Ingeniero Civil Industrial / El presente trabajo de título tuvo como objetivo principal realizar una valuación de la nueva tecnología de Tintas de Nano Partículas de Base Cobre para Paneles Fotovoltaicos que está siendo desarrollada por el Centro para el Desarrollo de la Nano-ciencia y la Nano-tecnología (CEDENNA). Este proyecto se enmarcó en un contexto en el cual se busca ser menos dependiente de combustibles fósiles y más dependiente de las fuentes de energías renovables, no sólo por la disminución de los niveles de combustibles fósiles, si no como una forma de reducir la contaminación causada por éstos. En la actualidad el desarrollo del conocimiento y la tecnología es clave para cualquier país. Sin embargo, no siempre los Centros de Investigación tienen claro cómo llegar a un valor justo de la tecnología, lo cual no les permite afrontar la negociación con todas las herramientas necesarias. Así, este trabajo buscó ser un aporte al proyecto, entregando al CEDENNA un valor referencial para su nueva tecnología, determinando los potenciales beneficios económicos de la tecnología, y cuantificando y explicando como las distintas variables afectan en los resultados finales. Para realizar la valuación se hizo uso de los métodos de mercado, tasa de royalty, Valor Actual Neto (VAN) y Montecarlo. Estos métodos fueron seleccionados considerando el contexto y etapa de desarrollo en que se encuentra la tecnología. La recomendación de precio a cobrar es un pago inicial de 80 millones de pesos y una tasa de royalty de 3.5% sobre las ventas. Así, se estimó que el VAN del proyecto es de 3,081 millones de pesos para el Centro de Investigación y de 31,194 millones de pesos para la empresa privada. Adicionalmente, se analizaron distintas variables cualitativas (como la protección, la transferencia tecnológica, las redes de apoyo y la negociación) y cuantitativas (como las ventas, los costos y la inversión). Del análisis se pudo desprender que las variables cualitativas están estructuradas de manera correcta y que permiten confiar en un adecuado funcionamiento que facilite el desarrollo de la tecnología. Dentro de las variables cuantitativas, las de financiamiento, tipo de cambio y tasa de descuento si bien tiene efectos en el valor, no hacen que el proyecto deje de ser atractivo. Sin embargo, las variables de ventas, precio, costos y retraso tienen un efecto mayor en el VAN, pudiendo provocar incluso generar pérdidas cuantiosas (y en una situación en que estas variables son todas negativas, las pérdidas para el privado pueden ser, en promedio, mayor a los 3,000 millones de pesos). Además, de no lograr que la tecnología llegue al mercado, por situaciones tecnológicas, de desarrollo o mercado, las pérdidas para el centro de investigación superan levemente los 300 millones de pesos, que es una cifra bastante menor en comparación a los posibles beneficios. El presente trabajo realizado servirá como base para el desarrollo de una futura metodología de valuación de nuevas tecnologías para el CEDENNA. Adicionalmente, se recomienda para un futuro trabajo el levantamiento de información de pagos, royalty y variables en Chile, además del estudio de su comportamiento, distribución y análisis de las probabilidades.

El desarrollo científico y tecnológico de los últimos años se ha acompañado de un aumento de la esperanza de vida y un incremento, en consecuencia, de eventos asociados a desórdenes patológicos. En el tejido óseo, estas afecciones incluyen desde fracturas hasta osteoporosis, osteomielitis, osteosarcoma y osteoartritis. Esto ha acrecentado el número de implantes e injertos de hueso realizados en el ámbito de la ortopedia y odontología. Estas cirugías suponen un riesgo inherente de infección y de desarrollo de afecciones periimplantarias, con el consecuente aflojamiento del implante y necesidad de procedimientos de revisión. El desarrollo de microorganismos en la superficie de una prótesis genera un proceso infeccioso que cursa con inflamación de los tejidos blandos que rodean al implante, comprometiendo su futuro. Adicionalmente, en muchos casos son necesarias cirugías de revisión por aflojamiento aséptico, es decir, aflojamiento del implante debido a procesos no infecciosos. Este evento está asociado a la falta de integración del implante con el hueso (osteointegración), con impedimento de fijación de la prótesis al cuerpo. En virtud de lo mencionado, el objetivo de este trabajo fue el desarrollo de nuevas estrategias que permitan conjuntamente mejorar la integración hueso-implante y a la vez evitar la colonización bacteriana de las superficies implantables. Para la implementación de dichas estrategias se emplearon nanopartículas de hidroxiapatita (nano-HA), las cuales reúnen muchas características que la convierten en una alternativa ideal para su uso en el desarrollo de biomateriales destinados al tejido óseo: composición química similar a la fase mineral ósea, biocompatibilidad, biodegradabilidad y propiedades osteoinductivas. Para ello, se han abordado diferentes enfoques como el desarrollo de plataformas y/o formulaciones portadoras de fármacos (plataformas HAI/CIP, HAI/L-ARG/IBU y la formulación multifármaco LMm/nano-HAI), así como mecanismos alternativos para impedir la colonización de superficies implantables por parte de microrganismos sin la incorporación de principios activos (plataformas HAII/MoOx). Los sistemas desarrollados demostraron ser estrategias válidas y con potencial para su aplicabilidad como biomateriales para el recubrimiento de superficies implantables y/o relleno de pequeños defectos óseos. Las plataformas HAI/CIP, HAI/L-ARG/IBU y la formulación multifármaco LMm/nano-HAI propiciaron la liberación de los fármacos ibuprofeno y ciprofloxacina dentro de los rangos de concentración terapéuticos, con una cinética controlada dependiente del pH y en los tiempos adecuados en relación al proceso normal de curación de heridas. Además, la formulación multifármaco demostró estabilidad de almacenamiento en un marco temporal apropiado, actividad antibacteriana in vitro frente a Staphylococcus aureus y Pseudomona aeruginosa y biocompatibilidad in vitro en cultivos primarios de osteoblastos de calvaria de rata. Por otra parte, a partir del desarrollo de las plataformas HAII/MoOx hemos confirmado que las propiedades de fluorescencia autoactivadas pueden inducirse combinando óxidos de molibdeno (MoOx) con cristales de HA. Los defectos puntuales inducidos en nano-HAII actúan como aceptores de electrones, propiciándole propiedades redox al material que explicarían la actividad antibacteriana de las plataformas frente a las cepas bacterianas Staphylococcus aureus y Pseudomona aeruginosa. Se verificó la biocompatibilidad in vitro de estas plataformas por interacción de las mismas con cultivos primarios de osteoblastos de calvaria de rata. / The scientific and technological development of recent years has been accompanied by an increase in life expectancy and, consequently, an increase in events associated with pathological disorders. In bone tissue, these conditions range from fractures to osteoporosis, osteomyelitis, osteosarcoma and osteoarthritis. This has increased the number of implants and bone grafts performed in the field of orthopedics and dentistry. These surgeries pose an inherent risk of infection and the development of peri-implant conditions, with the consequent loosening of the implant and the need for revision procedures. The microorganism’s growth on the surface of a prosthesis generates an infectious process that causes inflammation of the soft tissues surrounding the implant, compromising its future. Additionally, in many cases revision surgeries are necessary due to aseptic loosening, that is, loosening of the implant due to non-infectious processes. This event is associated with the lack of integration of the implant with the bone (osseointegration), with a prosthesis fixation impediment to the body. By virtue of the above, the objective of this work was the development of new strategies that jointly allow to improve bone-implant integration and, at the same time, avoid bacterial colonization of implantable surfaces. For the implementation of these strategies, hydroxyapatite nanoparticles (nano-HA) were used, which have many characteristics that make them an ideal alternative to use in the development of biomaterials for bone tissue: chemical composition similar to the bone mineral phase, biocompatibility, biodegradability and osteoinductive properties. To this end, different approaches have been addressed, such as the development of drug- releasing platforms and/or formulations (HAI/CIP, HAI/L-ARG/IBU platforms, and the LMm/nano-HAI multidrug formulation), as well as alternative mechanisms to prevent the colonization of implantable surfaces by microorganisms without the incorporation of active ingredients (HAII/MoOx platforms). The developed systems proved to be valid strategies with potential for their applicability as biomaterials for the coating of implantable surfaces and/or filling of small bone defects. The HAI/CIP, HAI/L-ARG/IBU platforms and the LMm/nano-HAI multidrug formulation favored the release of ibuprofen and ciprofloxacin drugs within therapeutic concentration ranges, with controlled kinetics dependent on pH and time. in relation to the normal process of wound healing. In addition, the multidrug formulation demonstrated storage stability in an appropriate time frame, in vitro antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, and in vitro biocompatibility with primary cultures of rat calvaria osteoblasts. On the other hand, from the development of HAII/MoOx platforms we have confirmed that self-activated fluorescence properties can be induced combining molybdenum oxides (MoOx) with HA crystals. The point defects induced in nano-HAII act as electron acceptors, providing redox properties to the material that would explain the antibacterial activity of the platforms against the bacterial strains Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. The in vitro biocompatibility of these platforms was verified through their interaction with primary cultures of rat calvaria osteoblasts.

Nanoscience is an interdisciplinary science that could be defined as the search and study of new properties (physical, chemical, etc..) that emerge as the size of materials is reduced down to nanometric scale (or nanoscale). A valuable tool for achieving this end is the Scanning Tunneling Microscope (STM). Since its invention by Binnig and Rohrer, the STM has become an essential tool for the characterization and manipulation at the nano-scale. Many other microscopes have been developed rooted in the STM, thus giving birth to the family of Scanning Probe Microscopes (SPM). One of the achievements of this work has been the design and calibration of a SPM which allows a simultaneous measurement of electron transport and mechanical properties (adhesion force and energy dissipation) of nanostructures, in varying conditions of temperature from 1.5K to room temperature. This microscope has a conducting tip fixed at one of the arms of a microfabricated quartz tuning fork used in the resonant detection of forces. This detection system was also implemented and tested on a commercial microscope operating in ultra high vacuum and low temperatures conditions. With the microscopes above electrical and mechanical properties of different nanostructures, including atomic size contacts, surface molecules, nano-capacitors and graphite, have been studied. It is also worth mentioning the experimental development of a new technique of local grapheme electro-exfoliation on graphite and its explanation by means of a theoretical model. / La nanociencia es una ciencia interdisciplinaria que podríamos definir como la búsqueda y estudio de nuevas propiedades (físicas, químicas, etc.) que emergen al reducir el tamaño de los materiales a la escala nanométrica. Un instrumento de gran valor para alcanzar este fin es el Microscopio de Efecto Túnel (STM). Desde su invención por Binnig y Rohrer, el STM se ha convertido en una herramienta esencial para la caracterización y la manipulación en la nano-escala. A partir del STM se han desarrollado otros microscopios generando así la familia de Microscopios de Sonda Local (SPM). Uno de los logros conseguidos en esta tesis de doctorado es el diseño y calibración de un SPM que permite hacer medidas simultáneas de transporte electrónico y propiedades mecánicas (fuerza de adhesión y disipación de energía) de nanoestructuras, en condiciones variables de temperatura desde 1.5K hasta temperatura ambiente. Este microscopio utiliza una punta conductora fijada en uno de los brazos de un diapasón de cuarzo microfabricado, para la detección resonante de fuerzas. Este sistema de detección fue también implementado y probado en un microscopio comercial que opera en condiciones de ultra alto vacío y bajas temperaturas. Con dichos microscopios se han estudiado las propiedades eléctricas y mecánicas diferentes nanoestructuras incluyendo contactos de tamaño atómico, moléculas en superficie, nano-capacitores y grafito. Es de destacar también el desarrollo experimental de una nueva técnica de electroexfoliación local de grafeno sobre grafito y su explicación por medio de un modelo teórico. / This work has been supported by the Departamento de Física of the Universidad Nacional de Costa Rica and the grants MAT2007-65487, 31099-E and CONSOLIDER CSD2007-0010, and partly by the European Union through MolSpinQIP.

En este estudio se comparó la microdureza superficial in vitro de las resinas de nanorelleno y nanohíbridas luego de ser sometidas a la acción de dos bebidas carbonatadas. Para la muestra se elaboraron bloques cilíndricos de 7mm de diámetro por 2mm de altura, quince fueron elaborados con la resina de nanorelleno y quince con la resina nanohíbrida. Los bloques correspondientes al grupo de “estudio” se colocaron en bebida carbonatada por un periodo de 10 minutos a temperatura ambiente, los bloques del grupo control se mantuvieron en suero fisiológico. Al cabo de este tiempo los bloques fueron enjuagados y secados, para luego ser almacenados en suero fisiológico. El experimento se realizó una vez al día, durante7 días, en un intervalo de 24 horas. Se realizó la medición de la microdureza superficial inicial y final de todas las muestras para analizar si hubo variación. Para determinar si la variación fue significativa se utilizó la prueba T – STUDENT y para determinar si había diferencia estadísticamente significativa entre las variaciones de la microdureza superficial de las resinas, se usó la prueba comparativa de ANOVA. Se concluyó que la microdureza superficial de las resina de nanorelleno y nanohíbrida disminuye significativamente luego de ser sometidas a las bebidas carbonatadas, la resina nanohíbrida presentó estadísticamente mayor disminución de su microdureza superficial en comparación con la resina de nanorelleno. PALABRAS CLAVES: Microdureza superficial – Nanotecnología – Bebida carbonatada / Tesis

El estudio de materiales compósitos constituidos por una matriz polimérica y un relleno de nanotubos de carbono (NTC) ha concentrado gran interés de investigación, debido a las notables propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas que es posible conseguir empleando bajas concentraciones de nanotubos. En este contexto, ha surgido gran interés en los últimos años por el estudio de nanocompósitos híbridos, en los cuales se añade un segundo relleno además de NTC, y en los que ha sido posible presentar propiedades similares a las de un nanocompósito no híbrido, pero con la ventaja de poder emplear concentraciones de NTC aún más bajas. El objetivo del presente trabajo de título consiste en el estudio de las propiedades eléctricas de nanocompósitos de polipropileno (PP) con nanotubos de carbono y partículas inorgánicas (arcilla y cobre), analizando el efecto de las condiciones de su procesamiento (específicamente, tratamiento de recocido). Los nanocompósitos fueron preparados por medio de mezclado en fundido y posteriormente prensados. Los materiales empleados fueron polipropileno, NTC de pared múltiple, arcilla modificada y nanopartículas de cobre, y se utilizó un megóhmetro para llevar a cabo la caracterización eléctrica. Los resultados obtenidos para nanocompósitos PP/NTC muestran un punto de percolación en torno a 4,5%p/p de NTC, con conductividades eléctricas de hasta 10 [S/m] (para 8%p/p NTC). La adición de arcilla como segundo material de relleno en el nanocompósito no produjo aumentos significativos en la conductividad eléctrica. La adición de cobre como segundo material del relleno en el nanocompósito produjo los mejores resultados en cuanto a conductividad eléctrica, disminuyendo el punto de percolación por debajo de 2%p/p NTC y alcanzando una conductividad del orden de 1 [S/m] para 4%p/p NTC y 50%p/p cobre. El tratamiento de recocido mostró ser un método efectivo para aumentar la conductividad eléctrica en nanocompósitos PP/NTC, siendo posible disminuir el límite de percolación hasta 2,5%p/p NTC. En híbridos de cobre, este tratamiento constituyó un método aún más efectivo, disminuyendo el punto de percolación por debajo de 1%p/p NTC, y siendo posible alcanzar valores en el orden de 1 [S/m] (para 4%p/p NTC y 50%p/p cobre). Se concluye finalmente, que tanto el tratamiento de recocido como la incorporación de nanopartículas de cobre constituyen formas efectivas de mejorar la conductividad eléctrica en nanocompósitos de polipropileno y nanotubos de carbono. Los bajos límites de percolación encontrados, principalmente para los híbridos de cobre, abren una amplia gama de opciones de investigación a futuro, en cuanto a forma, tamaño y tipo de material que se añade como segundo relleno, y en cuanto a condiciones de procesamiento para la fabricación del híbrido.

En el presente proyecto de trabajo de título se sintetizan nuevos ligandos derivados de la cúrcuma y sus complejos metálicos que presentan propiedades atractivas para aplicaciones en nanotecnología. Las moléculas en estudio son conjugadas, lo que les otorga interesantes propiedades ópticas y además les permite transportar electrones, lo que eventualmente podría conducir a la síntesis de materiales conductores eléctricos. Los ligandos poseen un grupo central 1,3-dicetona que permite la formación de enlaces de coordinación quelantes con iones metálicos. Se utiliza esta propiedad para estudiar las moléculas como ligandos, reaccionándolas con iones de metales paramagnéticos y de esta manera introducir propiedades magnéticas al material. Por otra parte, las moléculas constan de grupos aromáticos heterocíclicos piridina y tiofeno en sus extremos, los que aportan a las propiedades ópticas de los ligandos y gracias a sus átomos de N y S permiten fijar las moléculas en metales para realizar su estudio en superficies, lo que eventualmente permitiría desarrollar aplicaciones nanotecnológicas. La capacidad de enlazarse a metales en el centro de los ligandos y en sus extremos con diferentes grupos funcionales permitiría la síntesis de compuestos ramificados o dendríticos. La parte experimental consta de la preparación de 3 nuevos ligandos utilizando el método de Pabon, donde la molécula de acetilacetona reacciona con aldehídos aromáticos heterocíclicos (piridina y tiofeno) para formar la estructura de estos nuevos ligandos referidos como curcuminoides. De los ligandos obtenidos, se seleccionan dos; (1,7-bis(3-piridil)hepta-1,6-dieno-3,5-diona) y (1,7-bis(2-tienil)hepta-1,6-dieno-3,5-diona), referidos en este trabajo como 3-pyccmoid (1) y 2-thiophccmoid (2) respectivamente, para formar complejos metálicos. Estos ligandos se hacen reaccionar con sales de metales paramagnéticos de cobalto, níquel y manganeso. El ligando 2-thiophccmoid también reacciona con el imán molecular Mn12OAc para realizar reacciones de transferencia de ligando y así tratar de obtener nuevos imanes moleculares. En este trabajo se obtienen exitosamente los ligandos 1 y 2, además de sus complejos metálicos y un producto de reacción con Mn12OAc. Los ligandos y sus derivados metálicos son caracterizados por medio de Espectroscopia de Infrarrojo (FT-IR), Espectroscopía de Absorción de Luz UV-visible (UV/VIS) y Espectroscopía de Fluorescencia. Los ligandos también son caracterizados por medio de Resonancia Magnética Nuclear de protones y de carbono 13 (1H-RMN y 13C-RMN). Se obtienen cristales que son analizados mediante Difracción de Rayos X de monocristal, resolviéndose en algunos casos su estructura cristalina.

Doctora en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ciencia de los Materiales / La contaminación de microorganismos produce serios problemas asociados a la transmisión de enfermedades o al deterioro de las superficies a las cuales éstos se adhieren. Las infecciones intrahospitalarias (IIH) generan altas tasas de mortandad y elevados costos para los pacientes. Además, cuando las superficies se exponen a ambientes húmedos, se facilita la adhesión de microorganismos que provocan su ensuciamiento y deterioro, lo que se conoce como biofouling. Mallas plásticas para cultivos acuícolas se ven gravemente afectadas por el biofouling marino, generando altos costos asociados a su remoción. En base a lo anterior, existe una alta demanda de nuevos materiales con actividad antimicrobial y antifouling, en particular los polímeros son de gran interés debido a su fácil procesamiento, y a que pueden sustituir desde superficies hospitalarias a mallas acuícolas. El objetivo del trabajo es desarrollar compósitos poliméricos antimicrobiales y antifouling con la incorporación de diferentes tipos de partículas a base de cobre mediante el método de mezcla en fundido. Se usaron nanopartículas de cobre metálico (NPsCu) y de cobre oxidado (NPsCuO), además de micropartículas de cobre metálico (MPsCu). Se estudió además la dispersión del cobre al ser incorporado soportado o recubierto. Para ello se sintetizaron dos tipos de partículas híbridas: cobre soportado en sílice nanométrica (NPsCu/Si) y cobre funcionalizado superficialmente con cadenas orgánicas (NP Func). La actividad antimicrobial de Polipropileno (PP) fue estudiada en función de la cantidad de nanopartículas y el tiempo de contacto. PP con 5, 10 y 20 %v/v de NPsCu eliminaron en 99,9% de E. coli, S. aureus y P. aeruginosa en menos de 240 min. Los resultados mostraron que la actividad antimicrobial depende del tipo de bacteria e incrementa con el contenido de cobre. La actividad antifouling de PP fue estudiada en función del tipo y cantidad de nanopartículas. PP con 1 a 20%v/v de NPsCu disminuyeron hasta en un 90% el biofouling después de dos meses en el mar, mientras que PP con 1 a 5%v/v de NPsCuO lo redujeron hasta en un 30% en el mismo tiempo. La actividad antimicrobiana y antifouling se relacionó con la capacidad de liberar iones cúpricos (Cu+2). PP con NPsCu logró mayor liberación que con NPsCuO, en las mismas condiciones. Las partículas de cobre funcionalizado con cadenas orgánicas (NP Func) exhibieron buena dispersión en la matriz polimérica, no así las partículas de cobre soportadas (NPsCu/Si). Ambas partículas, puras o embebidas en PP, tienen alta liberación de cobre. La capacidad de liberación de las partículas en base a cobre se incrementa en el siguiente orden: NPsCuO, NPsCu, NPsCu/Si y NP Func. Además, la disminución del tamaño del relleno y el uso de matrices poliméricas hidrófilas o con baja cristalinidad favorecen la liberación. Estos resultados muestras que partículas en base a cobre le confieren propiedades antimicrobiales y antifouling a matrices poliméricas. Estos nuevos materiales tienen la potencialidad de aplicados en superficies hospitalarias como medida complementaría en la prevención de las IIH. También emergen como materiales de reemplazo en la fabricación de mallas acuícolas o estructuras plásticas afectadas por el biofouling marino.

El crecimiento poblacional ha generado necesidades en infraestructura, como vivienda y transporte, lo que ha impulsado el uso de concreto de alta resistencia reduciendo el tiempo de desencofrado. Aunque existen opciones en el mercado como aditivos, fibras y materiales puzolánicos para mejorar la calidad del concreto, su uso puede tener consecuencias negativas como pérdidas económicas, controles de calidad exhaustivos y sobrexplotación de recursos naturales. Esta investigación evalúa si la adición de nanoplaquetas de grafeno (NPG) en porcentajes de 0.27% y 0.33% mejora las propiedades físicas y mecánicas del concreto y facilita su elaboración mediante la aplicación de ondas ultrasónicas. Los resultados mostraron que la dosificación más efectiva fue del 0.27% de nanoplaquetas de grafeno (NPG), y que su adición mejora las propiedades mecánicas y físicas del concreto.

El sector de la construcción ha implementado un tipo de concreto liviano, que brinda ciertos beneficios a las estructuras. Estos están enfocados en mejorar el desempeño sísmico de las edificaciones y brindar la posibilidad de realizar construcciones considerables en terrenos con una baja capacidad portante. Sin embargo, la desventaja de este tipo de concreto es que, debido a su tipología, resulta obtener resistencias mecánicas bajas, que no permiten ser utilizados en la mayoría de los elementos estructurales. El propósito de este estudio es desarrollar un concreto liviano estructural utilizando nanoplacas de grafeno y poliestireno como sustitutos del 40% del agregado fino, y proporcionar una guía para su producción en cualquier parte del mundo. Se siguió una metodología experimental, fabricando probetas para evaluar la resistencia mecánica en compresión, tracción indirecta, flexión, relación de Poisson, módulo de elasticidad, densidad seca y densidad equilibrada del concreto. Además, se llevaron a cabo pruebas en el estado fresco, incluyendo el peso unitario y la consistencia, para analizar las propiedades en ese estado. La realización del diseño de mezcla fue siguiendo los parámetros establecidos en la norma ACI 211, determinando las cantidades del reemplazo de poliestireno y la adición de las nanoplacas de grafeno. Los porcentajes de nanoplacas añadidas a la mezcla fueron de 0.05%, 0.10% y 0.15%; en donde, el mejor comportamiento lo obtuvo el porcentaje de 0.10%, teniendo un aumento en las propiedades mecánicas de un 3% para la resistencia a la compresión, 17.9% en resistencia a la flexión, 30.30% en resistencia a la tracción indirecta, y 6.8% en módulo de elasticidad más en comparación a la mezcla patrón.

Los óxidos de nitrógeno se encuentran entre los principales contaminantes de la atmósfera y los mecanismos de su formación son de sostenido interés mundial. Actualmente más de 30 millones de toneladas de NOx se emiten a la atmósfera cada año y esto constituye una situación compleja y crítica a escala mundial. Se han desarrollado entonces distintas tecnologías que permiten reducir y/o eliminar la emisión de estos contaminantes, que provienen mayoritariamente de la utilización de combustibles fósiles. Así también se ha incursionado en los últimos años en la aplicación, desarrollo y utilización de energías renovables, que faciliten sustituir y reemplazar paulatinamente al petróleo de la base de la matriz energética mundial. Estas fuentes de energía nuevas son sustentables y generan mínimo impacto en el medio ambiente. Sin embargo, el mayor desafío continúa siendo ampliar su extensión y aplicación. Este contexto plantea entonces la necesidad de generar una alternativa para reducir la llegada de los NOx a la atmósfera, mediante la reducción catalítica a N2 y 02, dos de los principales gases que la componen. La adsorción y reducción del NOx en superficies metálicas, en particular Cu, Ag y Au, ha sido ampliamente estudiada en el pasado, aunque muy recientemente se ha abierto el espectro al estudio de las promisorias pequeñas partículas. Esta tesis tiene como objetivo comprender los efectos que tienen, sobre la reactividad para la reducción catalítica del N02, la forma, tamaño y presencia de sitios de baja coordinación en las nanopartículas. Se analiza la mencionada reacción sobre nanopartículas octaédricas de 19, 38, 55, 79 y 109 átomos de oro, plata y cobre, y de forma comparativa sobre las respectivas superficies extendidas (111), mediante cálculos basados en la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT). Estas simulaciones teóricas se desarrollan como una posible opción a las técnicas experimentales, permitiendo obtener información inaccesible mediante estas últimas. En primer término se realizó una profunda búsqueda bibliográfica y a partir de allí, en el Capítulo 1, se realiza una Introducción general con los reportes bibliográficos más salientes relacionados tanto con la reducción de N02 como con la reactividad de las nanopartículas de Cu, Ag y Au. En el Capítulo 2 se describen en forma sintética los métodos teóricos en los que se basaron todos cálculos. En el Capítulo 3 se detallan los modelos utilizados para los cálculos, tanto desde el punto de vista estructural de superficies y nanopartículas, como todos los detalles de las herramientas computacionales involucradas. En el Capítulo 4 se muestran y analizan los resultados de la adsorción de N02 sobre las superficies extendidas (111) y las nanopartículas de Cu, Ag y Au mencionadas en el párrafo anterior. Posteriormente, en el Capítulo 5, se analiza la disociación de N02 a NO-K) y se calculan las barreras de activación para las superficies extendidas y las nanopartículas de 19 y 38. Mediante estos resultados se obtienen relaciones lineales que permiten predecir las energías de activación para las nanopartículas de mayor tamaño. La comparación entre superficies extendidas y nanopartículas permite demostrar que muchas de las especies estudiadas interactúan más fuertemente con estas últimas, debido a los sitios expuestos de baja coordinación. Además, la condición de mayor reactividad de las nanopartículas permite confirmar su potencial utilización en distintas aplicaciones que involucren la reducción catalítica del I\I02. / Nitrogen oxides are known to be one of the major contaminants of the atmosphere and the mechanisms of their formation are of sustained global interest. Currently, more than 30 million tons of NOx are emitted to the atmosphere each year and this is a complex and critical situation at global scale. Different technologies have been developed in order to allow reduction and/or partial elimination of NOx emissions, coming from fossil fuels combustion. Moreover, it has been ventured along the past few years into the application, development and utilization of renewal energies that facilitates slowly substitution and replacement of oil from the basis of global energy matrix. This new energy sources are sustainable and generates minimal impact on the environment. However, the greatest challenge continues being their worldwide application. This context raises the necessity of building an alternative to downscale the NOx that reach the atmosphere through the catalytic reduction towards N2 and 02, two out of the principal gases that form it. Adsorption and reduction of NOx in metal surfaces, in particular Cu, Ag and Au have been extensively studied in the past years, but very recently the spectrum of study has been opened to the study of the promising nanoparticles. This thesis has the main objective of understanding the effects that shape, size and presence of low coordination sites in nanoparticles have in reactivity for the catalytic reduction of N02. The reaction mentioned above has been studied over octahedral nanoparticles of 19, 38, 55, 79 and 109 atoms of gold, silver and copper, and in parallel over the respective extended surfaces (111), through calculations based on the Density Functional Theory (DFT). These theoretical simulations are developed as a possible alternative to the experimental techniques, obtaining information which would be impossible to access through these last ones. First, a deep bibliographic research has been done and from here in Chapter 1, a general introduction is showed with the most relevant findings related to N02 reduction as well as Cu, Ag and Au nanoparticle's reactivity highlights. Afterward in Chapter 2 there is a description of the theoretical methods in which all the calculation was based. In Chapter 3, the models employed for calculation are developed from the point of view of structural surfaces and nanoparticles as well as all the detail related to computational tools involved in this work. Finally in Chapter 4, the results and complementary analysis are shown, including N02 adsorption over the extended surfaces (111) and nanoparticles of Cu, Ag and Au mentioned in the previous paragraph. Afterward in Chapter 5, dissociation of NO2 to NO + 0 is studied and activation barriers are calculated for extended surfaces and nanoparticles of 19 and 38 atoms. Through these results was possible to obtain linear correlations that then allow to predict activation energies for nanoparticles of larger size. Comparison between extended surfaces and nanoparticles shows that many of the studied species strongly interact with the latter ones, due to the exposed low coordination sites. In addition, the condition of higher reactivity of the nanoparticles lets confirms their potential for future utilization in different applications that involve the catalytic reduction of NO2.