La utilización de biopolímeros en reemplazo de los polímeros tradicionales sintéticos es una necesidad creciente en todos los campos de la industria. La carragenina es un polisacárido que se extrae de las algas, por lo que se considera una alternativa a tomar en cuenta ya que es un material abundante, económico y biodegradable. El objetivo principal de esta tesis es desarrollar y caracterizar nanocompuestos a partir de una matriz de carragenina con diversos nanorefuerzos tales como óxido de grafeno y nanotubos de carbono de pared simple y múltiple. Las películas obtenidas se caracterizarán estructural, térmica, morfológica y mecánicamente. Para cumplir con lo trazado en el objetivo principal, en primer lugar se procedió a hacer una revisión del estado del arte, presentando los fundamentos básicos para el desarrollo de nanocompuestos, describiendo las generalidades de la carragenina, el óxido de grafeno y los nanotubos de carbono, así como también los procesos más conocidos de síntesis de nanocompuestos. Se procedió a extraer el biopolímero de las algas y luego se elaboraron los nanocompuestos de tres tipos diferentes: los reforzados con óxido de grafeno, nanotubos de carbono de pared múltiple y nanotubos de carbono de pared simple. Cada tipo de nanocompuesto fue preparado con tres porcentajes de peso de refuerzo: 1%, 3% y 5%. Todas las películas fueron sometidas a difractómetría de rayos X, espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier, termogravimetría, calorimetría de barrido diferencial, microscopía electrónica de barrido y de fuerza atómica, y a ensayos de tracción. Los resultados obtenidos demuestran una buena interacción entre la matriz y los refuerzos, ya que las propiedades estructurales de la matriz no se ven afectadas por la presencia de nanopartículas. Las propiedades térmicas se mantienen estables ya que no existen cambios considerables en la temperatura de degradación térmica ni en la de transición vítrea, sin embargo se observa una mayor cantidad de masa remanente luego de la pirolisis de la matriz cuando esta se encuentra reforzada con los refuerzos estudiados. Las pruebas de microscopía muestran una correcta dispersión de los refuerzos a lo largo de todas las muestras por lo que se puede asegurar que el proceso de obtención de los films ha sido efectivo. Las pruebas mecánicas ofrecen notables resultados, ya que se observan mejorías considerables en todos los casos analizados. La resistencia a la tracción aumentó hasta en un 93.29% para los nanocompuestos reforzados con óxido de grafeno, y el módulo de elasticidad se elevó en un 573.11% en el caso de los nanocompuestos de nanotubos de carbono de pared simple. Las mejores propiedades mecánicas se encontraron al 5% de refuerzo en todos los casos. / Tesis

El interés y la necesidad de los países en desarrollo en el uso de la tierra como material de construcción ha fomentado el estudio continuo de sistemas de construcción más resistentes, económicos y sostenibles. Una de las tecnologías más conocidas es la construcción industrial con Bloques de Tierra Comprimida (BTC) que beneficia esencialmente a las regiones con bajo desarrollo económico. Los BTC son unidades de albañilería con geometría y propiedades físicas y mecánicas homogéneas. Los BTC son fabricados en base a tierra con determinadas características granulométricas, la cual es compactada dentro del molde de una máquina con forma definida. La evolución en la fabricación de BTC permite que el proceso sea más rápido, sencillo y automatizado. Uno de los avances más útiles en las máquinas de fabricación de BTC es la incorporación de un sistema hidráulico para compactar el suelo, lo cual evita la compactación manual que solía ser el proceso convencional. En la actualidad, existen máquinas que producen BTC de diversas formas y tamaños para su uso en mampostería. En la presente investigación, la forma del BTC consiste en un prisma rectangular con un sistema de interconexión de 10 mm que se encuentra en las superficies superior e inferior del bloque. El sistema de interconexión permite el enganche de los BTC y provee resistencia al corte a la mampostería. Además, posee dos agujeros de 90 mm cada uno que atraviesan el cuerpo del BTC, los cuales reducen la masa sísmica y permiten la colocación de refuerzo vertical. La tierra utilizada para la fabricación de BTC es sometida a un proceso de estabilización. La estabilización química de suelos para la fabricación de BTC ha sido foco de atención de diversos investigadores que buscan mejorar sus propiedades mecánicas de forma económica y ecosostenible. Uno de los métodos más conocidos es la estabilización química con cemento. Sin embargo, el cemento produce un impacto ambiental negativo durante su ciclo de vida. La presente investigación incluyó el uso de un geopolímero de puzolana, con lo cual se estudia un material de construcción que no solo genere menos cantidad de CO2 en su producción, sino que también posea propiedades mecánicas adecuadas para la construcción de viviendas económicas. El objetivo del estudio es comparar las propiedades mecánicas de las unidades y prismas de BTC estabilizados con cemento y geopolímero de puzolana teniendo como línea base de comparación al BTC convencional fabricado sin agente estabilizante. El estudio comienza con el estado del arte de la construcción con tierra y de BTC. Posteriormente, se presenta el protocolo de los ensayos ejecutados durante de la campaña experimental. A continuación, se desarrolla la campaña experimental dividido en tres partes: i) proceso de producción y caracterización mecánica de BTC, ii) proceso de producción y caracterización mecánica de BTC estabilizada y iii) caracterización mecánica del sistema de mampostería de BTC de junta seca. Finalmente, el análisis comparativo del estudio se lleva a cabo en base a los resultados obtenidos de la caracterización mecánica de las unidades y prismas de BTC, BTC estabilizada con cemento y BTC estabilizada con geopolímero de puzolana. El suelo base analizado proveniente del distrito de Ventanilla, Callao, fue mejorado con arena gruesa con la finalidad de que la curva granulométrica del suelo mejorado se encuentre dentro del huso granulométrico indicado en la norma UNE 41410 (2008). El proceso de estabilización química del suelo permitió conocer que el contenido óptimo de cemento es de 8% y de geopolímero de puzolana de 15%. El porcentaje óptimo de agente estabilizante óptimo cumple con la resistencia a la compresión mínima requerida por la norma UNE 41410 (2008) que es de 1.3 MPa para ambos casos. Los resultados de la caracterización mecánica de BTC y BTC estabilizada se realizó en términos de la compresión y flexión. Se obtuvieron resistencias a la compresión a los 28 días de edad de 1.3 MPa (CV 6.2%), 3.6 MPa (CV 17.9%) y 2.4 MPa (CV <1%) para BTC, BTC estabilizada con 8% de cemento y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. La resistencia a la compresión en estado saturado del BTC estabilizada con 8% de cemento bajó en 52% respecto a su resistencia a los 28 días de edad y en un 66% en el caso del BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana. Además, se obtuvo el módulo de elasticidad (E) de cada tipo de BTC: 88.2 MPa (CV 2%), 249.9 MPa (CV 3%) y 208.5 MPa (CV 3%) para el BTC, BTC estabilizada con 8% de cemento y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. Finalmente, se obtuvo la resistencia a la flexión, que resultó 0.1 MPa (CV <1%), 0.7 MPa (CV 24.8%) y 0.2 MPa (CV 23.2%) correspondiente a los BTC, BTC estabilizada con 8% y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. La caracterización de la mampostería de BTC de junta seca mediante el ensayo de compresión uniaxial dio como resultado resistencias a la compresión de 0.40 MPa (CV <1%), 1.44 MPa (CV 4%) y 0.75 MPa (CV 9%) para prismas de BTC, BTC estabilizada con 8% de cemento y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. Se obtuvieron, además, el módulo de elasticidad (E), el módulo de Poisson (υ) y el módulo de corte (G) en cada caso. / Tesis

El presente trabajo de investigación experimental, propone una alternativa para la remoción de iones cinc y cobre presentes en los Efluentes Electroquímicos, usando como agentes descontaminantes arcillas naturales peruanas. Para tal fin, se han utilizado cuatro arcillas del tipo montmorilloníta previamente identificadas a través de patrones de difracción de rayos X. El trabajo constó de dos partes, cada una de las cuales se detallan a continuación: En primer lugar, las muestras tratadas fueron patrones de soluciones de cinc y cobre en concentraciones que iban desde 25 a 500 ppm. y 50 a 1000 ppm. respectivamente. La relación masa de arcilla / volumen de solución se fijó en 5 gramos/ 200 mL, estableciéndose el tiempo de agitación en una hora para todos los casos. Trabajando con una arcilla de tipo sódica, los porcentajes de remoción de iones Zn+2 alcanzados en la mayor parte de las pruebas superaron el 90%. Para el caso del cobre, trabajando con una arcilla de tipo cálcica, las remociones obtenidas en la mayoría de los casos estuvieron entre 90 y 99,7 % aproximadamente. En segundo lugar, se trataron muestras de efluentes procedentes de una empresa electroquímica. Las concentraciones iniciales de los efluentes electroquímicos de cinc variaron entre 10 y 94 ppm. en Zn+2. Por otra parte, las concentraciones iniciales de los efluentes electroquímicos de cobre oscilaron entre 16 y 160 ppm. en Cu+2. Cuando se trataron las muestras del efluente de cinc, los porcentajes de remoción obtenidos superaron en todos los casos el 98%. En el tratamiento de las muestras del efluente de cobre, las arcillas de tipo cálcica lograron una eliminación entre el 85,5 y 98,5 % aproximadamente, a valores de pH regulados entre 4-5 con una solución HCl 0,01 M. De los resultados del porcentaje de iones cinc y cobre removidos después del contacto de las arcillas con las soluciones patrones y posteriormente con los efluentes reales se desprende, que las arcillas montmorillonitas remueven estos iones. Las del tipo cálcicas iones Cu+2 en mayor proporción y las montmorilloníticas del tipo sódicas iones Zn+2.

Ingeniera Civil Mecánica / En la actualidad existe un interés a nivel mundial por crear materiales que sean amigables con el medio ambiente. Los refuerzos de orígenes naturales se obtienen a partir de recursos no sintéticos o procesos industriales; lo anterior hace que este tipo de refuerzo se considere que tiene menor impacto ambiental en comparación a fibras sintéticas como las de vidrio o carbono. Esto ha generado el interés en la industria e investigaciones científicas, con el fin de ser utilizados como refuerzos de materiales compuestos; en particular, como refuerzo de materiales poliméricos. Los compuestos de madera y plástico (WPC, Wood Plastic Composites) corresponden a cualquier material compuesto que contenga madera y algún polímero. Las principales aplicaciones para los compuestos reforzados con madera son las industrias del automóvil y de la construcción, donde se utilizan en aplicaciones estructurales. Los refuerzos derivados de la madera provienen de subproductos de la industria forestal; utilizándolos en la fabricación de materiales compuestos se diversifica su uso y se evita la acumulación o quema en calderas que en general no entrega un mayor valor agregado. El trabajo de título tiene como objetivo estudiar las propiedades mecánicas de materiales compuestos a base de resina de poliéster reforzado con partículas de aserrín a distintas concentraciones de estas. Como objetivos específicos se encuentra la preparación de probetas del material compuesto con distintas concentraciones de partículas, la realización ensayos, analizar los resultados y por último, encontrar si existe un contenido óptimo de contenido de partículas que maximice las propiedades mecánicas Las propiedades estudiadas mediante ensayos son la resistencia a la tracción, resistencia a la flexión, módulo de elasticidad en flexión y resistencia al impacto; además se incluye un análisis morfológico para probetas ensayadas en tracción. Para realizar el trabajo se preparan probetas con distintas concentraciones de refuerzo, luego las probetas son ensayadas para evaluar sus propiedades mecánicas; con lo anterior, se realiza análisis e interpretación de resultados para establecer una relación entre las propiedades mecánicas y el contenido de refuerzo. Los resultados muestran que la resistencia a la tracción y flexión disminuye con el contenido de aserrín. Propiedades como módulo de elasticidad y resistencia al impacto aumentan. La morfología muestra que a mayor porcentaje de aserrín la superficie pierde homogeneidad y aumenta la aglomeración de aserrín y la presencia de burbujas. Dentro de los compuestos con algún contenido de aserrín estudiados, para concentraciones baja (5% p/p), destaca la resistencia a la tracción e impacto; a concentraciones mayores (20 % p/p), se aprecian mejores propiedades en flexión.

Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ciencia de los Materiales / En la presente Tesis se estudia la formación in situ de dispersoides en una aleación de Cu-Ta producida por molienda reactiva y extrusión en caliente. Además, se estudia el efecto que producen los dispersoides sobre la resistencia al ablandamiento y la resistencia al creep. En aplicaciones tales como interruptores de alto rendimiento, intercambiadores de calor, motores eléctricos, cables, y electrodos para soldadura se requiere un material que exhiba alta conductividad térmica y eléctrica, junto a una adecuada resistencia mecánica a las temperaturas de operación. El cobre satisface las primeras solicitaciones; sin embargo, presenta una importante disminución de su resistencia mecánica cuando aumenta la temperatura de trabajo. Un mecanismo que ha probado ser efectivo para mejorar el comportamiento mecánico del cobre a altas temperaturas es la incorporación de nanopartículas cerámicas o metálicas en la matriz. Estos dispersoides dificultan el creep, ya que se requiere un esfuerzo adicional para separar las dislocaciones de la interfase dislocación-matriz, cuando esta interfase es incoherente o semicoherente. Adicionalmente, anclan los límites de grano, dificultando el deslizamiento de los bordes de grano. Para generar los nanodispersoides, se empleó molienda reactiva y extrusión en caliente para dispersar de manera homogénea partículas de tantalio en la matriz de cobre y generar dispersoides de carburo de tantalio, usando hexano como fuente de carbono y líquido de molienda. Estos dispersoides, acompañados de un refinamiento microestructural en la matriz metálica compuesta y de un aumento de la densidad de dislocaciones, produjeron un aumento de la resistencia mecánica al ablandamiento y a la deformación a altas temperaturas (773 K, 973 K y 1123 K). El material se caracterizó por medio de espectroscopia de emisión óptica, fluorescencia de rayos X, microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X, microscopía electrónica de transmisión y microdureza Vickers. El efecto del tiempo de molienda se analizó pasadas 10, 20 y 30 h en un material compuesto con una composición nominal de Cu-5 %vol. TaC. Al aumentar el tiempo de molienda, se observó un aumento sistemático de la densidad de dislocaciones y de carbono, así como una disminución del tamaño de cristalita. El material molido durante 30 h fue extruido en caliente y mostró una densidad de 9.037 kg m-3 (98.2% densificación) y una resistencia de ablandamiento de 204 HV; sin embargo, después de un recocido a 1023 K durante 1 h la microdureza mostró una abrupta caída. El análisis de microscopía electrónica de transmisión mostró la presencia de nanodispersoides carburo de tantalio (Ta4C3), los cuales cumplen con la función de endurecer la matriz por dispersión y ayudan a mejorar el desempeño cuando se somete la matriz metálica compuesta a ensayos de esfuerzo constante y alta temperatura (773 K, 973 K y 1123 K).

El objeto de esta Tesis consiste en la propuesta de una formalización teórica del proceso de fatiga de alto ciclaje en metales dúctiles. Se trata éste de un campo interdisciplinar muy complejo, con muchas derivaciones en varios campos tecnológicos y con una muy amplia e históricamente dilatada experimentación, especialmente dirigida a metales y estados de tensión simples. Por ello, se consideró que esta Tesis incluyese en primer término aquéllas referencias y elementos teóricos necesarios para la adecuada exposición posterior de la fenomenología y sus correspondientes modelizaciones, por una parte y, por otra, de las contribuciones esenciales de la investigación en este campo. Este objetivo se aborda en su primer capítulo. Los primeros dos epígrafes del capítulo 2 están destinados a la descripción del estado actual de las modelizaciones empíricas de la fatiga de alto ciclaje en ensayos uniaxiales y de la acumulación de daño en estos procesos. El tercer epígrafe de este capítulo es una descripción del estado actual de la investigación en torno a la fatiga, en general, y a la generación y evolución del daño, con especial atención a sus fundamentos termodinámicos. El cuarto epígrafe de este capítulo presenta una proposición de formalización teórica apropiada a tales resultados previos y al desarrollo de la investigación que se pretende. Por lo tanto, esta propuesta de modelización teórica constituye efectivamente, una aportación, pero no una contribución esencial de esta Tesis, dado su carácter de establecida ad hoc para el objetivo pretendido en este trabajo. El capítulo 3 ofrece la primera contribución sustancial de esta Tesis. En este capítulo se propone una nueva modelización teórica del daño ajena a la introducción de una nueva variable interna independiente de daño. Efectivamente, se expone la debilidad de los modelos fundamentados en la asunción de tal hipótesis y, por lo tanto, en esta Tesis se considera que la variable asociada a la evolución del d / Carbajal Navarro, E. (2012). Contribución a la definición de un modelo teórico del proceso de fatiga por alto ciclaje en materiales dúctiles [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/18178 / Palancia

En la búsqueda de fuentes de energía sostenibles y autónomas, los nanogeneradores triboeléctricos (TENGs) han surgido como dispositivos prometedores capaces de convertir la energía mecánica en electricidad. Estos dispositivos aprovechan el efecto triboeléctrico, que ocurre cuando dos materiales diferentes se frotan entre sí y generan cargas eléctricas, debido a esto es importante encontrar materiales apropiados para generar estas cargas. Los biopolímeros como el almidón y carragenina, han ganado atención significativa como una alternativa prometedora a los polímeros sintéticos convencionales que se usan como superficies activas en forma de láminas para la fabricación de TENGs. Dichos biopolímeros se obtienen de fuentes naturales renovables, como algas, plantas y microorganismos. Además, los biopolímeros presentan propiedades únicas que los hacen altamente atractivos para su implementación en estos dispositivos. La presente tesis se enfoca en la exploración de la fabricación de nanogeneradores triboeléctricos utilizando láminas triboeléctricas obtenidas de los biopolímeros carragenina, almidón, ulvan y los exopolisacáridos de cianobacterias. Para ello, primero se evaluó las propiedades mecánicas y químicas de las láminas de biopolímeros. Los resultados de las pruebas de tracción revelaron que los biopolímeros alcanzaron diferentes deformaciones y esfuerzos máximos en respuesta a la carga aplicada. La espectroscopia FTIR confirmó que los biopolímeros obtenidos correspondían a los esperados según el proceso de extracción realizado. Después de evaluar las características iniciales de las láminas de biopolímeros, se desarrollaron prototipos de TENGs utilizando diferentes pares de láminas triboeléctricos. Se fabricaron ocho prototipos de TENGs combinando las láminas de biopolímeros con superficies de Kapton® y Teflón®. Se obtuvieron valores máximos de voltaje de 66.40 V en el par triboeléctrico de Teflón® (PFTE) + carragenina, mientras que el par triboeléctrico de kapton + ulvan generó el valor mínimo de 2.12 V. Estos resultados indican que los TENGs pueden generar suficiente voltaje para su aplicación en dispositivos electrónicos portátiles de bajo consumo, relacionados a LEDs, relojes o sensores. Los resultados obtenidos muestran el potencial de los TENGs basados en biopolímeros como una fuente de energía sostenible y autónoma.

En los últimos años, en el noreste (NE) de la provincia de Río Negro, se han llevado a cabo prácticas de desmonte de los campos con el fin de utilizarlos para agricultura de secano, cultivando cereales o verdeos invernales destinados al pastoreo. La eliminación de la cubierta vegetal arbustiva, agravado por las bajas precipitaciones y la intensidad de los vientos han favorecido los procesos de degradación de los suelos. Si bien existen evidencias de la evolución de estos procesos, se carece de estudios que cuantifiquen el impacto de estas prácticas agrícolas sobre la fertilidad de los suelos y la estabilidad de los ambientes productivos en la región. El objetivo de este trabajo fue evaluar los efectos del desmonte en suelos del NE de la provincia de Río Negro que fueron posteriormente sometidos a diferentes usos agrícolas. Se analizaron los cambios en las propiedades físicas, químicas y biológicas producidos en función de los años transcurridos desde la extracción de la vegetación natural y su uso agrícola posterior. Se trabajó con suelos en diferentes situaciones (sitios): a) ecosistema natural sin desmonte (Mn), b) agroecosistema con más de 45 años de desmonte (D>45) y algunos años de uso agropecuario y c) agroecosistema con desmonte menor a los 25 años y uso agrícola (D<25). Se tomaron muestras en el año 2010 y en el 2015 de 0 a 20 cm de profundidad, para evaluar cambios en: el Carbono Orgánico Total (COT), Carbono Orgánico Particulado (COP), Carbono Orgánico asociado a la fracción Mineral (COM), Índice Estructural (IE), pH, fósforo extraíble, y la Densidad aparente (Dap). Además, se cuantificó la actividad biológica en los primeros 5 cm de profundidad en cada situación midiendo: hidrólisis del diacetato de fluoresceína (FDA), actividad Deshidrogenasa (ADh) y Actividad Respiratoria (Resp). Se utilizaron técnicas de estadística inferencial para analizar los cambios en las variables y la existencia de diferencias significativas entre los distintos sitios y años. A través de un Análisis de Componentes Principales (ACP) se determinó el peso relativo de las variables sobre la varianza del sistema, descartando aquellas de menor peso. Mediante análisis de correlaciones y criterios agronómicos se seleccionaron indicadores de calidad de suelos. Todos los parámetros considerados, a excepción de la salinidad (CE), presentaron diferencias significativas entre los distintos sitios. De los agroecosistemas D<25 y D>45 comparados con el Mn, el de más años de desmonte resultó el más degradado desde el punto de vista edáfico. El COT, el COP, la materia orgánica del suelo (MOS) y la Resp constituyen los mejores indicadores de calidad para los suelos evaluados. De acuerdo con los resultados obtenidos y en función de la correlación y relación existente entre algunas de las variables estudiadas, se postula que es posible definir un set mínimo de indicadores con posibilidades de evaluar el impacto del desmonte sobre la calidad de estos suelos. En este conjunto se incluyen: COT, COP, IE y Resp. Se puede concluir que los procesos de degradación se agudizan con los años transcurridos desde la extracción de la cubierta vegetal natural y la agricultura realizada. Por ende, los procesos de degradación son mayores que en los suelos con un desmonte reciente. A partir de ello, se verá afectada su resiliencia y posterior sustentabilidad, poniendo en riesgo el equilibrio de los agroecosistemas. / In recent years, in the northeast (NE) of the Río Negro province, clearing practices have been carried out in farms to use them for rainfed agriculture, growing cereals or winter greens for grazing. The elimination of the shrub cover, aggravated by low rainfalls and intense winds, have favored the processes of soil degradation. Although there is evidence of the evolution of these processes, there are no studies aiming at quantifying the impact of these agricultural practices on soil fertility and on the stability of production systems in the region. The aim of this work was to evaluate the effects of land clearing on soils in the NE of the Río Negro province that were subsequently subjected to different agricultural uses. We analyzed the changes in the physical, chemical, and biological properties produced as a function of time since the extraction of the natural vegetation and its subsequent agricultural use. We worked with soils in different situations (sites): a) natural ecosystem without clearing (Mn), b) agroecosystem with more than 45 years of clearing (C>45) and some years of agricultural use, and c) agroecosystem with low clearing after 25 years and agricultural use (C<25). Samples were taken in 2010 and 2015, in 0 to 20 cm depth, to evaluate changes in: Total Organic Carbon (TOC), Particulate Organic Carbon (COP), Organic Carbon associated with Mineral (COM), Structural Index (IE), pH, extractable phosphorus, and the bulk density (Dap). In addition, we quantified the biological activity in the first 5 cm depth in each scenario, by measuring: hydrolysis of fluorescein diacetate (FDA), Dehydrogenase activity (ADh), and Respiratory Activity (Resp). We employed inferential statistical techniques to analyze the changes in the variables and the existence of significant differences between the different sites and years. Through Principal Component Analysis (PCA), the relative weight of the variables on the variance of the system was determined, eliminating those with less weight. Through correlation analysis and agronomic criteria, soil quality indicators were selected. All the parameters considered, except for the salinity (CE), showed significant differences between the different sites. When the agroecosystems D<25 and D>45 were compared to Mn, the one with the most years of clearing was the most degraded from the edaphic point of view. The TOC, COP, MOS and Resp constitute the best qualitative indicators for the assayed soils. According to these results and based on the correlation and on the relationship between some of these variables, we conclude that it is possible to define a minimum set of indicators with the potential of evaluating the impact of clearing on the quality of these soils. This set includes TOC, COP, IE and Resp. We conclude that the degradation processes become more severe with the years between the extraction of the natural vegetation cover and the agriculture carried out. Therefore, the degradation processes are more aggressive in soils with a recent clearing. As a result, their resilience and subsequent sustainability will be affected, threatening the agroecosystems balance.

El avance de la agricultura hacia zonas cada vez más marginales ha sido un fenómeno extendido en todo el mundo, atendiendo una demanda creciente de alimentos. Así, en las zonas históricamente productivas, se ha observado un aumento sostenido en la intensificación de las actividades agropecuarias, mientras que zonas de menor potencial productivo han sido incorporadas a la producción. Estos sucesos han impactado de manera generalmente negativa en la calidad de los suelos, aunque la magnitud del impacto y los indicadores adecuados para su detección, varían de acuerdo a características climáticas, edáficas y de manejo. Los objetivos del presente trabajo fueron: I) evaluar el impacto de las actividades agropecuarias tradicionales sobre la calidad de suelos característicos de la zona de influencia de la EEA Bordenave; II) relacionar los cambios observados en indicadores e índices seleccionados con factores de sitio, para establecer impactos diferenciales de las actividades productivas y III) investigar distintos indicadores de calidad de suelos, e índices derivados, para determinar aquellos más apropiados para este tipo de evaluaciones en la región. Se tomaron muestras de cuatro suelos representativos del área, bajo tres manejos agropecuarios de diferente intensidad: Inalterado (I), Moderado (M), Agresivo (A). El primero consistió en lotes con escaso disturbio antrópico, incluyéndose pasturas longevas, cascos, parques y esquineros. El manejo M incluyó lotes con cierto nivel de aplicación de buenas prácticas, como rotación de cultivos, inclusión de pasturas, reposición de nutrientes y/o labores conservacionistas. El manejo A, refirió a lotes con alta frecuencia de labores mecánicas, escaso control de malezas, alta frecuencia de cultivos y nula reposición de nutrientes. Sobre las muestras extraídas se determinó: Carbono Orgánico Total (COT), fraccionamiento físico de CO: Carbono orgánico particulado grueso (COPg 100-2000μm), Carbono orgánico particulado fino (COPf 50-100μm), Carbono orgánico asociado a la fracción mineral (COM <50μm), índice estructural (IE) para COT y sus fracciones, hidratos de carbono solubles (HCs) y totales (HCt), pH, fósforo extraíble, fósforo orgánico e inorgánico (Po y Pi), densidad aparente (Dap), densidad aparente máxima (Dap Máx.), compactación relativa (CR), estabilidad estructural (EE) a partir del cambio del diámetro medio ponderado (CDMP) y del diámetro medio ponderado (DMP), con tres pretratamientos según método de Le Bissonnais (DMPLB1, DMPLB2 y DMPLB3) índice de estabilidad estructural (IEE) y fracción erodable (FE). Los resultados indican que las actividades agropecuarias tradicionales impactaron en forma negativa sobre la calidad de suelos determinando pérdidas de: COT, COPg y COM, hidratos de carbono totales y solubles, disminuciones en el IE calculado para COT y COM, y en la EE. La magnitud del impacto se relacionó principalmente con las características de los suelos (composición granulométrica), y ambientales (clima y régimen de humedad del suelo). Suelos de baja capacidad de uso en ambientes marginales generalmente presentaron diferencias de menor magnitud entre los distintos manejos que aquellos ambientes de alto potencial productivo. Numerosos indicadores acusaron el efecto del manejo agropecuario en todos los suelos evaluados, mostrando diferencias en los valores correspondientes a los manejos M y A respecto de I, siendo los siguientes: COT (capas 0-10 y 10-20 cm), COPg (capa 10-20 cm), COM (capas 0-10 cm y 10-20 cm), IE COT (capas 0-10 y 10-20 cm), IE calculado para COM (capas 0-10 y 10-20 cm), HCt capa 0-10 cm y HCs estimado sobre masa de suelo equivalente, HCs capa 0-20 cm, Pi capa 0-10 cm, CDMP, DMPLB y DMP>. Algunos resultaron especialmente adecuados para los ambientes údicos pero no así en los ústicos, aunque las tendencias resultaran similares: COPf, HCt sin ajustar y ajustado por masa de suelo equivalente, P extraíble y Dap Máx. Finalmente, el DMP< resultó útil sólo en los suelos ústicos. Solo unos pocos indicadores permitieron evaluar el efecto del factor intensidad de uso: cantidad de COT perdida con respecto a I, IE calculado para COM (capa 10-20 cm) y DMPLB3 (sólo en los suelos con mayor contenido de arcilla+limo, SG y CS). De los indicadores evaluados, no registraron cambios debidos al manejo agropecuario: pH, CR (%), IEE (%) y FE (%). De acuerdo con los resultados obtenidos y en función de la correlación existente entre algunos de los indicadores estudiados, se postula que es posible definir un set mínimo con posibilidades de evaluar el impacto del uso de la tierra sobre la calidad de estos suelos. En este conjunto se incluyen tentativamente: contenido de COT, IE COT e IE COPg. Palabras clave: Calidad de suelos, Carbono Orgánico Total, propiedades químicas, propiedades físicas. / The advance of agriculture into increasingly marginal areas has been a widespread phenomenon worldwide, serving a growing demand for food. Thus, in the historically productive areas there has been a sustained intensification of agricultural activities, while less productive areas have been brought into production. These events usually have negative impact on soil quality, although the magnitude of the impact and the appropriate indicators used for its detection vary according to climatic, soil and management factors. The objectives of this study were: I) to assess the impact of traditional agricultural activities on the quality of soils characteristic of the area of influence of the EEA Bordenave; II) to relate the observed changes in indicators and selected indices to site factors, in order to establish differential impacts of productive activities and III) to investigate different indicators and indices of soil quality, to determine those most appropriate for this type of evaluation in the studied region. Samples from four representative soils of the area were taken, under three agricultural managements of different intensity: Unchanged (I), Moderate (M), Aggressive (A). Unchanged management represented fields with low anthropogenic disturbance including old pastures, parks and field corners. Moderate management included fields with implementation of good practices such as crop rotation, pasture, replenishment of nutrients and/or conservation tillage. Aggressive management referred to lots with high frequency of mechanical tillage, poor weed control, high cropping intensity and no nutrient replenishment. Determinations included: Total Organic Carbon (COT), physical fractionation of organic carbon: coarse particulate organic carbon (COPg 100-2000μm), fine particulate organic carbon (COPf 50-100μm), organic carbon associated with the mineral fraction (COM <50 μm), structural index (IE) for COT and its fractions, soluble (CHs) and total carbohydrates (HCt), pH, extractable phosphorus, organic and inorganic phosphorus (Po and Pi), bulk density (Dap ), maximum bulk density (Dap Max.), relative compaction (CR), structural stability (EE) assessed from the change of the weighted average diameter (CDMP) and mean weight diameter (DMP) with three pretreatment method according to Le Bissonnais (DMPLB1, DMPLB2 and DMPLB3) structural stability index (EEI), and erodible fraction (EF). The results indicate that traditional agricultural activities impacted negatively on the quality of soils determining losses of COT, COPg, COM, and total and soluble carbohydrates, decreases in IE calculated for COT and COM, and in the EE. The magnitude of impact was mainly related to soil and environmental characteristics (granulometric composition, climate and soil moisture regime). Soils of low capability in marginal environments generally had lower magnitude differences between managements than those in highly productive environments. Many indicators showed the effects of agricultural management in all soils tested, showing differences in magnitudes corresponding to M and A related to I. They were: COT (0-10 and 10-20 cm layers), COPg (10-20cm layer), COM (0-10 and 10-20 cm layers), IE calculated for COT (0-10 and 10-20 cm layers), IE calculated for COM (0-10 and 10-20 cm layers), HCt (0-10 cm layer), and HCs estimated on equivalent mass of soil (0-20 cm layer), Pi (0-10 cm layer), CDMP, DMPLB and DMP>. Some indicators were particularly suitable for udic but not for the ustic environments, although trends will result similar: COPf, HCs adjusted or not by equivalent soil mass, extractable phosphorus, and Dap Max. Finally, the DMP< proved useful only in ustic soils. Only a few indicators allowed assessing the impact of the intensity of use factor: the amount of COT lost related to I, IE calculated for COM (10-20 cm layer), and DMPLB3 (only in soils with high clay + silt content, GS and CS). Other evaluated indicators: pH, CR (%), IEE (%) and FE (%), did not register changes due to agricultural management. According to the results and based on correlation observed between some of the studied indicators, it is possible to define a tentative minimum set to assess the impact of land use on the quality of these soils. This set includes: content of COT, IE calculated for COT and IE calculated for COPg. Keywords: Soil quality, total organic carbon, chemical properties, physical properties.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Química / Ingeniero Civil Químico / Nanopartículas esféricas y laminares de sílice, sintetizadas mediante el método sol-gel, y nanoarcillas comerciales (Cloisite® C20A y C30B) fueron utilizadas como material de relleno en la preparación de compósitos de polipropileno (PP) y policaprolactama (PA6) mediante mezclado en estado fundido, cuyo objetivo principal es estudiar el efecto de la incorporación de diferentes nanopartículas en las propiedades barreras, mecánicas y térmicas de los compósitos. Imágenes de microscopia de transmisión electrónica de los compósitos mostraron que todas las nanopartículas presentan aglomerados dispersados en las matrices poliméricas, lográndose observar también algunas partículas individuales. En propiedades barreras, las partículas esféricas de sílice incrementaron levemente la permeabilidad al oxígeno, mientras que las partículas laminares de sílice mostraron un importante aumento, incrementándose en un factor de 3.5 al 10 %p/p. En el caso de las arcillas, la C30B en PA6 también mostró un incremento del 46% al 15 %p/p, sin embargo, la C20A en PP es la única que reveló una disminución del 28% a la misma carga másica. La permeabilidad al vapor de agua también mostró aumentos semejantes a los obtenidos en la permeabilidad al oxígeno. Estas tendencias fueron producto de la formación de aglomerados entre las partículas y del espacio libre interfasial, los que crean caminos preferentes, facilitando la permeación de gases a través de ellas. Con respecto a propiedades mecánicas, la incorporación de nanopartículas aumentó la rigidez de los compósitos, reflejado en un aumento de sus módulos elásticos. Sólo en el caso del PP con nanopartículas de sílice laminar se obtuvo una disminución del 52% al 10 %p/p, debido a la formación de grietas y aglomerados. A su vez, se encontró que en todos los compósitos de PP el límite de elasticidad disminuye, llegando a un 90% en reducción en PP con sílice laminar. Por el contrario, en el caso de la PA6 con C30B se observó un aumento del 50% al 10 %p/p de esta arcilla. En la elongación al quiebre, se encontró que en todos los nanocompósitos se ve reducido drásticamente, disminuyendo hasta en un 99% en los casos del PP y en 67% en el caso de la PA6. Finalmente, se determinó que las nanopartículas incorporadas mejoran la estabilidad térmica de los materiales mediante el mecanismo de adsorción física o química de productos volátiles en la superficie. También se estableció que las partículas actúan como centros de nucleación en la cristalización de los polímeros, afectando sus morfologías, encontrando que las propiedades finales dependen tanto del relleno, como de los cambios en la matriz polimérica. Los resultados de esta tesis muestran que la adición de nanopartículas en matrices poliméricas tiene un gran impacto sobre sus propiedades barreras, mecánicas y térmicas. Además, el efecto de las nanopartículas no sólo depende de la concentración y dispersión, sino que también dependen fuertemente de su geometría y de la interacciones partícula-polímero.