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En esta tesis se estudia el fenómeno que es conocido en la literatura como “efectos de tamaño y geometría en fenómenos de transporte”. En específico se estudia de qué manera la superficie rugosa, que limita la estructura metálica, afecta a las propiedades de transporte de carga cuando una o más de las dimensiones que caracterizan la estructura metálica se tornan comparables o inferiores al camino libre medio l de los portadores de carga en el grueso. Se analiza la teoría de transporte de Calecki, que proporciona una solución numérica para los coeficientes de transporte eléctrico como son la resistividad, la tangente de Hall y la magnetorresistencia transversal. La teoría de Calecki considera el efecto de scattering electrón-superficie rugosa desde primeros principios, usando el formalismo de la ecuación semiclásica de transporte de Boltzmann. El resultado es que la teoría proporciona una descripción adecuada de la resistividad en función de la temperatura, una descripción aceptable de la tangente de Hall en función del campo magnético a 4 K, pero predice una magnetorresistencia transversal a 4 K que es varios órdenes de magnitud menor que lo observado.

Cria-se, nesta pesquisa, as ferramentas de estudo de uma alternativa inovadora de irrigação localizada superficial, que consiste na escavação do terreno ao redor da base da planta na forma de um anel grosso que produza bulbos úmidos equivalentes aos gerados por qualquer um gotejador. Estas bacias deverão ser conectadas por meio de sulcos compactados que, além de servir como condutores semi-impermeáveis, criam um micro sistema de coleta de água. Capas radiculares podem ser colocadas dentro das bacias com o intuito de eliminar as perdas por evaporação, evitar o crescimento de ervas daninhas e até incrementar o rendimento da colheita. Desenvolve-se para este fim um modelo matemático misto do tipo balanço volumétrico e onda cinemática modificado com a teoria de onda de choque, que utiliza um modelo de infiltração baseada na inédita aplicação do princípio da maximização da entropia multidirecional. Este novo modelo de infiltração em comparação com os modelos de Horton, Philips e Kostiakov determina, além de menores erros padrões, maiores coeficientes de correlação, em média de 1.2% e 8.9 % e máximos de 2.5% e 68% nos infiltrômetros por sulcos e anel duplo, respectivamente. / The doctorate research creates the tools for study a new alternative of localized superficial irrigation. The system purposed consists in a ground excavation around the plant base. The form of this is same as a big ring, that produces an humid bulb in the root zone equivalent to a drooping system. This cavities need to be connected by furrows that\'s beyond serves for being a semi impermeable conductor of water creates a micro-system of water harvesting. Root layers can be placed inside of the cavities with intention to eliminate the losses for evaporation, to prevent the growth of harmful grass and until to improve the collect income. For this ending development a modify volumetric balance and cinematic wave model that incorporated a new infiltration model. This infiltration model is based in the in edit maximization of the multidirectional entropy. Comparing the new entropic model with the models of Horton, Philips and the modified model of Kostiakov, the entropic one, it was determined a lesser standard error and a bigger correlation coefficient, in average of 1.2% and 8.9 % for the furrows and double ring infiltrometers respectively and a maximum of 2.5% and 68%.

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El caracol de agua dulce Pomacea canaliculata es un habitante natural de los cuerpos de agua del sudoeste bonaerense que ha sido ampliamente estudiado en diversos aspectos de su biología. A partir de su invasión en diferentes partes del mundo, su ecología trófica ha sido el tema principal de estudio, ya que el intenso consumo de macrófitas ha hecho que se convierta en una importante plaga de cultivos acuáticos, causando importantes pérdidas económicas. El estudio de los mecanismos de obtención de alimento y el consumo de recursos diferentes a las macrófitas son temas poco desarrollados hasta el momento. El mecanismo de la colecta pedal superficial, caracterizado por la formación de embudos con el pie, les permite a estos caracoles acceder a recursos muy variados que pueden encontrarse disponibles en la superficie del agua. Este adaptable mecanismo es llevado a cabo desde neonatos hasta adultos, disminuyendo la eficiencia de captura a medida que se incrementa el tamaño del caracol. Además, dicha eficiencia aumenta con disponibilidades crecientes de alimento pero no se ve afectada por el tamaño de las partículas de alimento. Los diversos materiales que pueden ser capturados para su consumo van desde pequeñas plantas flotantes hasta insectos, polen y biofilms. En relación al ritmo de este comportamiento trófico, la formación de embudos es más frecuente durante horas de oscuridad, inclusive en ambientes naturales, donde se registró esta actividad de manera intensa, lo que indica que ocurre bastante frecuentemente. La formación de embudos ocurre a bajas velocidades de corriente y su eficiencia aumenta con la temperatura. Por medio de la colecta pedal superficial P. canaliculata puede aprovechar un amplio espectro de recursos tróficos, algunos de los cuales les permite crecer. A pesar de que las tasas de crecimiento cuando el alimento ofrecido es exclusivamente neuston son menores que las obtenidas cuando son alimentados con macrófitas, el aporte al crecimiento puede ser lo suficientemente alto como para reemplazar a las macrófitas. Por otro lado, la aceptación y el consumo, por parte de caracoles de tallas muy variadas, de recursos tróficos diferentes a las macrófitas pueden representar una alternativa que les permite crecer en ausencia de ellas. Un ejemplo de esto es la carroña (restos de origen animal) que si bien como complemento a altas disponibilidades de macrófitas no produce un efecto positivo relevante en el mediano plazo, como único recurso disponible les permite crecer más que si no tuvieran alimento. Por otro lado, sus propios huevos, cuando son accidentalmente sumergidos, también son intensamente consumidos en ambientes naturales y su consumo permite lograr un mayor crecimiento ante la ausencia de otros recursos. La detección de la carroña parece necesitar de un contacto directo con ella, sin que medie un mecanismo de quimiorrecepción a distancia como en el caso de los huevos sumergidos. Pomacea canaliculata, debido a su intenso consumo de macrófitas, es capaz de generar importantes cambios estructurales en la vegetación de los cuerpos de agua que habita, erradicándola totalmente o favoreciendo la dominancia de especies no palatables. Dichos cambios han constituido probablemente una presión selectiva para ampliar y diversificar su dieta y mecanismos de alimentación y así poder persistir y establecer poblaciones en sitios carentes de macrófitas o de macrófitas palatables, lo que parece haber favorecido el desarrollo de su gran su capacidad invasiva. / The freshwater snail Pomacea canaliculata is a common inhabitant of natural waterbodies in Southwestern Buenos Aires Province which has been the subject of numerous biological studies. After its establishment as an invader in many areas around the world, the interest on its trophic ecology increased notably, since its voracious consumption of aquatic macrophytes transformed it in a pest of aquatic crops responsible for important economic losses. However, the use of other mechanisms of food capture and trophic resources other than macrophytes has not been studied systematically heretofore. Pedal surface collecting is a mechanism of food capture that, through the formation of a ciliated funnel with the forefoot, allows these snails to take advantage of a wide spectrum of trophic resources associated to the water surface. Snails of all sizes, from hatchlings to adults, are able to perform pedal surface collecting although the specific capture rate decreases with size; the specific capture rate increases with the availability of food particles in the water surface but it is not affected by particle size. The materials that can be captured by pedal surface collecting range from duckweed and water ferns to insects, pollen and biofilms. Pedal surface collecting is very frequent in natural waterbodies, it occurs mostly during night and can reach high levels. Snails perform pedal surface collecting only in slow flowing water and its efficiency increases with temperature. Pomacea canaliculata is able to capture diverse materials by pedal surface collecting and is able to grow with some of them as the only resource. Even though the growth rates when feeding on neuston by pedal surface collecting are lolwer than those obtained by feeding on macrophytes, the growth rates with neuston are high enough to supplant macrophyte consume. The use of alternative trophic resources by snails of all sizes probably allows them to grow even if macrophytes, their preferred food, are absent. For instance, even though carrion has no significant effect on growth in the midterm when macrophyte availability is high, it allows snails to growth significantly more than starving snails. On the other hand, P. canaliculata readily attacks and consumes its own eggs when it finds them accidentally submersed, and is able to grow using them as the only trophic resource. Distance chemoreception seems to play a role in the detection of submersed egg masses but not of carrion. Due to their voracious consume of macrophytes P. canaliculata snails are able to provoke important structural changes in the vegetation of the waterbodies they inhabit, either by eradicating it or by favoring the dominance of unpalatable species. These changes have probably represented a selective pressure for the diversification of their diet and trophic mechanisms, allowing them to persist in waterbodies without palatable macrophytes and enhancing their invasive capabilities.

En esta tesis se ha estudiado experimentalmente el comportamiento tribológico de uniones roscadas utilizadas en la industria del petróleo y el gas. Se evaluó la influencia de la rugosidad superficial en el comportamiento tribológico mediante un tribosistema lubricado acero contra acero. Además, se determinó el comportamiento tribológico de diferentes lubricantes para roscas y diferentes tipos de recubrimientos de fosfato de Mn. Los ensayos se llevaron a cabo en condiciones de deslizamiento bajo altas presiones de contacto y baja velocidad, utilizando un ensayo del tipo bloque-sobreanillo lubricado, con el fin de simular a pequeña escala, las condiciones de contacto que se encuentran en el sello de las uniones roscadas utilizadas en las tuberías de conducción y revestimiento de gas y petróleo. También, la influencia de la rugosidad fue evaluada variando la topografía superficial de los anillos en Ra entre 1,3 y 3 mm y utilizando como lubricante una grasa conteniendo plomo, cobre, zinc y grafito. Se estableció una relación entre los valores de rugosidad en Ra y Rt con el desgaste. Los resultados indicaron que en el rango de rugosidades estudiado, el daño por desgaste disminuye un 40 % con el aumento de la rugosidad del anillo. Además, se caracterizaron cuatro grasas con y sin aditivos de metales pesados. Se observó la distribución de los aditivos utilizando microscopía óptica (MO) y de escaneo electrónico (SEM), y mediante espectroscopia de energía dispersiva (EDS). Los ensayos mostraron que el compuesto para roscas que contiene plomo, zinc y cobre manifestó el mejor comportamiento, con una reducción en el desgaste de aproximadamente 20 % con respecto a las otras grasas. Estos resultados están de acuerdo con la experiencia en campo. Los resultados de fricción no mostraron diferencias significativas entre las grasas, demostrando que el comportamiento al desgaste es influenciado por el paquete de aditivos. Por otra parte, los diferentes recubrimientos de fosfato de Mn se obtuvieron variando la concentración de activador en el baño de activado entre 0 y 0,7 g/l. Se observó que el aumento de la concentración de activador produce la disminución exponencial del tamaño de cristal junto con un buen cubrimiento de la superficie y además, la disminución del volumen disponible para alojar lubricante. Los resultados indicaron que los recubrimientos con un tamaño de cristal promedio de 16 mm poseen el mejor desempeño tribológico. Una vez culminado los ensayos, las superficies desgastadas se analizaron mediante MO, SEM, EDS y microscopía de escaneo láser (LSCM). Las superficies desgastadas revelaron daños por los mecanismos de ratchetting de bajo ciclo y desgaste por delaminación. / This thesis experimentally studied the tribological behavior of threaded joints used in the oil and gas industry. The influence of surface roughness on the tribological behavior was evaluated using a lubricated steel against steel tribosystem. Furthermore, the tribological behavior of different thread compounds (lubricants) and different types of Mn phosphate coatings was determined. Tests were carried out under high contact pressure and slow sliding speed conditions, using a lubricated block-on-ring test, in order to simulate at small scale, the contact conditions found in the seal of the threaded joints used in oil & gas casing and tubing strings. Also, the influence of the roughness was assessed by varying the surface topography of the rings between the Ra values of 1,3 and 3 mm and using as lubricant a grease containing lead, copper, zinc and graphite. A relationship between Ra and Rt roughness values with wear was established. The tests results showed that in the roughness range studied, the wear damage decreases about 40 % with the increasing roughness of the ring. In addition, four thread compounds containing and non-containing metal additives were characterized. The distribution of additives was observed by optical (OM) and scanning electron microscopy (SEM), and with energy dispersive spectroscopy (EDS). Tests showed that the lead, zinc and cooper containing thread compound displayed the best behavior, with a wear reduction of approximately 20 % with respect to the other dopes. These results are in line with previously known oilfield experience. Friction results showed no significant differences between dopes, being the wear behavior influenced by the additive package. Moreover, different Mn phosphate coatings were produced by varying the activator concentration of the activated bath between 0 and 0,7 g/l. It was observed that increasing the concentration of activator produces an exponential decay of crystal size with a good surface coverage and also, the growth of the volume available to lodge lubricant. The results indicated that the coatings with an average crystal size of 16 mm have the best tribological performance. Upon completion of the tests, worn surfaces were analyzed by OM, SEM, EDS and laser scanning microscopy (LSCM). Worn surfaces revealed damage by low-cycle ratchetting and delamination wear mechanisms.

O parâmetro que determina o processo de transferência de oxigênio através da interface ar-água em escoamentos com superficie livre é o coeficiente de reaeração superficial, \'K IND.2\'. Existe um grande número de equações na literatura científica que realizam a previsão do coeficiente de reaeração, no entanto, a maioria dessas equações considera apenas algumas características hidráulicas do corpo de água como a velocidade e a profundidade, e ainda, como em sua maioria são de natureza empírica, acabam sendo adequadas para corpos de água específicos. Além destes dois parâmetros (velocidade e profundidade do escoamento), existem outros doze que são considerados importantes para estudos de reoxigenação em águas superficiais. É neste contexto que o objetivo deste trabalho foi estudar em condições de laboratório a influência da rugosidade do leito de um canal sobre o coeficiente de reaeração superficial. Além da rugosidade, foram variadas as condições de velocidade média do escoamento e profundidade da lâmina de água. A variação da rugosidade foi realizada através da implementação de obstáculos com geometria conhecida, dispostos transversalmente ao escoamento, e denominados como macro-rugosidades. Os resultados demonstraram evidências de que o coeficiente de reaeração superficial é controlado de forma significativa pela rugosidade do leito do canal. Foram desenvolvidos dois modelos matemáticos de natureza semi-empírica para a previsão do \'K IND.2\', os quais incorporam variáveis hidrodinâmicas e geométricas consideradas relevantes para o processo de transferência de massa na interface ar-água. / The parameter that determines the process of oxygen transfer through the air-water interface in flows with free surface is the superficial reaeration coefficient, \'K IND.2\'. There are a large quantity of equations in the cientific literature that perform the prevision of the reaeration coefficient; however, most of them consider only some of the hydraulic characteristics of water body; for example, the velocity and the depth. Most of these equations have empirical origin and are adequate just for a specific water body. In addition to these two parameters (velocity and depth of flow), there are another twelve important parameters in reoxygenation studies in superficial waters. In this context, the aim of this work was to study the influence of bed roughness of a channel on the superficial reaeration coefficient, under laboratory conditions. Besides the roughness, the conditions of mean velocity of the flow and depth of water were varied. The variation of roughness was done with implementation of obstacles with known geometry, arranged transversely to the flow direction, and called macro-roughness. The results have shown evidences that the surface reaeration coefficient is controlled significantly by the roughness of the channel bed. Two mathematical models of semi-empirical origin for the \'K IND.2\' prevision were developed, which incorporate hydrodynamic and geometric variables considered relevant in the process of mass transfer in air-water interface.

As teorias sobre o funcionamento dos sistemas lóticos evoluíram nos últimos anos, os condicionantes geológicos/geomorfológicos como também as regiões de transição têm recebido importância crescente. As regiões de transição merecem destaque uma vez que os sistemas lóticos estabelecem interações de fluxo com os ambientes vizinhos (atmosféricos, terrestres e subterrâneos) e a troca de materiais estabelecida entre esses sistemas é importante para a definição de suas características. As bacias hidrográficas dos ribeirões do Moquém e Água Clara, estudadas no presente trabalho, apresentam: proximidade geográfica além de semelhanças morfológicas e climáticas, porém diferem quanto aos aspectos geológicos e geomorfológicos. A partir desses aspectos, a presente pesquisa investigou as flutuações sazonais nas relações físicas, química e hidrológicas entre águas superficiais e subterrâneas (adjacências do canal), na região do baixo curso dos ribeirões já citados. Foram escolhidos dois trechos em cada ribeirão para a realização de: (1) inventário hidrológico mensal, a partir de medidas de velocidade de escoamento, vazão e do nível de água em poços instalados na região marginal dos rios nos trechos de estudo; (2) caracterização física e química de testemunhos da região marginal dos rios, onde foram utilizadas amostras obtidas durante a perfuração dos poços; (3) amostragens das águas superficiais subterrâneas no mesmo período do inventário para a determinação das características físicas e químicas das mesmas. Os resultados destacaram os seguintes itens. O fluxo de base garantiu vazões regulares e elevadas ao ribeirão Água Clara, ao mesmo tempo que as vazões foram quase insignificantes no ribeirão do Moquém, fato esse que apresenta importância ecológica. A química das águas dos ribeirões estudados é distinta, possivelmente, como resposta às características naturais das bacias. Nos dois trechos de estudo, as águas superficiais e subterrâneas apresentaram diferenças físicas e químicas, o que pode indicar que as trocas entre o canal do rio e suas adjacências são pequenas e/ou lentas. Com base nas observações desta pesquisa, recomenda-se que as características quantitativas e qualitativas, distintas, entre as águas dos ribeirões do Moquém e Água Clara devem ser avaliadas durante a tomada de decisões em processos de gestão de recursos hídricos. / The theories on the operation of the lotic systems developed over the recent years, the geological/geomorphological condicionantes as well as the transition areas have been receiving growing importance. The transition areas deserve prominence once the lotic systems establish flow interactions with the neighboring environment (atmospheric, terrestrial and undergrounds) and the exchange of materials established among those systems is important in order to define their characteristics. The watersheds of the Moquém and Água Clara streams, studied in the present work, present: geographical proximity besides morphologic and climatic similarities, however they differ as far the geological and geomorphological aspects are concerned. From those aspects, the present research investigated the seasonal flutuations in physical, chemical and hydrological relationships among superficial and groundwaters (adjacencies of the channel), in the area of the low course of already mentioned the streams. It was chosen two reaches in each stream in order to accompish: (1) monthly hydrological inventory, starting from measures of drainage speed, discharge and water level in wells installed in floodplain of the streams in the studied reaches; (2) physical and chemical characterization of testimonies in floodplain of the rivers, where samples were used obtained during the perforation of the wells; (3) samplings of the superficial and groundwaters in the same period of the inventory in order to determinate the physical and chemical characteristics of same them. The results notice the following items. The base flow guaranteed regular and high discharges in the Água Clara stream, at the same time that the discharges were almost insignificant in the ribeirão of Moquém, a fact that presents ecological importance. The chemistry of the waters of the studied streams is different, possibly, as an answer to the natural characteristics of the watersheds. In the two studied reaches, the superficial and groundwaters presented physical and chemical differences, what can indicate that the changes between the channel of the river and it adjacencies are small and/or slow. Based on this research observations, it is recommended that the quantitative and qualitative, characteristics, between the waters of the Moquém and Água Clara streams should be appraised during the moment the decisions are made on management processes of hydric resources.