Maestría Facultad de Ciencias Físicas

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Análisis de datos de interferometría de radar satelital (InSAR) y terrestres (GBSAR) para cuantificar desplazamientos de la superficie en los deslizamientos de tierra que afectan a los centros poblados de Cuenca, Huancavelica y La Romilda, Junín
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Anchivilca Valentín, Renzo Isaac; Villegas Lanza, Juan Carlos; Jiménez Tintaya, César Omar
Los deslizamientos de tierra son fenómenos naturales que ocurren a menudo debido esencialmente a factores condicionantes, tales como el tipo de terreno y la inclinación del talud, y a factores detonantes, tales como las precipitaciones pluviales, los terremotos y la actividad humana. El presente trabajo consistió en analizar datos de interferometría de radar satelital (InSAR) y terrestres (GBSAR) para cuantificar desplazamientos sobre deslizamientos de tierra ubicados en Huancavelica y Junín, durante el periodo 2016-2023. El estudio se realizó a partir del procesamiento de dos fuentes de datos de radar: la primera estuvo conformada por datos de imágenes Sentinel 1 y la segunda por datos de radar terrestre (GBSAR), comprendidos entre el 2016 y 2023. Las técnicas de procesamiento, Proyección Inversa en el Dominio de Frecuencia (FDBP), Interferometría Diferencial SAR (DInSAR) y Subconjuntos de Líneas de Base Pequeñas In- SAR (SBAS InSAR), permitieron generar mapas de reflectividad, interferogramas y series de tiempo de desplazamiento a partir de datos de radar satelitales y terrestres, correspondientes a las zonas muestreadas en Cuenca-Huancavelica y La Romilda-Junín. Los mapas de desplazamiento obtenidos mediante la técnica DInSAR muestran ciertas limitaciones para cuantificar desplazamientos sobre deslizamientos de tierra, los cuales podrían explicarse considerando la baja coherencia que caracterizan los deslizamientos de gran magnitud, la influencia que tiene la orientación e inclinación del talud, y la intensa contribución atmosférica que está presente en lugares con mucha vegetación. Los resultados encontrados mediante la técnica SBAS InSAR consisten en mapas de desplazamiento y velocidad, los cuales se emplearon para generar series de tiempo de desplazamiento. Las series de tiempo obtenidas para el deslizamiento de Cuenca fueron validadas con datos GNSS medidos en seis puntos de control que están localizados sobre y cerca al deslizamiento. Por otro lado, los resultados de desplazamiento obtenidos para La Romilda solo fueron generados con la técnica SBAS InSAR, ya que no existían datos GBSAR y GNSS disponibles durante el periodo de procesamiento. Los resultados muestran que los valores de desplazamiento obtenidos con SBAS InSAR son muy similares a los valores registrados por instrumentos GNSS (CU07: -4.89 mm [SBAS], -7.54 mm [GPS], CU16: 2.87 mm [SBAS], 5.58 mm [GPS], CU17: -2.79 mm [SBAS], -3.43 mm [GPS]). Los valores obtenidos con los datos GBSAR también pudieron ser comparados físicamente con los datos GNSS, pues ambos representan un deslizamiento, siendo el primero de mayor magnitud (87.54 mm) porque está asociado a una porción de superficie del suelo y no una posición geográfica específica. Se concluye que los sistemas GBSAR son más apropiados en estudios de deslizamientos de tierra porque logran un valor de línea de base cero con una mayor tasa de adquisición de datos.
Hidrodinámica y descarga del emisario Taboada en la bahía del Callao
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Merma Jara, Marco Antonio; Quispe Sánchez, Jorge Martín
En esta investigaci´on el objetivo fue analizar las variables de salinidad, temperatura superficial del mar y la velocidad, obtenidas a partir de la simulaci´on num´erica realizada con el modelo ELCOM (Estuary, Lake and Coastal Ocean Model) sobre la bah´ıa del Callao. Para analizar el desempe˜no de la simulaci´on se utiliz´o datos recolectados por el Instituto del Mar del Per´u (IMARPE) para el mes de mayo de 2016 sobre la bah´ıa del Callao. Para el correcto funcionamiento del modelo se han utilizado datos de batimetr´ıa, de estaciones meteorol´ogicas y de marea. Adem´as, se consider´o la presencia del emisario submarino Taboada. Los resultados de la simulaci´on fueron comparados con datos de 10 estaciones de registro, estas estaciones se encuentran identificadas con los r´otulos E11 hasta E20. Para el caso de la salinidad los resultados muestran un error m´ınimo de 0.11% y m´aximo de 1.47%, para la temperatura el error m´ınimo es de 0.59% y m´aximo de 7.98%, as´ı mismo para las magnitudes de las velocidades el error m´ınimo de 1.39% y m´aximo 42.15%. Finalmente, la simulaci´on realizada con el modelo ELCOM pueden ser utilizadas para analizar el comportamiento del oc´eano en la bah´ıa del Callao.
Simulación numérica del terremoto y maremoto de 1868 en el Sur del Perú
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Cobeñas Sánchez, Angel Alfonso; Jimenez Tintaya, César Omar
Teniendo en cuenta que los desastres naturales son eventos que no se pueden predecir. Esto es, en día, hora, fecha y lugar. Entre ellos podemos empezar desde inundaciones por intensas lluvias, huaycos, deslizamientos y por ultimo sismos. ´ Los sismos pueden ser de magnitud leve, moderada y elevada (destructivos) llegando a superar la intensidad VIII MM, donde se visualiza grandes destrucciones de viviendas, grietas y por ultimo ´ edificios colapsados. Los sismos también pueden clasificarse por su profundidad, siendo los sismos superficiales y de magnitud elevada la combinación m ´ as letal, ya que esta combinación genera como eventos cósmicos, subsidencia y elevación. Si la elevación se produce cerca de la línea de la costa y la fosa marina, destruye las ciudades y distritos costeros, no solo por las ondas del ´ terremoto sino también por el maremoto que produce con olas superiores a los 8 metros. ´ Una de las ciudades proyectadas en el problema a desarrollarse es Arica, ciudad costera en el límite frontera de Perú y Chile, ubicada dentro del cinturón de sísmico del Pacifico. La cual fue devastada en 1868 por el sismo ocurrido el 13 de agosto y con la estocada final de un maremoto (tsunami) que dejo alrededor de 25 000 pérdidas humanas y embarcaciones varadas, entre ellos el m ´ as famoso ´ de los reportes, el barco de guerra estadounidense Wateree. En este trabajo de investigación, se ha adaptado la metodología de Jiménez (2015) para estimar los parámetros y oscilaciones del nivel medio del mar para un evento sísmico histórico. Teniendo en cuenta el contexto de la mitigación y prevención de desastres producidos por fenómenos naturales. En este caso, para un terremoto y consecuente maremoto en zonas costeras. Basándose en los efectos históricos generados y que han sido reportados por diferentes investigadores, la simulación permite estimar los parámetros que produjo este terremoto con consecuencia de maremoto. El modelado numérico empieza desde hacer un recuento de los reportes realizados tanto en el Perú y el extranjero para este evento sísmico, con la finalidad de analizar la sismicidad y área de trabajo. Entender el proceso físico de generación del sismo debido a la fricción de los casquetes litosfericos; además, el proceso físico de generación de maremotos, comprendiendo el ´ efecto pistón para un medio homogéneo, isotrópico e incompresible (lıquido).
Estudio físico químico de barros (pasta primaria) utilizados por los pobladores a orillas del rio Ichu de la provincia de Huancavelica
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Castillo Corzo, Miguel Ángel; Peña Rodríguez, Víctor Antonio; De los Santos Valladares, Luis
El objetivo de la investigación es la caracterización fisicoquímica de cinco muestras de suelos contaminados por la mina Santa Bárbara, cerca al rio Ichu, en Huancavelica (Perú). La metodología de investigación consistió en el plantemiento del problema, ubicación geográfica del lugar de recolección de muestras, la preparación para sus análisis, el estudio y ejecución de mediciones con las técnicas de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB), Microscopía Óptica (MO), Espectroscopía de Rayos X por Dispersión de Energía (EDX), Difracción de Rayos X (DRX), Magnetometría (M) y Espectroscopía Mössbauer (EM). Con la técnica MEB se identificaron partículas con dimensiones desde 0.0727 hasta 0.090 μm. Con la Microscopía óptica se identificaron granos de formas filosas y redondas. Con la Técnica EDX se identificaron elementos químicos contenidos en todas las muestras, como el silicio (Si), calcio (Ca) y hierro (Fe). La técnica DRX evidenció que las muestras de suelos están compuestas mayoritariamente por silicato. Se describe, explica y analiza los resultados según la técnica de Magnetometría (M) acerca de las curvas de calentamiento de campo Field Heating (FH) y enfriamiento de campo Field Cooling (FC) de magnetización, en función de la temperatura, ℳ(T), tomadas bajo la intensidad de campo aplicado de 500 Oe. Se caracterizó e identificó los óxidos de hierro (FeO) como la magnetita, hematita y goetita mediante las técnicas de la Magnetometría (M) y Espectroscopía Mössbauer (EM). Se concluye que las técnicas aplicadas en el presente trabajo permitieron identificar, caracterizar y analizar propiedades físicas y químicas de los suelos estudiados. Tambien se realizó el análisis de las muestras de suelos mediante las técnicas de Fluorescencia de Rayos X (FRX), Plasma Acoplado Inductivamente: Espectroscopía de Masas (ICP-MS) y Espectroscopía Gamma (EG). Se encontraron altos niveles de contaminación de As, Cd, Pb, Zn, Ni y Cu, y bajos niveles de Hg y Cr en comparación con los estándares locales e internacionales. El bajo nivel de mercurio encontrado en las muestras sugiere su volatilización, pero algunos restos quedan atrapados en las zonas cercanas a la mina. Los niveles más altos se han identificado de Ni (184,29 mg kg-1), Cu (1222,61 mg kg-1), Zn (1525,86 mg kg-1) Cd (11,41 mg kg-1) y Hg (6,2 mg kg-1) Se encuentran en Yananaco, el distrito más cercano a la mina. Es de resaltar que los altos niveles de PTE van acompañados de la presencia de calcita en los suelos, lo que sugiere la inmovilización de los PTE debido a la presencia de este mineral. Por otro lado, las actividades específicas de los tres materiales radiactivos naturales (NORM), 226Ra, 232Th y 40K, varían de 38,0 a 137,3 Bq kg-1, de 40,1 a 50,5 Bq kg-1 y de 505,5 a 793,3 Bq kg-1, respectivamente. La tasa de dosis absorbida promedio (D) para las muestras es 85,9 nGy/h, que es 1,7 veces mayor que la tasa de dosis promedio mundial. De manera similar, la dosis equivalente efectiva anual (E) promedio es de 0,105 mSv/año, 1,5 veces mayor que el promedio mundial. Además, los datos revelan correlaciones de Pearson positivas para los pares Hg-Ni (0,981) y 226Ra-232Th (0,960); y correlaciones negativas para los pares 226Ra-As (-0,984) y 232Th-As (-0,962). Por lo tanto, los resultados sugieren que las actividades pasadas de extracción de mercurio aumentaron la exposición de PET y NORM en Huancavelica, que aún permanecen cerca en las áreas cercanas a la mina abandonada hasta la fecha.
Propiedades geométricas y dinámicas del espaciotiempo de Reissner-Nordstrom-De Sitter interactuante con una quintaesencia mínimamente acoplada
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Villata Ribbeck, Franco Augusto; Vargas Auccalla, Teófilo
En el presente trabajo de investigación se obtiene una solución exacta a las ecuaciones de campo gravitacional de Einstein que incluyen una constante cosmológica positiva, para el caso de un objeto cargado con simetría esférica, carente de momento angular e inmerso en un espacio-tiempo vacío, estático, homogéneo e isotrópico. Esta es la muy conocida solución de Reissner-Nordstrom-De Sitter (RNdS). Para lograr esto se emplea de manera fundamental la aproximación del campo gravitatorio débil, lo que permite linealizar la ecuación tensorial de campo, y las propiedades del tensor de energía momento para el campo electromagnético expresado en términos del tensor de campo electromagnético o tensor de Maxwell. Logrado esto, se procede a estudiar las propiedades de la estructura causal impuestas por la geometría de esta nueva métrica para las trayectorias geodésicas de partículas y señales luminosas que se propagan en el espacio-tiempo de RNdS, para lo cual se efectúa la correspondiente transformación de la métrica obtenida en coordenadas esféricas a las coordenadas de Kruskal. Donde su carácter más general permite evitar las singularidades matemáticas que suelen obtenerse en el sistema polar esférico, ya que las coordenadas de Kruskal, al poder abarcar todo el espacio-tiempo posible de forma regular y convergente, nos permiten un análisis más preciso y completo de las propiedades de este tipo de espacio-tiempo desde un punto de vista estrictamente geométrico. Posteriormente, se procede a estudiar las propiedades dinámicas dentro del espacio de RNdS mediante la obtención de las ecuaciones geodésicas (y en particular la radial) que nos permiten describir el movimiento de una partícula de prueba clásica (sin spin) no cargada y junto con ello se logra obtener la forma exacta del potencial gravitacional en el exterior del agujero negro de RNdS. Finalmente, se trata de acoplar el campo escalar de Quintaesencia al campo gravitacional del agujero negro de RNdS en la vecindad o cercanías a su horizonte de sucesos, donde la deformación de la geometría del espacio-tiempo alrededor de su horizonte cobra una importancia relevante, por lo que se emplea un modelo de campo escalar no homogéneo, pero aún isotrópico, de modo tal que dicho campo se comporta como un fluido perfecto inhomogéneo cuyas propiedades dependen únicamente de la distancia. Debido a que, a diferencia de la mayoría de los trabajos dedicados a este punto, dicho modelo no se enfoca al estudio de las propiedades de la energía oscura a escalas cósmicas de distancia, donde gracias al Principio Cosmológico sabemos que se impone de manera aproximada la homogeneidad e isotropía del espacio. En tal sentido y conforme con esto, los cálculos respectivos se efectúan y desarrollan tomando como base el aporte del modelo de Kiselev, donde la presión de este campo escalar es proporcional a la densidad de energía oscura, manteniéndose negativa para un parámetro de estado constante y siempre negativo. Por último, los resultados que se obtienen para la presión, densidad de energía y potencial escalar de acuerdo a este modelo se comparan con los que se obtienen en el modelo del gas de Chaplygin adecuado al caso físico referido y señalado.
Análisis estructural y microestructural de pigmentos arqueológicos por técnicas físicas y refinamiento Rietveld: contribuyendo con la preservación de pinturas murales
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Lizarraga Matto, Luis Miguel Angel; Zeballos Velásquez, Elvira L.
Durante el período 2018 se realizaron trabajos de excavación y se registraron pinturas murales del periodo Moche en el sitio arqueológico Pampa La Cruz; dichas estructuras se encontraban en mal estado de conservación. Con el propósito de contribuir con la preservación de estos murales y de sus pinturas, en el presente trabajo se ha investigado los pigmentos empleados en el decorado de estos murales, en particular, el pigmento blanco; asimismo, fueron estudiados los enlucidos asociados. Análisis cualitativo y cuantitativo fueron realizados mediante la técnica de difracción de rayos X y métodos analítico/computacionales, para determinar la composición mineralógica de los materiales y su cuantificación mediante refinamiento Rietveld. Adicionalmente, y para complementar el estudio estructural, fue realizado un análisis microestructural de los materiales en relación al tamaño de cristalito. Mediante el análisis cualitativo, en los pigmentos fueron identificadas fases de cuarzo y diversas arcillas y otros minerales (albita, andalucita, andesina, calcita, caolinita, clorita, cuarzo, halita, moscovita, ortoclasa y yeso). La calcita y yeso podrían ser los responsables del color en estos materiales. Fases mineralógicas similares fueron identificadas en los enlucidos asociados, aunque en porcentajes diferentes respecto a los pigmentos. La presencia de halita tanto en los pigmentos como en enlucidos se debería a contaminación externa proveniente del mar.
Estudio de las propiedades magnéticas en multicapas de hierro y titanio con acoplamiento antiferromagnético
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Yactayo Yaranga, Melissa Sonia; Quispe Marcatoma, Justiniano
Esta investigación estudia las propiedades estructurales, morfológicas, magnéticas (estáticas y dinámicas) de multicapas de hierro titanio acopladas antiferromagneticamente. Para ello se sintetizaron dos familias de muestras por pulverización catódica (magnetron sputtering) con condiciones de crecimiento similares para ambas familias, diferenciándose en la variación del espesor de la capa no magnética. Además, estudia la mejora de la constante de acoplamiento de intercambio intercapa entre estas dos series al aumentar el número de apilamientos. Se realizaron caracterizaciones estructurales, morfológicas, magnéticas tanto estáticas como dinámicas mediante difracción de rayos X, reflectividad de rayos X, microscopia electrónica de transmisión, magnetometría SQUID y resonancia ferromagnética, respectivamente. Los resultados obtenidos por difracción de rayos X permitieron identificar la presencia de la ´ fase cristalina del hierro orientada en la dirección (110). A partir de los resultados obtenidos por reflectividad de rayos X, se estudiaron los espesores experimentales de la multicapa. Por otro lado, microscopía electrónica de transmisión, permitió la identificación experimental de los espesores individuales de cada capa, encontrando una variación respecto a los valores nominales, debido al grado de Inter difusión entre los materiales. Mediante la técnica EELS (complementaria a TEM) se obtuvo información composicional de los elementos presentes en la superred, identificando hierro, titanio y adicionalmente la difusión del oxígeno actuando como contaminante en las muestras. A partir del patrón de difracción de electrones, se identificaron las distancias inter-planares características de un hierro cubico de cuerpo centrado, acorde a los resultados obtenidos por difracción de rayos X. La caracterización magnética se realizó mediante magnetometría SQUID, se identificó los lazos de histéresis de dos pasos características de un sistema acoplado antiferromagneticamente (SAF), determinándose la constante de intercambio Inter capa, con valores máximos de −0.065 erg/cm2 y −0.046 erg/cm2 para las series 1 y 2, respectivamente. Además, se determinó una reducción en la magnetización de saturación, esta disminución de la magnetización podría estar asociada a capas magnéticamente muertas de 1 nm y 1.4 nm generadas en las interfaces en la serie 1 y serie 2, respectivamente. Las propiedades dinámicas se estudiaron por resonancia ferromagnética hallándose las constantes de anisotropía superficial y volumétrica, indicando esta ultima una orientación preferente al plano de la película, acorde a los resultados obtenidos mediante magnetometría SQUID. Además, se determinó la anisotropía superficial o de interface (perpendicular al plano de la película), así como el espesor crítico en el cual la magnetización dejara de tener una orientación preferente al plano de la película. A partir de la fórmula de Kittel, se determinó el valor de la constante de amortiguamiento de Gilbert (damping), encontrándose ´ valores en el orden de 10−2, típicos de materiales ferromagnéticos
Aplicaciones del monitoreo microsísmico para el modelamiento estructural mediante la correlación de velocidades de onda con el mapeo geomecánico usando la tabla GSI
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Espinoza Saenz, Peter Andree; Jimenez Tintaya, Cesar Omar
Presenta un análisis exhaustivo y riguroso acerca de la microsismicidad y su relevancia en el análisis de estructuras geológicas, con un enfoque particular en la aplicación de la tabla GSI y su relación con la seguridad en el entorno minero. La microsismicidad, una técnica dedicada a la detección y análisis de eventos sísmicos de pequeña magnitud que suceden durante las operaciones de avance y explotación minera, constituye un elemento fundamental para garantizar la operación segura y eficiente de instalaciones subterráneas. La ocurrencia de estos eventos sísmicos revela la existencia de tensiones y deformaciones en las estructuras geológicas, factores que pueden ejercer un impacto considerable en la seguridad operativa. En este sentido, el monitoreo de la microsismicidad emerge como una herramienta indispensable en la gestión del riesgo geomecánico. Al analizar las variaciones en las velocidades P y S aparentes, así como las velocidades reales (Vp y Vs), durante dos períodos específicos. Se observa un aumento del 1% en las velocidades P aparentes y un descenso del 0.9% en las velocidades S aparentes entre los períodos analizados. Estos cambios sugieren presiones intensas en el macizo rocoso, afectando las condiciones geomecánicas y estructurales de la roca. Además, se detecta un aumento en las velocidades reales Vp y Vs, lo que indica compresión en las microfracturas y el cierre de juntas. Estas variaciones pueden estar asociadas con eventos microsísmicos de magnitud elevada y un posible estado de subsidencia o hundimiento en áreas cercanas; estos valores son patrones que se modifican a medida que se avanza en el laboreo minero (sismicidad inducida). La combinación de la tomografía sísmica con otras técnicas, como el mapeo GSI, fortalece la fundamentación de hipótesis sobre procesos de subsidencia. Se observan zonas con velocidades atípicas en el volumen de adquisición de Pencas, lo que revela la naturaleza dinámica de las presiones litostáticas. Aunque no se puede predecir la ocurrencia de eventos microsísmicos, sí se puede discernir la escala de magnitud con la que pueden ocurrir. El análisis de las velocidades de onda para Vp y Vs ofrece una solución sistemática para el mapeo geomecánico y permite determinar las variaciones temporales de esta condición geomecánica.
Síntesis y caracterización de bionanocompuestos de TPS/NCC/Ag-NP
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Neciosup Puican, Antony Alexander; Landauro Sáenz, Carlos Vladimir; Quispe Marcatoma, Justiniano
En el presente trabajo de investigación se llevó a cabo un estudio experimental de un bionanocompósito compuesto por almidón, nanocristales de celulosa (NCC) y nanopartículas de plata (Ag-NP). Para lograrlo, el almidón fue sometido a un proceso que involucró la aplicación de calor y tratamiento mecánico junto con la adición de un plastificante, lo que resultó en la obtención de un termoplástico de almidón (TPS). Con el objetivo de mejorar las propiedades mecánicas de este producto, se llevó a cabo la incorporación de los NCC, los cuales fueron extraídos mediante el método de hidrólisis ácida a partir de celulosa microcristalina comercial. Adicionalmente, se introdujeron Ag-NP sintetizadas de forma coloidal, con el fin de proporcionar al material propiedades bactericidas. La identificación estructural tanto física como química de las muestras se llevó a cabo mediante las técnicas de difracción de rayos X (DRX) y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), respectivamente. Asimismo, se llevaron a cabo análisis termogravimétricos (TGA) de las muestras con el propósito de estudiar las transiciones de fase y su descomposición térmica. Por otra parte, la presencia de las Ag-NP se confirmó mediante la técnica de espectroscopía ultravioleta-visible (UV-visible). Finalmente, se realizaron pruebas mecánicas utilizando la técnica de nanoindentación a través de microscopía de fuerza atómica (AFM), y ensayos de difusión de disco para evaluar su capacidad bactericida.
Estudio de las transiciones de fase inducidas por temple en agua y revenido en el acero 1045
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Trujillo Quinde, Alejandro Ladislao; Bravo Cabrejos, Jorge Aurelio
Estudia las transiciones de fase que se dan en el acero 1045 cuando es sometido al tratamiento térmico de temple en agua y de revenido, partiendo de de la caracterización de una muestra de acero 1045 en estado de suministro utilizando las técnicas de Microscopía Óptica, Fluorescencia de Rayos X por Dispersión de Longitud de Onda, Difracción de Rayos X y Espectroscopía Mössbauer por Dispersión; y relacionamos estos resultados con las mediciones de dureza y microdureza. Este proceso de caracterización se repite cuando la muestra es sometida a los tratamientos térmicos de temple en agua y revenido, para estudiar las transiciones de fase que se suscitan. Las micrografías de la muestra en estado de suministro, identificada como “acero-ST” dan cuenta de la presencia de ferrita y perlita; las micrografías de la muestra en estado de temple en agua, identificada como “acero-agua” presentan martensita; y las micrografías de la muestra en estado de bonificado, es decir, sometida al tratamiento de temple en agua y revenido, denominada “acero-agua R”, ponen en evidencia la presencia de la denominada martensita revenida. Los resultados de la Fluorescencia de Rayos X por Dispersión de Longitud de Onda, muestran que las piezas analizadas tienen, en promedio, similar composición química, como es de esperarse en piezas libres de segregación química. En todas las muestras se logró identificar hierro (en torno de 97.9%), manganeso (en torno de 0.8%), cromo (0.16%) y cobre (en torno de 0.5%). Como es de esperarse, el hierro se encuentra en mayor concentración seguido del manganeso. El cromo y el cobre se encuentran en bajas concentraciones por lo que no se consideran elementos de aleación en este caso. Los difractogramas de rayos X dan cuenta de la presencia de ferrita, martensita y martensita revenida en las muestras “acero-ST”, “aceroagua” y “acero-agua R” respectivamente. El espectro Mössbauer por Dispersión de la muestra “acero-ST” presenta dos sextetos magnéticos asociados a la ferrita y a la perlita; en la muestra “acero agua” se han identificado tres sextetos magnéticos adjudicados a los átomos de hierro que son vecinos cercanos al átomo de carbono presente en la celda unitaria de la martensita. El espectro Mössbauer por Dispersión de la muestra “acero-agua R” es similar al espectro de la muestra “acero-agua”. Los espectros Mössbauer por Dispersión de las muestras en estudio confirman y complementan los resultados obtenidos Microscopía Óptica, Difracción de Rayos X y Fluorescencia de Rayos X por Dispersión de Longitud de Onda; estos resultados fueron relacionados con las mediciones de dureza
Estimación del índice de vegetación procedente del sensor AVHRR transportado por la serie de satélites NOAA (1981-2012) y su aplicación como un indicador de la desertificación en el Perú
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Xu, Han; Rojas Acuña, Joel
Estima el índice de vegetación (NDVI) en el Perú usando datos imágenes del sensor AVHRR/NOAA para proponerlo como un indicador de la desertificación en el Perú. Los datos son adquiridos del portal de CLASS/NOAA, de nivel 1b, de resolución espacial de 1 km y temporal de 12 horas. Los datos originales están almacenados en números digitales binarios de 10 bits en archivos de formato LAC. Se procesaron un total de 15988 imágenes de los sensores AVHRR/2 y /3 de la serie de satélites NOAA para el área de estudio que abarca entre las latitudes de 0º a 19º S y las longitudes de 82º a 68. 5º W. Se desarrolló un algoritmo en lenguaje de programación IDL que automatiza el procesamiento de las imágenes que incluye las correcciones atmosférica y geométrica, el filtrado de nubes y redimensionado de los datos de cada imagen diaria. Al comparar con los resultados obtenidos usando el software ENVI, se obtuvieron los mismos valores de la reflectancia de los canales 1, 2 y 3a, y una mínima diferencia de valor de temperatura para los canales 3b, 4 y 5. Se discutió la consistencia de la base de datos de la serie de satélites NOAA y la eficiencia de la técnica de filtrado de nubes CLAVR. Se calculó los índices de NDVI y VCI diarios a partir de la reflectancia estimada, y los datos mensuales usando el compuesto de valores máximos para el periodo de enero de 1982 a abril de 2019 (448 meses). Se compararon los ciclos anuales del NDVI de AVHRR de distintos periodos con el de MODIS para encontrar una climatología más adecuada, con la cual se calculó la anomalía mensual de los índices. Se analizó los mapas anuales, estacionales del NDVI y de su anomalía, también de la desviación estándar y los diagramas de Hovmoller. Se obtuvo las series de los índices y sus tendencias por regiones y departamentos. Se identificó siete posibles zonas de desertificación mediante mapas de tendencias del NDVI y VCI. De acuerdo de los resultados obtenidos, el NDVI tuvo un valor inferior a 0.2 en la región costera, un rango de 0.2 a 0.5 en la sierra, se registró mayor intensidad (> 0.5) y anomalías positivas en la selva durante el periodo de 1985 a 2019. La tendencia decadal fue positiva en todas las regiones, donde, la intensidad fue mayor en la selva (+0.14 por década) y menor en la costa (+0.05 por década), mientras que, se observó regiones pequeñas de tendencias negativas del NDVI (hasta -0.2 por década) y del VCI (hasta -0.11 por década), éstas son consideradas como posibles zonas desertificadas, se propusieron dos posibles causas de la desertificación, entre ellas, cinco zonas de la región de costa (Piura, Chiclayo, Chicama, Pisco y Majes) fueron calificadas como consecuencia de la agricultura intensiva mientras que, la desertificación de Pucallpa y de Huepetuhe fue considerada como producto de la expansión urbana. El proceso de desertificación de las zonas costeras fue observado en el periodo de 1997 a 2006, donde, la mayor decrecimiento fue registrado en las zonas de Piura, Chiclayo y Chicama con tendencias de -0.29, -0.36 y -0.27 por década respectivamente, durante el periodo de 2007 a 2018, se ocurrió un proceso de recuperación registrándose tendencias positivas en dichas zonas mientras que, se observó tendencias negativas en las dos zonas de la selva alcanzando un valor de -0.25 por década en Huepetuhe.
Dinámica y modelado numérico del campo de la velocidad de flujo en un maremoto
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Avalos Carrión, Juan Pablo Alberto; Jimenez Tintaya, Cesar Omar
Determina la distribución del campo de la velocidad de flujo, es decir las velocidades de las partículas de agua, en un maremoto mediante la simulación numérica, considerando como escenario el Maremoto de Perú de 1746 en el área de Costa Verde. Tomando como base el modelo numérico TUNAMI. El impacto de un maremoto es causado por el arribo de agua a la costa, donde el proceso de inundación tiene lugar. La interacción con las estructuras costeras está determinada por la velocidad de las masas de agua. La velocidad cambia dependiendo de la batimetría y la topografía costera, teniendo un comportamiento no lineal. La velocidad del agua, la velocidad de flujo, es difícil de medir, lo cual motiva el uso del modelado numérico. TUNAMI es el modelo numérico utilizado en las simulaciones de maremotos, el cual considera la propagación no lineal de ondas en la fase de inundación. TUNAMI escribe los valores del nivel del agua pero no escribe los valores de la velocidad de flujo. Con el fin de calcular y guardar los datos de la velocidad de flujo, se han implementado rutinas de programación. En el trabajo se estudia la velocidad de flujo, módulo y dirección, en el proceso de inundación en el maremoto de Callao de 1746. Los resultados muestran que los mayores valores de la velocidad de flujo son cercanos a 10 m/s. Se concluye que en las regiones costeras con mayor pendiente tienen lugar estos mayores valores. Debido al incremento de la velocidad de flujo, el comportamiento no lineal es relevante en el proceso de inundación.
Caracterización de materiales nanoestructurados dopados con tierras raras por conversión ascendente de frecuencias
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) García Santiváñez, Moisés Humberto; Lozano Bartra, Whualkuer Enrique
Sintetiza las nano partículas de (LaF3)0.75Er0.0325Yb0.3225 y ( ) 3 3 LaF3 0.75Er0.015Yb0.235 utilizando el método de coprecipitación química y sometidas a tratamiento térmico de 200 °C, 400 °C y 600 °C, respectivamente, durante 2 horas. La estructura de cada muestra fue analizada a través de la técnica de difracción de rayos X (DRX) y modelamiento RIETVELD por parámetros fundamentales usando el software TOPAS. El tamaño de los cristalitos se determinó a nivel nanométrico (entre 11.9 nm y 140.7 nm) y se verifico el aumento del tamaño a medida que la temperatura del tratamiento térmico se incrementaba. Se pudo verificar el cambio de estructura hexagonal a romboédrica para las muestras sometidas a 600 °C de temperatura y un aumento significativo en la cristalinidad de las muestras por efecto del tratamiento térmico. Se pudo establecer que el método de coprecipitación química utilizado en la preparación de las muestras logro la formación de nano partículas, que era lo que se requería para afrontar el presente estudio. Las muestras fueron sometidas a análisis SEM-EDS. Las imágenes SEM-EDS muestran los efectos descritos y proporcionan una vía para corroborar el crecimiento de las partículas (entre los 538nm y 778nm), así como para obtener la composición elemental de las muestras. Del análisis EDS se pudo corroborar que no existen impurezas en las muestras preparadas. Se han tomado espectros Raman de las muestras que han corroborado una baja energía fonónica de las mismas (entre 1 360 cm and 1 608 cm ), asegurando así que la perdida de las propiedades de emisión de los estados excitados de los iones lantánidos en las muestras por el efecto de quenching y otros no radiativos sea mínima. Seguidamente, se presenta el análisis de emisión de las muestras, donde se verifica que el tratamiento térmico influye directamente en las propiedades luminiscentes. Se han caracterizado los espectros de emisión obteniéndose los estados de emisión. Luego se ha presentado el estudio de la potencia de excitación y la emisión de las muestras con el objetivo de determinar el número de fotones que intervienen en las transiciones. Se ha corroborado que el proceso de CAF (conversión ascendente de frecuencias), es el que prevalece durante la emisión. Dicho esto, se presentan los posibles diagramas de transferencia de energía entre los niveles del erbio e iterbio, que explican las emisiones en el azul. Verde y rojo. Se determinó que para ciertas transiciones, el número de fotones involucrados fue de 2 (emisión en el verde y rojo) y para el azul hemos determinado un proceso de 3 fotones. Finalmente, se tomaron las medidas del tiempo de vida media y a partir de las gráficas se determinó con ayuda del ORIGIN PRO 2023 los tiempos de emisión, todos estos tiempos están en la escala de micro segundos.
Diseño y construcción de un equipo para medida de transporte eléctrico de nanosistemas
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Yactayo Yactayo, Gilberto; Rojas Tapia, Justo Alcides
Realiza el diseño, ensamblaje y fabricación de un sistema simple y efectivo asistido por computadora para la medición de la conductividad en nanomateriales 2D. El ensamblaje de este sistema consta de un porta muestras, un conmutador, un sistema eléctrico con adquisición de datos y un control de temperatura que permite cambio de nanosistemas en películas delgadas y mediciones rápidas de estas. Con este sistema de medida se obtuvieron los datos del comportamiento de los materiales mediante la conductividad en función e la temperatura, además se puede medir comportamientos de nanosistemas a bajas temperaturas, también el efecto Hall con solo conmutar el sistema de medidas y acondicionar una cámara de enfriamiento, que no es el objetivo de este trabajo. Este sistema de medición aplicando la técnica de las cuatro puntas con los instrumentos KEITHLEY 181 y KEITHLEY 617 permitieron ampliar el rango de medición de resistencia en las películas delgadas hasta el orden de GigaOhms. Este medidor de parámetros esta diseñado para realizar el estudio de la conductividad en películas delgadas de cobre y grafeno, depositados en sustrato de vidrio y oxido de silicio. Nuestro dispositivo principal de interfaz que permite el control del medidor de parámetros es de National Instruments, modelo NI GPIB-USB-HS IEEE 488, es un dispositivo controlador IEEE 488 para computadoras y/o laptops con puertos USB, y El software que permite la comunicación de los instrumentos, porta muestra y sistema de adquisición de datos es LABVIEW. La validación y calibración de las medidas realizadas en el sistema se hizo con una muestra patrón película delgada de cobre.
Pronóstico de precipitaciones extremas en la cuenca del río Mantaro – aplicación del modelo meteorológico WRF
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Saavedra Juan de Dios, Miguel Fidencio; Jimenez Tintaya, Cesar Omar; Moya Álvarez, Aldo Saturnino
Efectúa pronósticos de eventos de precipitación extrema, utilizando el modelo WRF, y evalúa su eﬁcacia, utilizando información in-situ de registros meteorológicos, mediante las estaciones meteorológicas del SENAMHI ubicadas en la zona de estudio e información satelital. La zona de estudio es la cuenca del río Mantaro, que tiene mucha importancia en el desarrollo económico local y nacional, porque proporciona agua y alimentos a la ciudad de Lima, la capital del Perú. En los últimos años, esta zona ha sido afectada por eventos de precipitación extrema que produjeron inundaciones, ocasionando pérdidas materiales y humanas. Para considerar cuando la lluvia es extrema, se ha tomado como referencia la Nota Técnica 001 de SENAMHI (2014), que se basa en y las recomendaciones del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) y los criterios del “Statistical and Regional Dynamical Downscaling of Extremes for European Regions” (STARDEX), quienes deﬁnen precipitación extrema, a aquellos eventos que superan el percentil 90. Para poder pronosticar la ocurrencia de eventos de lluvias extremas, se ha utilizado modelización numérica, como herramienta para realizar previsiones con el ﬁn de mitigar los efectos producidos por los eventos extremos. Las simulaciones se llevaron a cabo en los recursos computacionales, “HPC-Linux- Cluster, del Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos Computacionales del Instituto Geofísico del Perú´”.
Síntesis, caracterización estructural de las ludwigitas de Co2InBO5, Co5Ge (BO5)2, y Ni2InBO5 preparadas por reacción de estado sólido
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Zavala Trujillo, Augurio Narciso; Quispe Marcatoma, Justiniano; Sánchez Candela, Dalber Rubén
Sintetiza los compuestos Co5Ge(BO5)2, Co2InBO5 y Ni2InBO5 por la técnica de reacción de estado sólido y se mejoraron la pureza del primer y último compuesto. El estudio de los boratos siempre es de gran interés, entre los materiales funcionales, debido a sus ricas variedades en estructura cristalina, gap de banda ancha, baja temperatura de síntesis, amabilidad ambiental, alta estabilidad química y física. Las ludwigitas son una clase de boratos que en su composición química no contienen agua y debido a eso se les denominan oxiboratos. Su fórmula química tiene la forma M(II)M´(III)O2BO3, donde M y M´ son iones de metal, principalmente metales de transición 3d. La caracterización estructural se realizó mediante la difracción de rayos X (DRX) en polvo. Las fases de los compuestos fueron obtenidos mediante la aplicación del programa Match a los datos de la DRX en polvo. La cuantificación de los porcentajes de las fases de los compuestos se realizó mediante el refinamiento Rietveld aplicado a los datos de la DRX en polvo. El refinamiento Rietveld, reveló que se obtuvo la ludwigita Co5Ge(BO5)O2, con un porcentaje de fase de 98.75%, y la impureza Co2GeO4, con porcentaje de fase de 1.25%. De igual forma, se sintetizó la ludwigita Co2InBO5, con un porcentaje de fase de 98.18%, y la impureza In2O3, con un porcentaje de fase de 1.82%. La síntesis de la ludwigita de Ni2InBO5 fue para mostrar una técnica de mejoramiento de la pureza del compuesto, con resultados sorprendentes. El programa Vesta permitió visualizar las estructuras de bajas dimensiones en forma de escaleras de tres patas (three leg ladder) 313 y 424 y las celdas unitarias de los compuestos sintetizados. Las estructuras de bajas dimensiones son los que los diferencian de otros tipos de oxiboratos y que les dan el carácter de únicos en su especie y responsables de sus extraordinarias propiedades físicas.
Preparación y caracterización del sistema CaLaBaCu3-x (BO3) x O7-δ con 0.0≤X≤0.5
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Bellido Quispe, Richard; Bustamante Domínguez, Ángel Guillermo
Prepara y caracteriza el sistema CaLaBaCu3-x(BO3)xO7-δ con 0.0 ≤ x ≤ 0.5, estudiando la estructura cristalina del sistema a través del refinamiento Rietveld a los datos proporcionados por la difracción de rayos X (DRX), la superconductividad y los parámetros físicos del estado normal por medio de la ley de Curie–Weiss. Se reporta los estudios realizados del CaLaBaCu3-x(BO3)xO7-δ con 0.0 ≤ x ≤ 0.5 preparado por el método de reacción de estado sólido. El análisis de las muestras son realizadas por intermedio de las técnicas experimentales de difracción de rayos X (XRD) y el sistema de medida de propiedades magnéticas (MPMS) con dispositivo SQUID. Mediante el análisis de los patrones de difracción de rayos X de las muestras se lograron identificar fases ortorrómbicas con grupo espacial Pmmm y una fase tetragonal con grupo espacial P4/mmm para la muestra x=0.0. También en todas las muestras se detectan en pequeñas proporciones las fases secundarias BaCuO2 y CuO. Con el propósito de encontrar la estructura cristalina se realiza el refinamiento por el método de Rietveld a todas las muestras, utilizando modelos estructurales.
Geometría y descripción relativista de los grados de libertad electrónicos en el grafeno
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Fernandez, Nicolás; Vargas Auccalla, Teófilo
Estudia los grados de libertad electrónicos del grafeno en presencia de defectos topológicos. La estructura de bandas del grafeno fue descrita por primera vez por Philip Russell Wallace en 1946 y recién en el año 2004 Novoselov y Geim lograron aislarlo en laboratorio. La presencia de conos de Dirac en la estructura de bandas del grafeno hace posible la utilización de conceptos existentes en materia condensada en el estudio del comportamiento de los electrones y sus propiedades mediante la aplicación de la ecuación Dirac perteneciente a la física de partículas. Utilizando el método de enlaces fuertes, puede demostrarse que las excitaciones de baja energía del grafeno corresponden a fermiones de Dirac sin masa, lo que permite el estudio de algunas propiedades inusuales de la electrodinámica cuántica (QED). Para el estudio, se resuelve la ecuación de Dirac sin masa mencionada, considerando el comportamiento de la función de onda en las cercanías del defecto; se obtiene la densidad local de estados y, por último, se adopta una condición de frontera de tipo billar de la cual se extrajo el espectro de baja energía del grafeno en presencia de dislocaciones de cuña, el cual presenta una dependencia en el módulo de Poisson de dicho material.
Estudio de las propiedades magnéticas y estructurales de las aleaciones fuera de la estequiometría de Heusler Fe50 Mn25+x Sn25-x
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Fachin Cárdenas, Wilber; Peña Rodríguez, Víctor Antonio; León Hilario, Ludwin Misael
Estudia las propiedades estructurales y magnéticas de las aleaciones Fe50Mn25+xSn25−x con x = -1.25, 0.0, 2.5, 5.0 y 7.5 dentro y fuera de la estequiometría de Heusler. Estas aleaciones fueron producidas mezclando Fe, Mn y Sn, elementos metálicos en forma de polvo de alta pureza (mejor que 4N), para cada composición x. Posteriormente, las aleaciones obtenidas se encapsularon en tubos de cuarzo rellenados con argón y luego fueron recocidas durante 4 días a una temperatura de 900 ◦C usando un horno tubular programable. Después del recocido, todas las aleaciones se enfriaron rápidamente en una mezcla de agua y hielo. Finalmente, las pepas policristalinas se pulverizaron. La caracterización estructural y magnética de las aleaciones preparadas y recocidas se realizaron por difracción de rayos X y magnetometría de muestra vibrante a temperatura ambiente, respectivamente.
Dinámica de quasipartículas en un modelo relativista para el estudio de nanotubos de carbono deformados
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Acuña Huamaní, Jonathan; Carita Montero, Raúl Félix; Jirón Vicente, Andrés Guiseppe
Se propone un modelo matemático basado en la implementación del espacio-tiempo de un agujero de gusano para estudiar las propiedades de transporte electrónico de nanotubos de carbono deformados. Demuesta que las deformaciones causadas por estas estructuras pueden ser estudiadas a partir de la implementación del espacio-tiempo de un agujero de gusano de Ellis-Bronnikov en la ecuación relativista de Dirac. En consecuencia, ello permitió entender las propiedades de transporte electrónico en la superficie de esta estructura a partir del comportamiento colectivo de sus estados electrónicos. Por lo cual, las ecuaciones dinámicas de este sistema mostraron que las propiedades electrónicas en esta estructura se ven afectadas por la deformación de la red representadas por la presencia de un potencial efectivo. En ese contexto, usando el formalismo de Landuer, se utilizó el coeficiente de transmisión de este potencial para encontrar una expresión analítica de la conductancia, con la cual se demostró que esta estructura presenta una movilidad electrónica mínima igual al cuanto de conductancia. Asimismo, para explicar los resultados de la conductancia, se calculó la densidad local de estados, encontrando una concentración electrónica en regiones próximas al centro del nanotubo deformado.

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