superficial, y por transporte de sal y calor. El modelo simuló sólo la distribución de temperatura y corrientes en la Bahía, y se validó con datos de campo. Los resultados de las simulaciones muestran que la circulación superficial y la mezcla vertical responden al esfuerzo del viento para velocidades del viento superior a 4 m/s; durante la bajamar la dirección de la corriente de fondo fue hacia adentro de la Bahía por la boca de conexión y viceversa durante la pleamar; las corrientes superficiales siguieron la dirección del viento para velocidades mayores a 4 m/s. La estructura vertical de temperatura presentó gradientes pronunciados por lo que la estratificación observada se debe a la temperatura; esto se debe a que debido a la advección del sistema las temperaturas bajas entran por el fondo y parte Este, e inundan la Bahía modificando la mezcla y estratificación. La marea influye durante las pleamares y bajamares en la estratificación del fondo a la superficie. Las corrientes son del orden de 2 a 5 cm/s en la superficie y son influenciados por el viento, mientras que en el fondo son de 2 a 3 cm/s y responden al flujo y reflujo de la marea.
Mitigación de aguas ácidas provenientes de las minas subterráneas-caso Huarón
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2007) Canales Revatta, Hernán Oswaldo; De la Cruz Carrasco, Estanislao
Estudia, analiza, evalúa, y propone la mitigación de los diferentes impactos generados por las aguas ácidas que se encuentran contaminando al ambiente, utilizando técnicas actualizadas. El estudio se realizó en la Compañía minera Huarón, y señala como esta mina así como otras unidades mineras polimetálicas son contaminantes de las aguas neutras por presencia de sulfuros en sus labores subterráneas, por concentración de minerales, depósitos de relaves y depósito de desmontes que hasta la dación de la resolución Nº 011-96 EM/VMM límites máximos permisibles para efluentes líquidos minero metalúrgicos, a la fecha las aguas ácidas fluían sin control causando daños a la biota, es en esta etapa que se realiza monitoreo en los puntos indicados y aprobados por el MEM teniendo resultados con valores que sobrepasan los límites máximos permisibles. A partir del año 2003 al 2005 se realizan los trabajos de mejoras: construcción de Raise Borer del nivel 400 al nivel 250 interior, derivación de las aguas ácidas de relaves antiguos (Huayllay y Condorcayan), 02 pozas para la sedimentación, una planta para la lechada de cal y la planta de floculación, donde antiguamente los análisis de agua monitoreados en los diferentes puntos arrojaban valores que sobrepasan los niveles máximos permisibles, por esta razón se consideró realizar el tratamiento de aguas ácidas por el método de neutralización con el uso de cal y uso de floculantes y lograr mitigar estos efluentes y sedimentar los sólidos totales existentes en ellos y encausar las aguas al cuerpo receptor, una vez que hayan cumplido con los niveles máximos permisibles establecidos por el Ministerio de Energía y Minas.
Variabilidad Intra-estacional de la Onda de Kelvin Ecuatorial en el Pacífico (2000-2007): Simulación Numérica y datos observados
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2009) Mosquera Vásquez, Kobi Alberto
El presente trabajo describe e interpreta, en términos de ondas ecuatoriales, la variabilidad de la anomalía del nivel del mar (ANM) y la anomalía de la velocidad zonal (AVZ) en el Pacífico Ecuatorial en el periodo 2000-2007. Para esto, se implementó un modelo numérico oceánico simple de un modo baroclínico de esfuerzo de viento. En una primera etapa, el modelo fue validado sobre el periodo 1993-2000 usando datos de forzamiento eólico de los satélites ERS-1 y ERS-2. En particular, se muestra que el uso de una fricción cuadrática permite reproducir mejor la variabilidad de la ANM y las AVZ. En una segunda etapa, se realizó una simulación de estudio para el periodo 2000-2007. En esta ocasión, se usó el mismo esquema de la simulación anterior y se forzó con anomalías de esfuerzo de viento (AEV) obtenidas del satélite QSCAT para el periodo 2000-2007. Los resultados de la simulación, en la variable ANM, determinan la existencia de perturbaciones con periodos de 45 y 91 días, es decir, perturbaciones intra-estacionales asociadas, en parte, a la variabilidad atmosférica del tipo Madden Julian (Madden and Julian, 1971). Estas oscilaciones también se aprecian en la ANM de TOPEX y la anomalía de la profundidad de la isoterma de 20ºC en 140ºW, pero con poca intensidad. Asimismo, se interpreta que las perturbaciones lineales provocadas por los vientos de periodos de 45 y 91 días, entre 2000-2007, tuvieron repercusión en la variación de la temperatura superficial del mar (TSM) en la zona ecuatorial. El estudio demuestra que aunque la variabilidad interanual durante 2000-2007 fue más débil, en comparación al periodo 1993-1997, se puede simular con un modelo lineal de una sola capa las ondas ecuatoriales a escala temporal intraestacional.
Simulación numérica de la hidrodinámica del Lago Titicaca, frente a las costas de la ciudad de Puno en el Perú
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2009) Aguirre Céspedes, César Augusto; Ramírez Aguilar, Isabel
Un mayor conocimiento de la hidrodinámica del lago Titicaca en el Perú, es la discusión del presente trabajo. El estudio se realiza para una escala de tiempo de ciclo diario. Usamos ELCOM (Estuary, Lake and Coastal Ocean Model), un modelo numérico en tres dimensiones para realizar simulaciones en un periodo comprendido entre el primero y quinto día del mes de enero del 2005. Para iniciar las simulaciones se obtuvo la batimetría del lago Titicaca a partir de una carta de sondajes. Se presentaron cuatro escenarios diferentes, cambiando las condiciones iniciales de temperatura y considerando el efecto coriolis. El modelo resuelve las ecuaciones hidrodinámicas de Navier-Stokes con aproximaciones mediante el método semi-implícito de diferencias finitas, para un flujo incompresible, barotrópico, rotacional y estratificado por temperatura. Las condiciones meteorológicas, entre ellas, el viento tiene un efecto en la circulación y la estratificación en capas superficiales del lago. Las corrientes en el lago Grande que ocupa el mayor volumen de agua, se debe principalmente al forzamiento del fluido debido a la temperatura. Los afluentes y efluentes no se consideraron en las simulaciones realizadas en el presente trabajo. La fuerza de coriolis es importante en la dinámica del lago Grande por que ayuda a mezclar las capas estratificadas térmicamente.
Influencia de los espines sobre los Coeficientes de transporte electrónico en cuasicristales icosaedricos
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2012) Espinoza Bernardo, Robert Marino
En el presente trabajo se analiza la influencia de los espines sobre los coeficientes de transporte electrónico, tales como la conductividad eléctrica, termopotencia, contribución electrónica a la conductividad térmica y el número de Lorenz (poniendo énfasis en el régimen de bajas temperaturas; es decir, < 90 K), para el caso de los cuasicristales icosaédricos monocristalinos Al64Cu23Fe13 y Al70.8Pd20.9Mn8.3 y de los policristalinos Al62Cu25.5Fe12.5 y Al64Cu23Fe13 (sólido y nanoestructurado), con los valores experimentales tomados de las referencias [Dolinˇsek 07], [Pope 99], [Biluˇsi´c 00] y [Quispe 11], respectivamente. El estudio de las cantidades de transporte se realizó dentro del marco de la teoría de respuesta lineal. Es así que proponiendo un modelo fenomenológico del tipo gaussiano para la contribución de los espines a la conductividad espectral se determinan los coeficientes cinéticos Lij , los cuales a su vez nos permiten determinar la dependencia de los coeficientes de transporte con la temperatura. Dicho cálculo fue realizado tanto numérica como analíticamente. Luego, considerando la regla inversa de Matthiessen, la cual es válida para cuasicristales, se le adicionó a los términos anteriores las expresiones analíticas para los coeficientes de transporte (tomados de la ref. [Landauro 03]) que considera tanto el criterio de estabilización Hume-Rothery como efectos de hibridización entre los orbitales sp de aluminio y los orbitales d del metal de transición activo (Fe, Mn, entre otros), pero no efectos de espines. De este modo se obtienen expresiones anal´ıticas para los coeficientes de transporte que se encuentran en concordancia con los resultados numéricos y con los valores experimentales. Más aún, para el caso de la conductividad eléctrica, dicha relación permite determinar un mínimo en la misma a las temperaturas de ∼ 19.4 K, 24.8 K, 150.4 K y 12.6 K para los cuasicristales Al64Cu23Fe13 (monocristalino), Al62Cu25.5Fe12.5, Al70.8Pd20.9Mn8.3 y Al64Cu23Fe13 (s´olido policristalino) que están en concordancia cuando se comparan con los valores experimentales de 21 K, 22.3 K, 143.9 K y 12 K para dichos cuasicristales. Finalmente, el parámetro λ propuesto (definido como la razón entre las contribuciones de espines y de los efectos Hume Rothery y de hibridización sp − d a la conductividad eléctrica) nos permite cuantificar el efecto magnético sobre la dependencia de la temperatura de los coeficientes de transporte electrónico. Se proponen dos formas alternativas y simplificadas que permitan obtener el parámetro λ y así cuantificar la contribución magnética a los coeficientes de transporte.
Exploración de aguas subterráneas en la región Lambayeque – Perú usando imágenes Landsat y Aster
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2012) Mendoza Nolorbe, Juan Neil
Con el propósito de complementar las diferentes técnicas de prospección geofísica aplicada a la exploración del agua subterránea se propone el uso de imágenes satelitales Landsat y Aster. El área de estudio es la Región Lambayeque que está ubicada en la costa norte del Perú, entre las coordenadas geográficas 5º 28' 36'' y 7º 14' 37'' de latitud Sur y 79º 41' 30'' y 80º 37' 23'' de longitud Oeste. Los datos utilizados son las imágenes registradas por el sensor ETM+ del satélite Landsat-7, ortorectificadas y con un porcentaje de nubes inferior al 10% de fecha 31-10- 2000 y las imágenes del modelo de elevación digital ASTER GDEM. Se realiza un análisis visual y estadístico de los datos imágenes usando diferentes técnicas como el ajuste de histogramas, composición de colores, componentes principales, filtros y fusiones de imágenes de diferentes resoluciones espaciales, para identificar unidades hidrogeológicas y el patrón de drenaje natural del área de estudio. Con los datos imágenes ETM+ de las bandas 3 y 4 se calcula el índice de vegetación diferencial normalizado (NDVI) y con los datos imágenes ETM+ de la banda 6 se estima la temperatura de la superficie terrestre del área de estudio. Los resultados del análisis estadístico de las imágenes ETM+ y ASTER GDEM se usan para clasificar mediante un árbol de decisiones las zonas potencialmente con agua subterránea, el resultado es un mapa temático con zonas potencialmente con agua subterránea. El mapa temático es validado parcialmente con el inventario de pozos de agua subterránea realizado por INRENA en la parte media baja de la cuenca ChancayLambayeque (INRENA, 2001) observando que el 73% de los pozos están ubicados dentro de las zonas referidas como potencialmente con agua subterránea. El resultado obtenido no es determinante en la existencia de acuíferos libres, se requieren de técnicas in situ para la determinación precisa de éstos. Sin embargo, el método proporciona información a nivel regional de zonas potencialmente con agua subterránea de la Región Lambayeque.
Influencia del desorden sobre la estructura atómica y las propiedades electrónicas de nano-partículas mono-metálicas de Cu y Ag
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2012) Medrano Sandonas, Leonardo Rafael; Landauro Sáenz, Carlos Vladimir
Estudia la influencia del desorden químico y estructural sobre la estructura atómica y las propiedades electrónicas de un conjunto de nano-partículas mono-metálicas de plata y cobre con un número de átomos constituyentes especiales (números mágicos icosaedrales) que varía de 13 a 5083 átomos. Las nano-partículas son formadas mediante simulaciones de dinámica molecular usando un potencial de Johnson, basado en el método del átomo incrustado, para el cobre y un potencial tight-hinding para la plata. Además, se estudia el efecto del desorden químico en las nano-partículas haciendo variar la energía de sitio del Hamiltoniano electrónico tipo tight-hinding según una distribución uniforme. El desorden estructural fue producido aumentando la velocidad del enfriamiento durante el proceso de formación de la nano-partícula.
Estudio de la síntesis de la fase cristalina ω-Al7Cu2Fe y el efecto de la nanoestructuración sobre sus propiedades estructurales y magnéticas
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2013) Pinto Vergara, Milida Zarella; Landauro Sáenz, Carlos Vladimir
En el presente trabajo se realiza un estudio sistemático de la síntesis del sistema cristalino ω-Al7Cu2Fe y del efecto de la nanoestructuración sobre sus propiedades estructurales y magnéticas. Adicionalmente se realiza una comparación de los resultados obtenidos en este sistema cristalino con su contraparte cuasicristalina en la fase icosaedral i-Al64Cu23Fe13 (sintetizado y caracterizado por M. Pillaca en un trabajo previo [Pillaca 13]). Las muestras correspondientes a la fase ω-Al7Cu2Fe fueron obtenidas empleando la técnica de horno de arco. Posteriormente, a dichas muestras se les realizó tratamiento térmico con el objetivo de eliminar fases metaestables presentes en la formación de la fase ω. El proceso de nanoestructuración se llevó a cabo mediante la técnica de molienda mecánica. La caracterización de las muestras sintetizadas y nanoestructuradas se realizó empleando las técnicas de microscopia electrónica de barrido, difracción de rayos X, espectroscopia Mössbauer de transmisión y magnetización de muestra vibrante. Estas técnicas fueron utilizadas para analizar las características de las muestras en los aspectos morfológicos, estructurales, micro-estructurales y magnéticos, respectivamente. Los resultados de difracción de rayos X evidencian que las muestras obtenidas poseen alta calidad estructural, también indican que el tamaño de grano promedio de la muestra ω-Al7Cu2Fe sintetizada disminuye rápidamente de 82 a 19 nm después de 5 horas de molienda. Además, los parámetros hiperfinos de las muestras nanoestructuradas son m´as altos que los valores correspondientes a su contraparte sólida. Las medidas de espectroscopia Mössbauer indican que el orden local alrededor de los átomos de Fe, en los cristalitos, se conserva durante el proceso de nanoestructuración. Sin embargo, la disminución del tamaño de grano debido al proceso de nanoestructuración implica un aumento del desorden en la zona intersticial. También, las medidas magnéticas muestran un comportamiento ferromagnético débil para la muestra sintetizada, mientras que después del proceso de molienda este comportamiento aumenta debido a la formación y crecimiento de una región intersticial magnética mientras se reduce el tamaño de grano promedio de la muestra. Vale la pena mencionar que se ha verificado la reproducibilidad del método de síntesis y nanoestructuración. Con ello se puede afirmar que este proceso se puede realizar repetidamente y en forma controlada. El resultado de la comparación de la fase ω-Al7Cu2Fe con su contraparte cuasicristalina i-Al64Cu23Fe13 (estudiado en detalle en la referencia [Pillaca 13]), muestra que a pesar de su diferencia marcada en la estructura (uno es un sistema periódico y el otro un sistema aperiódico) ambas fases poseen similar comportamiento magnético. Así, el comportamiento magnético de la fase ω se puede explicar a través del modelo esquemático propuesto en la referencia [Pillaca 13] para el caso del cuasicristal i-Al64Cu23Fe13, el cual considera la formación y crecimiento de zonas intersticiales desordenadas de carácter magnético a medida que se reduce el tamaño de grano. De esta comparación se puede inferir que este comportamiento sería no solo característico de estos sistemas sino también de cualquier aleación con bajo contenido de Fe (elemento magnético).
Preparación y caracterización de las cerámicas superconductoras del compuesto YBa2Cu3O7-δ contenido praseodimio
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2013) Flores Santibáñez, Jesús Walter; Bustamante Domínguez, Ángel Guillermo
Pretende obtener los cerámicos superconductores según la fórmula de estequiometria: (Y 1-x Pr x) Ba2 Cu3 O7-δ mediante el método de la reacción de estado sólido (RES) de los materiales poli-cristalinos en forma de polvo. Partiendo de los precursores de estado sólido en la ruta de la síntesis, se transforma los reactivos en otra fase con la composición final deseada, lo que requiere de altas temperaturas de exposición, en estas condiciones los átomos de los reactivos se difunden a través de los materiales sólidos para reaccionar de una manera más efectiva realizándose primero una nucleación y luego un crecimiento. [1,2]. Las muestras que han sido preparadas por el método de J.J. Neumeier y S. Lei presentan una transición de la fase ortorrómbica a la fase ortorrómbica-tetragonal manteniendo el estado superconductor, para las seis muestras preparadas con concentraciones de Pr=0.0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.5 y 0.6, la temperatura crítica se mantiene constante en 93 K que es la temperatura crítica del YBa2 Cu3 O7. Esto significa que en este proceso los iones de Pr no reemplazan a los iones Y en los sitios de estos en la estructura, sino que forman otras fases como el PrBaO 3 y el BaCuO2, manteniéndose como consecuencia los pares de Cooper de los planos CuO2, estas son comprobadas por las técnicas de difracción de rayos-x, magnetización y microscopía electrónica de barrido. Las muestras que han sido preparadas por el método de J.J. Neumeier y D. Han Ha, presentan una transición de la fase ortorrómbica a la fase ortorrómbica-tetragonal con un cambio del estado superconductor al estado magnético. Para las tres primeras muestras al aumentar la concentración de Pr=0.1, 0.2 y 0.3, la temperatura crítica disminuye de 92, 85 y 52 K respectivamente, manteniéndose el estado superconductor. Esto significa que los iones de Pr reemplazan a los iones de Y en los sitios de éstos en la estructura obteniendo como consecuencia la ruptura de los pares de Cooper de los planos CuO2 Mediante este método se preparó una cuarta muestra para una concentración de Pr=0.5, que con las medidas de magnetización presenta un estado paramagnético y con las medidas de la susceptibilidad inversa presenta un estado antiferromagnético. Para cambiar del estado superconductor al estado magnético de los materiales YBa2 Cu3 O7 con la introducción de iones de Pr en lugar de los iones Y, el método de Neumeier-Han Ha resulta ser más óptimo, las cuales son comprobadas por las técnicas difracción de rayos-x, magnetización y espectroscopia de µ-Raman.
Estudio de los efectos de la nanoestructuración sobre las propiedades estructurales y magnéticas del cuasicristal icosaedrico i-Al64Cu23Fe13
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2013) Pillaca Quispe, Mirtha; Landauro Sáenz, Carlos Vladimir
Realiza un estudio sistemático de la influencia de la nanoestructuración sobre las propiedades estructurales y magnéticas del cuasicristal icosaedrico Al64Cu23Fe13 obtenido por la técnica de horno de arco, con posterior tratamiento térmico, y nanoestructurado mediante la técnica de molienda mecánica. Las características morfológicas, micro-estructurales, estructurales y magnéticas de las muestras sintetizadas y nanoestructuradas fueron analizadas empleando las técnicas de microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X, espectroscopia Mossbaüer y magnetización de muestra vibrante. Los resultados de microscopía y difracción de rayos X muestran que es posible obtener, después de tratamientos térmicos adecuados, cuasicristales con alta calidad estructural (con tamaños promedios de grano de ~111 nm). Después de cinco horas de molienda estos tamaños de grano se reducen hasta ~10 nm. Las medidas de los espectros Mossbaüer de las muestras nanoestructuradas sugieren que el orden local alrededor de los sitios de Fe se conserva, mientras que las curvas de magnetización indican un aumento apreciable de la magnetización de saturación y del campo coercitivo, luego de cinco horas de molienda. Estos resultados indican un comportamiento ferromagnético débil de las muestras nanoestructuradas. Además, se verifico ́ la reproducibilidad del método evidenciando que el proceso de nanoestructuración se puede realizar en forma controlada. En base a estos resultados experimentales, se propone un modelo esquemático que explica el comportamiento magnético del cuasicristal durante el proceso de nanoestructuración. Este modelo considera la formación y el crecimiento de zonas intersticiales desordenadas de carácter magnético a medida que se reduce el tamaño de grano de las muestras.
Estudio de efectos no lineales en materiales ópticos
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2013) Alvarado Pinedo, Lucas Arnaldo; Lozano Bartra, Whualkuer Enrique
Describe algunos temas teóricos que involucran técnicas experimentales para encontrar los valores de algunos parámetros ópticos no lineales. El estudio de los efectos ópticos no lineales nos proporciona una riqueza de información sobre la interacción de la intensidad de la radiación con la materia, asimismo nos proporciona nuevas tecnologías que pueden ser usadas para realizar las tareas que son más difíciles o imposibles con la óptica lineal. Ejemplos de tales tecnologías emergentes, son up-conversión, la conversión de frecuencia óptica en la que la radiación coherente que es generada por un láser en una parte del espectro es convertida en otra radiación coherente en una región espectral completamente diferente. En esta forma la radiación coherente se hace disponible en otros regímenes espectrales que son inaccesibles por los láseres comerciales. La aplicación de la óptica no lineal a la espectroscopia, ha sido desarrollada para aumentar el espectro y la resolución espectroscópica.
Estudio de metales pesados por técnicas físicas y químicas de muestras de suelo de la Reserva Nacional de Junín
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2014) Fabían Salvador, Julio Andrés; Bustamante Domínguez, Ángel Guillermo
Los suelos estudiados se encuentran en la meseta del Bombón de la Reserva Nacional de Junín, en los Andes centrales del Perú, que es una zona afectada por las actividades mineras durante varios siglos. Las técnicas analíticas utilizadas para la caracterización mineralógica son la energía dispersiva de fluorescencia de rayos X (EDXRF), difractometría de rayos X (XRD) y espectroscopia Mössbauer (MS). Con tecnicas químicas complementarias se miden el pH y la capacidad de intercambio de cationes de estos suelos; también se mide su contenido de materia orgánica. El contenido del plomo se mide por EDXRF usando un espectrómetro Amptek portátil. De acuerdo a las medidas a temperatura de ambiente los espectros Mössbauer indican que el hierro está presente en estado paramagnético y se aprecia una distribución de sitios, debido a diferentes tamaños de partículas, en la muestra M2. Las mediciones de XRD indican la presencia de minerales de silicato de aluminio tales como andesina e hidróxidos de Fe como la goethita. Por EDXRF se calcula por el porcentaje de plomo en muestras y se calcula que el plomo está presente en el rango de 0,2 a 1,4%.
Magnetoresistencia del grafeno
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2014) Aslla Quispe, Abrahan Pablo; Rivera Riofano, Pablo Héctor
En el presente trabajo se exponen las herramientas utilizadas en en estudio de la estructura de bandas del grafeno y nanoribbons de grafeno con condiciones de borde zigzag (ZGNR), armchair (AGNR) y barbados (bearded) dentro del modelo del enlace fuerte (tight-binding). El transporte electrónico en nanodispositivos de grafeno se describe dentro del formalismo de Landauer y Landauer-Büttiker, dentro de las cuales usamos como herramienta principal las funciones de Green. Consideramos que cada nanodispositivo se encuentra formado por el nanodispositivo conectado a contactos semi-infinitos ideales, reduciendo en estos casos el efecto de los contactos mediante el uso de las autoenergías que se calculan usando las funciones de Green de los contactos. Los contactos de los nanodispositivos se consideran formados por cadenas verticales, donde cada cadena interactúa con las cadenas paralelas y vecinas, esta propiedad permite utilizar el método recursivo de convergencia rápida para el cálculo de las funciones de Green de los contactos y el método de Decimación para el cálculo de la función de Green de los nanodispositivos. Evaluamos la estructura de bandas y la conductancia eléctrica de los nanoribbons de borde zigzag, borde armchair y borde bearded, encontrando que los nanoribbons ZGNR tienen comportamiento conductor, los nanoribbons AGNR tienen comportamiento semimetálico si M = (N + 1)=3 (con N número de dímeros por cadena unidad) es un número entero y en caso contrario los nanoribbons AGNR tienen comportamiento semiconductor donde el gap de energía prohibida E tiene relación inversa con el ancho del nanoribbons. Los nanoribbons de borde bearded tienen comportamiento conductor al igual que los nanoribbons ZGNR, en cambio los nanoribbons de borde mixto zigzag y bearded tienen comportamiento semiconductor, donde el gap de energía prohibida disminuye a medida que aumenta el ancho del nanoribbons. Analizamos también el transporte electrónico en nanoporos rectangulares en redes cuadradas y en redes de grafeno, calculando asi mismo el efecto sobre el transporte electrónico originadas por moléculas de diferentes configuraciones ubicadas en el centro de los nanoporos, los resultados muestran que las moléculas producen la presencia de resonancias y antiresonancias en diferentes valores de energía que son caracteristicos para cada tipo de molécula en el espectro de coeficientes de transmisión, estas resonancias y antiresonancias son evaluadas en términos de variación del coeficiente de transmisión.
Distribución Espacial de la Conductividad Eléctrica del Suelo de la Región de Lambayeque Usando Imágenes de los Satélites Landsat 5 y 7 Mediante Redes Neuronales Artificiales: Perceptrón Multicapa
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2014) Badaracco Meza, Rolando Renee; Rojas Acuña, Joel
Implementa una “red neuronal artificial” con arquitectura de retropropagación de error (“Back-Propagation”), que permita clasificar la salinidad en los suelos, usando como datos de entradas imágenes de NDVI, y datos de entrenamiento de conductividad eléctrica del suelo. El área de estudio se encuentra entre las coordenadas UTM por 614775 m E, 627345 m E y por 9277495 m N, 9255475 m N, debido a que los datos de conductividad eléctrica del suelo son obtenidos de los distritos de Lambayeque y Mochumí, localizados en el departamento de Lambayeque de la costa norte del Perú. Se usan 46 imágenes satelitales procedentes de los sensores ETM+ y TM de proyección UTM, zona 17S, y de Datum WGS84. Estas imágenes son analizadas usando el software de procesamiento de imagen ENVI 4.5 y el lenguaje de programación IDL. Se evalúan dos modelos de arquitectura de red neuronal, para el primer modelo se utiliza 1 capa oculta obteniendo un error de entrenamiento de 0.40 y en el segundo modelo se utilizó 2 capas ocultas presentando un error de entrenamiento de 0.27.
Influencia de la velocidad de enfriamiento sobre las propiedades estructurales y electrónicas de nano-hilos mono-metálicos de Ag y Cu
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2014) Cuba Supanta, Gustavo; Landauro Sáenz, Carlos Vladimir
Estudia la influencia de la velocidad de enfriamiento (cooling rate o freezing) sobre las propiedades estructurales y electrónicas de nano-hilos mono-metálicos de plata y cobre constituidos con un número desde 200 hasta 5880 átomos correspondientes a diámetros de 0.49 a 2.86 nm para la plata y de 0.43 a 2.53 nm para el cobre y una longitud de 16.34 y 14.46 nm respectivamente.
Modelamiento de la dispersión de contaminantes pasivos en la bahía Ferrol – Chimbote
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2014) Guzmán Zorrilla, Emanuel Jesús; Yzocupe Curahua, Víctor Alfredo
Se realizó la modelación numérica de dispersión de contaminantes en la bahía Ferrol- Chimbote mediante el desarrollo de un modelo de dispersión basado en la ecuación de advección-difusión para representar el transporte de sustancias en la bahía Ferrol. El modelo fue desarrollado empleando métodos de diferencias finitas y funciona de manera acoplada con el modelo de circulación oceánica Princeton Ocean Model (POM). Previo a la modelación de dispersión en la bahía y con el modelo de dispersión desarrollado, se realizaron simulaciones de casos teóricos de dispersión ya conocidos con la finalidad de comparar los resultados del modelo numérico con las soluciones analíticas y con esto verificar las bondades de los esquemas numéricos propuestos. Para llevar a cabo la modelación de manera más realista aplicada a la zona de estudio, en primer lugar se realizó la modelación de la circulación en la bahía forzado con información de viento y marea de la zona de estudios, para esto se empleó el modelo POM con el que se obtuvo la caracterización de corrientes en la bahía a nivel superficial y subsuperficial. Se logró validar el modelo POM de manera adecuada para los cálculos de los niveles del mar, obteniéndose un coeficiente de correlación de 0.77, lo que indica un buen grado de aproximación entre lo modelado y observado. En cuanto a la validación de corrientes, debido a la poca disponibilidad de información tanto en cobertura espacial como temporal, no fue posible realizar una validación más detallada tal como se hizo para el nivel del mar. Sin embargo, los resultados de las corrientes modeladas indican que estas se encuentran en el mismo orden que las corrientes medidas en los diferentes estudios realizados en la bahía. Habiendo realizado la caracterización de la circulación, se procedió a ejecutar el modelo de dispersión para tres escenarios definidos, donde en el primero de ellos se contemplan las descargas dentro de la bahía (condiciones actuales) mientras que en el segundo y tercer escenario se evalúan las condiciones de dispersión para descargas que se pudieran ubicar fuera de la bahía como alternativas de descontaminación de la bahía Ferrol. Las sustancias modeladas fueron consideradas como “pasivas o conservativas” ya que no forman compuestos adicionales al reaccionar con el agua de mar. Para esto fue necesario recopilar información referente a las características del agua de mar de la bahía, siendo las sustancias a evaluar coliformes totales y aceites & grasas. Finalmente se observa que el modelo es una buena herramienta para el estudio de los fenómenos de dispersión y que debe de seguir siendo mejorado tanto en el aspecto matemático como en la investigación más profunda de los parámetros y coeficientes que intervienen en la modelación, para lo que se necesita una mayor disponibilidad de la información sobre la calidad de aguas.
Variabilidad espacio-temporal de la temperatura de la superficie del suelo en el Perú y su relación con los eventos extremos, mediante imágenes MODIS/Terra durante el periodo 2000-2012
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2015) Aguilar Lome, Jaime; Rojas Acuña, Joel; Willems Bram, Leo
Determina la variabilidad espacial y temporal de la temperatura de la superficie del suelo (TSS) sobre el territorio peruano, ubicado aproximadamente entre 0◦S y 20◦S. Los datos utilizados son los productos MODIS/Terra (MOD11A2) y MODIS/Aqua (MYD11A2), que proporcionan la TSS diurna (10:30 hora local) y nocturna (2:30 hora local), respectivamente, a una resolución espacial de 1 km con base cada 8 días. La calidad de los productos fueron evaluados antes de su procesamiento. Mientras los datos de temperatura del aire, fueron proporcionados por el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI). Los resultados muestran que la TSS diurna promedio del área de estudio varía de -1◦C a 47◦C. Mientras la desviación estándar de la TSS diurna muestra que en la costa norte y en la sierra varía más en comparación con la selva. Las comparaciones entre el promedio mensual de la TSS diurna con la temperatura máxima media mensual del aire muestran correlaciones estad´ısticamente significativas (0.50≤ r ≤ 0.84, p≤ 0.05) y la TSS diurna varía fuertemente según la estacionalidad y los diferentes clases de cobertura. Del análisis de la TSS nocturna en el periodo 2003-2012 (mayo-agosto), se muestra que las regiones por debajo de los 0◦C se encuentran por encima de 2600 msnm (en promedio). Además la TSS nocturna promedio mensual está fuertemente correlacionada con la temperatura mínima media mensual del aire (R=0.93, N=675).
Estimación del espesor óptico de los aerosoles a partir de los datos Level 1B del sensor MODIS sobre Perú (2004 - 2005)
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2015) Cholan Rodriguez, Edison; Rojas Acuña, Joel
Estima el espesor óptico de los aerosoles (⅄c =0,55 µm) a una resolución espacial de 1 km x 1 km, usando el modelo de transferencia radiativa Santa Barbara DISORT Atmospheric Radiative Transfer (SBDART) (Ricchiazzi y Yang, 1998). Este modelo simula la transferencia radiativa en la atmósfera (scattering, absorción, emisión, etc), la interacción de la radiación tanto solar como terrestre con los componentes atmosféricos como el vapor de agua, dióxido de carbono, metano, etc. El modelo SBDART, genera un archivo de salida ASCII, que contiene la irradiancia en el tope de la atmosfera y en la superficie terrestre, obtenido mediante la aproximación de dos flujos y la aproximación de Eddington para resolver la ecuación de transferencia radiativa, considerando una atmosfera plano paralela. Para luego generar las ecuaciones definidas por el espesor óptico de los aerosoles (⅄c =0,55 µm) en función de la reflectancia en el tope de la atmosfera, mediante una regresión polinomial de grado 3, para la banda 1 (⅄c =0,66 µm) del sensor MODIS, con diferentes valores de espesor óptico de los aerosoles (⅄c =0,55 µm) y otras condiciones (geometría del Sol y del Sensor, un modelo de aerosoles y la reflectancia de la superficie (⅄c =0,66 µm). El área de estudio es el espacio aéreo de Perú, que se encuentra entre las latitudes 0002′00“S a 18021′03“S y las longitudes de 68039′00“O a 81019′35“O. Para el tratamiento de las imágenes MODIS Level 1B, se usa el lenguaje de programación IDL versión 7.8. Luego, usando los resultados del Modelo SBDART se calcula el promedio anual del espesor óptico de los aerosoles (⅄c =0,55 µm) a una resolución espacial de 1 km x 1 km en todo el área de estudio, para los años 2004 y 2005, con valores que oscilan entre 0,1 y 1,0, así como para la región amazónica tanto para el año 2004 y 2005, coincidiendo los valores máximos del espesor óptico de los aerosoles con el tiempo de inicio de los incendios forestales en Brasil.

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