La quitina es uno de los biopolímeros más abundantes, después de la celulosa, que se encuentra en la mayoría de los vegetales. La quitina se encuentra como componente de los exoesqueletos de invertebrados y las paredes celulares de algunos hongos y algas. La quitina se produce por biosíntesis en los organismos antes indicados y presenta una taza de reposición tan alta en la biosfera que se estima duplica a la celulosa. Los residuos que se obtienen al procesar los mariscos contienen en general un 14-35% de quitina asociada con proteínas (30-40%), lípidos, pigmentos y depósitos de calcio (30-50%). Se estima por tanto una producción mundial anual de quitina en los residuos de unas 1 440 000 toneladas por año. Este gran volumen, unido a su lenta capacidad de degradación, ha estimulado un gran interés para la determinación de los posibles usos de estas sustancias con una doble finalidad. Por un lado la búsqueda de una explotación económica beneficiosa y por otro la eliminación del problema medioambiental. El quitosano, principal derivado de la quitina, se obtiene industrialmente mediante tratamiento de deacetilación química o enzimático. Dependiendo de las condiciones de reacción, se obtienen quitosanos de diferentes pesos moleculares y grados de deacetilación. Estas variables los hacen útiles para diversas aplicaciones. Actualmente son usados como productos alternativos en el ámbito de la tecnología agrícola como bioestimulantes en el control de plagas y en la protección de semillas y frutos, se utiliza en cosmetología, dadas sus propiedades regenerativas de los tejidos y su potente acción bactericida, en alimentación por ser floculantes de proteínas y lípidos, y por su acción anticolesterolémica, entre otras(1). En el presente trabajo se emplearon plumas de Pota, “Dosidicus gigas”, para obtener quitina y posteriormente quitosano. La quitina obtenida presenta mayor peso molecular comparado con la quitina que se obtiene de Langostino. Así mismo se estudió el efecto de la radiación gamma en la obtención de quitosano de “Dosidicus gigas” para compararlo con el método convencional. Se debe remarcar que la radiación gamma no ha sido utilizada hasta el momento en el proceso de producción de quitosano, lo cual constituye un nuevo método de obtención de este biopolímero. Se ha optado por obtener quitosano de “Dosidicus gigas” a fin de conseguir b-quitosano ya que este cuenta con una alta reactividad cualidad que nos permite obtener mayor numero de derivados de quitosano. También en este trabajo se presenta la preparación de hidrogeles de quitosano-PVA, empleando el método de la radiación gamma. Los hidrogeles son materiales poliméricos entrecruzados en forma de red tridimensional, que tienen la capacidad de absorber una gran cantidad de agua formando materiales blandos y elásticos. Estos hidrogeles pueden prepararse por radiación (rayos gamma)(2,3,4), electrones(5), UV(6) o con la ayuda de agentes de entrecruzamiento químicos(7). Los hidrogeles tienen aplicación práctica en agricultura y en biomedicina(8,9). Actualmente el uso de Radiación Gamma apunta a la obtención de quitosanos de bajo peso molecular. Es ventajoso porque además de ser una técnica efectiva y de bajo costo mantiene la estructura química e incrementa la reactividad del quitosano para futuras derivatizaciones.

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Entre los problemas más importantes de la astrofísica se destaca la falta de una clara identificación para las fuentes detectadas a muy altas energías (>100 MeV) por telescopios satelitales. En la actualidad, detecciones a energías más altas aún (>200 GeV) están siendo obtenidas por telescopios Cherenkov. En combinación con estudios multifrecuencia, estas observaciones plantean numerosos desafíos teóricos. Entre las posibles contrapartes de las fuentes gamma galácticas, los sistemas binarios con acreción brindan excelentes perspectivas, a las que se suma la reciente detección en el rango TeV de 4 binarios de rayos X. En la presente investigación doctoral nos hemos focalizado en la emisión gamma originada en binarias de gran masa con acreción, debido a la interacción de protones relativistas con el medio local. Dicho proceso genera radiación gamma a través del decaimiento de los piones neutros que se crean en las colisiones pp. Específicamente, hemos estudiado el caso de un objeto compacto de bajo campo magnético, capaz de efectuar eyecciones de masa confinadas en chorros de partículas relativistas (microcuásares). En este contexto, hemos explorado también la emisión leptónica secundaria. Dentro de los jets se generan pares relativistas al decaer piones cargados, que son otro subproducto de las colisiones pp. Se resolvió en forma consistente la evolución de esta población de pares, teniendo en cuenta las pérdidas de energía radiativas y adiabática, y se calculó su emisión sincrotrón y Compton inversa.

En este trabajo buscamos un método para diferenciar entre lluvias de partículas producidas por rayos cósmicos y por rayos gamma a energías de TeV, utilizando simulaciones CORSIKA. Este método intenta resolver el problema que existe en la búsqueda de señales de rayos gamma medidos por diversos experimentos frente a un fondo de flujo dominante de hadrones. Los resultados de este trabajo pueden aplicarse al estudio de Explosiones de Rayos Gamma (GRBs). Los GRBs emiten fotones muy energéticos, que al interactuar con la atmósfera terrestre, producen una gran cascada electromagnética de partículas secundarias, las cuales son detectables. El procedimiento sería simular eventos producidos por fotones, la señal, y protones, el fondo, que son las partículas más abundantes de los rayos cósmicos. Extraemos varios parámetros de los perfiles longitudinales de las lluvias de partículas, caracterizando las lluvias simuladas. Algunos de los parámetros de ajuste más importantes son el m_aximo de lluvia (Xmax), el ancho de la lluvia FWHM, el parámetro de asimetría, el número máximo de partículas Nmax y el comienzo de lluvia XStart. Existen diferentes experimentos utilizando tanques Cherenkov de agua y detectores de fluorescencia que pueden medir estos parámetros de las lluvias. Hemos probado dos métodos. El primero se basa en cortes simples, mientras que el segundo se basa en un análisis multivariado utilizando el paquete TMVA, que mejora los cortes individuales. El primer método se aplicó a las energías simuladas separadas de 102, 103, 104 y 105 GeV para encontrar cortes adecuados. Encontramos que Xmax, FWHM, Xstart y Nmax dependen de la energía. Posteriormente aplicamos estos cortes dependientes de la energía y otros cortes fijos a una muestra realista, que consiste en 104 eventos de señales (fotones) y 106 eventos de fondo (protones) que cubren un rango de energía de 102 a 105 GeV con diferentes espectros. Además, se introdujo un error en la energía simulada para simular la eficiencia de reconstrucción de energía de un detector. El resultado obtenido deja 54% eventos de señal y 12% eventos de fondo. Aplicando el análisis multivariado TMVA, encontramos que el método Boosted Decision Trees (BDT) era el mejor para distinguir la señal del fondo. El resultado para una eficiencia de señal similar fue 0:7% de eventos de fondo. Por último, utilizando cortes más estrictos en la BDT para mejorar la significancia, el resultado fue 1 evento de fotón por cada 1000 eventos de protón. Dada la proporción de flujo inicial, significa una capacidad de rechazo de fondo de 103. Por lo tanto, la viabilidad de la separación gamma/hadrón requiere una mejora adicional. / In this work we search for a method to differentiate between particle showers produced by cosmic rays and by gamma rays at TeV energies, using CORSIKA simulations. This method tries to solve the dominant hadron flux background problem when looking for gamma-ray signals measured by different experiments. The results of this work can be applied to the study of Gamma-Ray Bursts (GRBs). GRBs emit very energetic photons, which after interacting in the Earth's atmosphere, produce a large detectable electromagnetic cascade of secondary particles. The procedure will be to simulate events produced by photons, the signal, and protons, the most abundant cosmic-ray background. We extract several parameters from fitting particle air-shower longitudinal profiles, characterizing the simulated showers. Some of the most important _t parameters are the shower maximum (Xmax), the width of the shower FWHM, the asymmetry parameter, the maximum number of particles Nmax and the shower start Xstart. There are different experiments using water Cherenkov tanks and fluorescence detectors which can measure these shower parameters. We tested two methods. The first relies on simple cuts, while the second is based on a multivariate analysis using the TMVA package, which improves individual cuts. The first method was applied to single simulated energies of 102, 103, 104 and 105 GeV to find adequate cuts. We found that Xmax, FWHM, Xstart and Nmax depend on the energy. Later we applied these energy-dependent cuts and other fixed cuts to a realistic sample, which consists of 104 signal events (photons) and 106 background events (protons) covering an energy range from 102 to 105 GeV with different spectra. Moreover, we introduced an energy smearing to simulate a detector energy reconstruction efficiency. The obtained result leaves 54% signal events and 12% background events. Applying the multivariate analysis TMVA, we found that the Boosted Decision Trees (BDT) method was the best for distinguishing signal from background. The result for a similar signal efficiency was 0:7% of background events. Finally using tighter cuts on the BDT to improve the significance results in 1 photon event for every 1000 protons. Given the initial ux proportion, it means a 103 background rejection capability. Thus the feasibility of gamma/hadron separation requires further improvement. / Trabajo de investigación

Información extraída de <a href="http://www.iar.unlp.edu.ar/public-doct.htm">http://www.iar.unlp.edu.ar/public-doct.htm</a>

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo / La inducción de mutagénesis mediante la aplicación de rayos gamma es una técnica ampliamente utilizada en el mejoramiento genético de especies ornamentales, debido a la importancia que genera la novedad en la floricultura. En estos cultivos, es relativamente simple la selección para características relevantes (color de flores, tamaño de planta y flores, entre otras), lo que se traduce en una técnica de mejoramiento genético más eficiente. En alstroemeria existen diversas variedades producto de mutagénesis con aplicación de radiación, donde las variaciones principales que se buscan son: cambio en el tamaño y color de las flores, forma y rayado interno de los tépalos, el vigor de la planta, productividad y periodo de floración. Previo a la irradiación con fines de mejoramiento genético se deben calcular los tiempos de exposición del material y la uniformidad de aplicación de radiación, lo que se conoce como dosimetría química. Junto con esto, se debe determinar una dosis que produzca un alto porcentaje de mutaciones, y que a la vez permita la sobrevivencia de un alto número de explantes, siendo la dosis donde se produce una mortalidad de 50% (DL50) un punto óptimo para irradiar con fines de mejoramiento genético.

En el año 2000, Animal and Plant Health Inspection Service (APHIS) notificó la atención de embarques de espárrago fresco procedente de Perú con infestaciones de huevos y larvas hasta el segundo estadío de Copitarsia sp., ante lo cual se estableció como requisito fitosanitario, la fumigación con Bromuro de Metilo de los embarques de espárrago fresco peruano antes de su ingreso a los Estados Unidos. Sin embargo la fumigación con Bromuro de metilo actualmente esta originando a la industria del espárrago fresco; costos estimados de US$ 2.6 millones, pérdidas de calidad, reducción de tiempo de vida útil del producto y ruptura de la cadena de frío. En el presente trabajo se propone el uso de la irradiación gamma en espárrago como alternativa de tratamiento cuarentenario con la finalidad de asegurar la no emergencia de adultos de Copitarsia decolora al 100% sobre las larvas de segundo estadio. Asimismo, se identificó a la especie Copitarsia decolora en los valles de Ica, Cañete y Lurin; las identificaciones se basaron en la genitalia extraído de los machos adultos obtenidos del material colectado en los cultivos de espárrago. Realizada las identificaciones, se estableció una crianza de C. decolora con la finalidad de obtener larvas del segundo estadío para las pruebas de irradiación. Asimismo previamente a las irradiaciones se realizó dosimetría Fricke sobre las larvas II de C. decolora con la finalidad de determinar la dosis absorbida. La dosimetría Fricke puede determinar dosis bajas entre 0.04-0.4KGy. por ello su elección entre las dosimetrías químicas. Las larvas II de C decolora fueron expuestas entre un rango de dosis de 30Gy - 100Gy, en esta etapa preliminar se determina que la dosis mínima efectiva que asegura la no emergencia de adultos es de 100Gy. Determinada la dosis mínima efectiva se procedió a realizar la prueba confirmatoria que consistió en 10 réplicas cada uno de ellas con 1000 larvas del segundo estadío, obteniendo como resultado 100% de mortandad. El efecto de la irradiación de Copitarsia decolora se ve reflejado con la mayor mortandad en el proceso de la muda y a la vez se observa un retardo en el ciclo biológico de las larvas tratadas con irradiación. Se demuestra que la irradiación es una buena alternativa de tratamiento cuarentenario al Bromuro de metilo. / --- In 2000, Animal and Plant Health Inspection Service (APHIS) notified the detection of infected fresh Peruvian asparagus shipments with eggs an larvae of Copitarsia sp., due to this, it was a phytosanitary requirement to fumigate with methyl bromide the fresh Peruvian asparagus shipments before their admission in the United States. In the present research, it is propose the use of gamma irradiation in asparagus as an alternative quarantine treatment with the purpose of assure the no emergency of adults of Copitarsia sp. in 100 %. Here, was identified was identified the species Copitarsia decolora in the Ica, Cañete and Lurin valleys; the identification was based in the genitalia extracted from adult males obtained from collected material of asparagus crops. Done the identifications, was established a breeding of C. decolora with the purpose of obtain second instar larvae to the irradiation tests. Previously to the irradiations, the Fricke dosimetry was done on larvae II of C. decolora, with the purpose of determine the absorbed dose. The Fricke dosimetry can determine low doses between 0.04 – 0.4 KGy and due to this, is chosen as a better option against chemical dosimetries. The C. decolora’s larvae II were exposed to a dose of 30Gy – 100 Gy, in this preliminary stage was determinated the minimum effective dose that assure no emergency of adults, and this was 100 Gy. Determinated the minimum effective dose a confirmatory test was done, it consisted in 10 replicas each one with 1000 larvae on second instar, obtained a mortality of 100%. The irradiation effect of C. decolora is reflected with a high mortality in the moulting process and at the same time present a lag in the biological cycle of larvae treated with irradiation. Is demonstrated that irradiation is a good alternative of quarantine treatment besides Methyl bromide.

En el año 2000, Animal and Plant Health Inspection Service (APHIS) notificó la atención de embarques de espárrago fresco procedente de Perú con infestaciones de huevos y larvas hasta el segundo estadío de Copitarsia sp., ante lo cual se estableció como requisito fitosanitario, la fumigación con Bromuro de Metilo de los embarques de espárrago fresco peruano antes de su ingreso a los Estados Unidos. Sin embargo la fumigación con Bromuro de metilo actualmente esta originando a la industria del espárrago fresco; costos estimados de US$ 2.6 millones, pérdidas de calidad, reducción de tiempo de vida útil del producto y ruptura de la cadena de frío. En el presente trabajo se propone el uso de la irradiación gamma en espárrago como alternativa de tratamiento cuarentenario con la finalidad de asegurar la no emergencia de adultos de Copitarsia decolora al 100% sobre las larvas de segundo estadio. Asimismo, se identificó a la especie Copitarsia decolora en los valles de Ica, Cañete y Lurin; las identificaciones se basaron en la genitalia extraído de los machos adultos obtenidos del material colectado en los cultivos de espárrago. Realizada las identificaciones, se estableció una crianza de C. decolora con la finalidad de obtener larvas del segundo estadío para las pruebas de irradiación. Asimismo previamente a las irradiaciones se realizó dosimetría Fricke sobre las larvas II de C. decolora con la finalidad de determinar la dosis absorbida. La dosimetría Fricke puede determinar dosis bajas entre 0.04-0.4KGy. por ello su elección entre las dosimetrías químicas. Las larvas II de C decolora fueron expuestas entre un rango de dosis de 30Gy - 100Gy, en esta etapa preliminar se determina que la dosis mínima efectiva que asegura la no emergencia de adultos es de 100Gy. Determinada la dosis mínima efectiva se procedió a realizar la prueba confirmatoria que consistió en 10 réplicas cada uno de ellas con 1000 larvas del segundo estadío, obteniendo como resultado 100% de mortandad. El efecto de la irradiación de Copitarsia decolora se ve reflejado con la mayor mortandad en el proceso de la muda y a la vez se observa un retardo en el ciclo biológico de las larvas tratadas con irradiación. Se demuestra que la irradiación es una buena alternativa de tratamiento cuarentenario al Bromuro de metilo. / In 2000, Animal and Plant Health Inspection Service (APHIS) notified the detection of infected fresh Peruvian asparagus shipments with eggs an larvae of Copitarsia sp., due to this, it was a phytosanitary requirement to fumigate with methyl bromide the fresh Peruvian asparagus shipments before their admission in the United States. In the present research, it is propose the use of gamma irradiation in asparagus as an alternative quarantine treatment with the purpose of assure the no emergency of adults of Copitarsia sp. in 100 %. Here, was identified was identified the species Copitarsia decolora in the Ica, Cañete and Lurin valleys; the identification was based in the genitalia extracted from adult males obtained from collected material of asparagus crops. Done the identifications, was established a breeding of C. decolora with the purpose of obtain second instar larvae to the irradiation tests. Previously to the irradiations, the Fricke dosimetry was done on larvae II of C. decolora, with the purpose of determine the absorbed dose. The Fricke dosimetry can determine low doses between 0.04 – 0.4 KGy and due to this, is chosen as a better option against chemical dosimetries. The C. decolora’s larvae II were exposed to a dose of 30Gy – 100 Gy, in this preliminary stage was determinated the minimum effective dose that assure no emergency of adults, and this was 100 Gy. Determinated the minimum effective dose a confirmatory test was done, it consisted in 10 replicas each one with 1000 larvae on second instar, obtained a mortality of 100%. The irradiation effect of C. decolora is reflected with a high mortality in the moulting process and at the same time present a lag in the biological cycle of larvae treated with irradiation. Is demonstrated that irradiation is a good alternative of quarantine treatment besides Methyl bromide.

Algunas de las fuentes de rayos gamma galácticas son sistemas binarios en los que una de las componentes es una estrella de gran masa y la otra es una estrella similar o un objeto compacto (ya sea una estrella de neutrones o un agujero negro de masa estelar). Este tipo de binarias presenta emisión no térmica en las bandas de radio y de rayos-X, generada por partículas ultra-relativistas que son aceleradas, generalmente, en ondas de choque fuertes relacionadas con flujos de plasma. Es probable que la radiación proveniente del sistema binario sufra absorción y reprocesamiento en el medio local, por lo que su estudio puede proveer información del emisor y de las propiedades del medio. Además, la investigación de estos objetos puede proporcionar conocimientos de los procesos físicos no térmicos que ocurren en escenarios astrofísicos extremos, con flujos de materia altamente supersónicos, plasma turbulento, campos magnéticos fuertes, campos de radiación intensos y medios densos. El objetivo principal de este trabajo es caracterizar la física de altas energías de binarias de rayos gamma, lo cual permite determinar los procesos radiativos dominantes y testear teorías de aceleración de partículas. Para ello, se incorpora un modelo genérico de los procesos relativistas que ocurren en estos sistemas. En este modelo se considera un mecanismo capaz de inyectar partículas relativistas en un punto del entorno de la estrella de gran masa, las cuales interactúan con el medio circundante produciendo radiación de altas energías. Se desarrolla una herramienta que permite explorar cómo afecta al flujo emitido por el sistema binario la posición del inyector respecto a la estrella, vista por un observador en la Tierra. Teniendo en cuenta las mejoras observacionales presentes y futuras, que posibilitarán un incremento de la cantidad de fuentes observables, es oportuno investigar en detalle los procesos físicos que subyacen a la emisión de este tipo de fuentes. Es aún un problema abierto el poder identificar sin ambigüedades los procesos de emisión y absorción de radiación relevantes en fuentes astrofísicas de altas energías. Los resultados de este trabajo y sus futuras ampliaciones permitirán abordar estudios poblacionales relacionados con parámetros astronómicos hoy en día poco conocidos, tales como la tasa de formación de binarias de gran masa, su vida media y su función de luminosidad. Ésto puede lograrse al establecer cotas aproximadas de la cantidad de fuentes que deberían ser observadas de acuerdo al modelo empleado y contrastarlas con datos empíricos. / Some galactic gamma-ray sources are binary systems in which one of the components is a massive star and the companion object is either a similar star or a compact object (i.e. a neutron star or a stellar mass black hole). This type of massive binaries presents non-thermal emission in the radio and X-ray bands, generated by the ultra-relativistic particles accelerated, generally, in strong shock-waves related to plasma flows. Radiation coming from the inner region of the binaries is likely to undergo absorption and reprocessing in the local medium. Its study could provide information on the emitter and the properties of the surrounding medium. Thus, the study of these objects provides knowledge on the non-thermal physical processes ocurring in extreme astrophysical environments, with highly supersonic matter flows, turbulent plasma, strong magnetic fields, intense radiation and a dense medium. The main goal of this work is to characterize the high-energy physics of gamma-ray binaries by modeling their high-energy processes. In this way it is possible to determinate the dominant radiative processes and to test particle acceleration theories. With such a purpose a tool is developed, one capable of providing information of the star wind, the plasma flows interacting with it, the content of matter in such flows and the magnetic fields that they drag. Specifically, we calculate the spectral energy distribution for emitters located in different positions of the binary system, which allows to study the impact of the geometry in the resulting emission from the source. This is done for different cuts of the relevent state parameters. Finally, we use this procedure to produce emissivity maps which are an useful tool for exploring statiscal properties of gamma-ray binaries. Considering the present and future observational developments, which imply an increase in the quantity of observable sources, it is important to investigate in detail the physical processes that underlie the emission on this type of sources. It is still an open problem to unambiguously identify the relevant radiation and absorption processes in high-energy astrophysical sources. The results of this work and its future upgrades will allow poblational studies related to currently unknown parameters, such as the formation rate of massive binaries, their lifespan and their luminosity function. This can be attained by estimating the approximate number of sources detectable with the present instruments (according to the model developed) and comparing it with the empirical data.