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.

Son bien conocidas las interacciones que permiten la conformación de complejos Enzima-Sustrato como el que se estudia en el presente trabajo, sin embargo, a pesar de los diversos avances que se han hecho al respecto, todavía no se encuentra una técnica efectiva (pero sobre todo eficiente) para una caracterización global de esta interacción, lo que permitiría, por ejemplo, el desarrollo de inhibidores de la actividad específica de la Enzima, así como también un entendimiento más profundo de su acción catalizadora y de los mecanismos que regula. Hoy en día, las técnicas utilizadas para el estudio de conformación tridimensional de macromoléculas biológicas, tales como Difracción de Rayos X (XRD) y Resonancia Magnética Nuclear (NMR), han evolucionado notablemente, y esto ha permitido contar con copiosa información accesible a toda la comunidad científica mundial a través de las bases de datos de proteínas (PDB), con acceso libre a través de internet. Asimismo, las técnicas de simulación computacional permiten un estudio detallado de la estructura microscópica y las propiedades dinámicas de estas macromoléculas, como también de su interacción con otras sustancias. Con este trasfondo es que se inicia un estudio de la interacción de una enzima (la albúmina humana en este caso) con su sustrato (el sustrato utilizado fue el ácido acetil salicílico), con el propósito de iniciar el desarrollo de un método más general de estudio de paisajes energéticos tridimensionales de la interacción enzima-sustrato. En el presente Trabajo de Diploma se describen los primeros pasos en pos de este objetivo.

Durante los últimos años, con el aumento en la sensibilidad de los detectores de altas energías, el número de fuentes gamma ha crecido y también se ha incrementado el tipo de fuentes detectadas. Un número considerable de ellas no puede ser identificada con contrapartes conocidas en otras longitudes de onda. Las fuentes no identificadas se distribuyen mayoritariamente hacia la región del plano de la Galaxia, lo que sugiere un origen galáctico. Muchas de estas fuentes pueden conformar poblaciones de fuentes gamma aún por descubrir. Las estrellas son objetos astrofísicos muy abundantes y se concentran mayormente en el plano galáctico. Las estrellas y los sistemas que conforman cuentan con los ingredientes necesarios para acelerar partículas a energías relativistas en la mayoría de sus estados evolutivos. Además, poseen campos adecuados para que estas partículas interactúen produciendo emisión no térmica. En esta tesis estudiamos diversos sistemas como posibles fuentes gamma: estrellas fugitivas de gran masa, estrellas jóvenes de baja masa, microcuásares de gran masa, y nubes moleculares. Desarrollamos modelos teóricos de la emisión no térmica motivados por observaciones en rayos gamma u ondas de radio. Calculamos la radiación no térmica producida en las interacciones de partículas relativistas con campos electromagnéticos y materiales. Presentamos resultados generales y aplicaciones a fuentes concretas. Finalmente, analizamos si la emisión no térmica predicha por los modelos es observable por los detectores de rayos gamma actuales o en desarrollo. En las aplicaciones concretas, confrontamos la distribución espectral de energías calculada con las observaciones disponibles en todas las longitudes de onda del espectro electromagnético.

La actividad eléctrica atmosférica (AEA), dada su relación con la microfísica y dinámica de las nubes de tormenta, es un parámetro relevante para el estudio del clima. El objetivo de la presente tesis consiste en realizar una caracterización de la AEA en América del Sur utilizando distintas escalas espaciales y temporales e investigar su relación con distintos eventos. Con miras de cumplir este objetivo se analizó la AEA detectada por dos sistemas independientes de detección, World Wide Lightning Location Network (WWLLN) y Lightning Imaging Sensor (LIS). En la sección introductoria de la tesis presentamos la AEA dentro del circuito global, la física de las descargas, y parámetros de microfísica de nubes. Esta sección es seguida por la caracterización de la AEA a nivel global, en particular se estudiaron las regiones ubicada en la zona del Lago de Maracaibo (Venezuela) y la Cuenca del Congo (África) por ser éstas las regiones que presentan la mayor densidad de AEA a escala global. Si bien la Cuenca del Congo escapa al objetivo de la presente tesis, la caracterización de esta región permitió validar las bases de datos y los métodos de análisis utilizados en Sudamérica. En una segunda parte de la tesis, se caracteriza la AEA en América del Sur, con énfasis en las regiones subtropical y extratropical del continente, en diferentes escalas temporales (diurna, estacional, e interanual). Se analizaron las regiones con AEA relevante y su relación con la actividad convectiva y la climatología local. Los resultados encontrados muestran que, en la región subtropical del continente, el ciclo diario de la AEA no presenta un tiempo de máxima actividad como consecuencia de la desestabilización de la capa límite debido a la radiación solar, sino que la AEA puede ocurrir en cualquier momento de día y que está fuertemente modelado por los sistemas convectivos de mesoescala. Para el caso de la Argentina, se confeccionaron mapas isoceráunicos del territorio nacional. Éstos revelaron ciertas características, como por ejemplo el máximo encontrado en la región noroeste del país y cierta actividad eléctrica observada en la región patagónica de Chile, que no había sido reportado anteriormente. Estos mapas fueron utilizados para la actualización de las normas IRAM de protección contra descargas eléctricas atmosféricas en Argentina (IRAM 2184-11/AEA 92305-11). Dada las observaciones de AEA en la región patagónica de Chile donde, en principio, la AEA debería ser irrelevante, se realizó un análisis de esta región y se propuso un modelo sinóptico para explicar los resultados encontrados. La última parte de la tesis, presenta trabajos de aplicación de naturaleza operacional. En base a los mapas isoceráunicos, se realizó un estudio de la vulnerabilidad de la población frente a estos tipos de eventos y se confeccionó un mapa de riesgo para implementar medidas de protección de la población. También realizamos un estudio sobre la factibilidad de utilizar la AEA detectada por la WWLLN como marcador de eventos severos. Por último, se presenta un estudio sobre la AEA debido a la erupción volcánica del complejo volcánico Cordón Caulle, donde se relacionó la AEA observada con la altura de la pluma volcánica y la intensidad de la erupción. En este estudio se verificó que la AEA puede ser utilizada para emitir un alerta temprano a la comunidad ante la ocurrencia de este tipo de eventos.

El objetivo de este trabajo es mejorar el modelo espacio-temporal del funcionamiento del Láser de Cadmio excitado con descargas de cátodo segmentado, desarrollado por el Dr. Mayo Villagran en su Tesis Doctoral (1986).

En la presente Tesis se realiza un estudio de los procesos físicos que producen la emisión electromagnética y de neutrinos a altas energías en la vecindad de agujeros negros estelares que acretan materia. Se estudia la inyección de partículas no térmicas en la corona de agujeros negros galácticos. Primero se caracteriza la región de interacción, detallando propiedades físicas básicas de los sistemas en estudio. Inicialmente se inyecta una población de electrones y protones relativistas, considerándose también la generación de partículas secundarias (piones, muones y pares electrón/positrón). Luego, se estiman los tiempos de enfriamiento por las diversas interacciones entre las partículas y los campos en la fuente. Una vez identificados los procesos radiativos más relevantes, se resuelve de manera auto-consistente el transporte de partículas masivas y de fotones. Este estudio se hace tanto para el estado estacionario, como para casos transitorios, como ser fulguraciones. Además de la emisión electromagnética y de neutrinos de la fuente, se estudia el impacto de los neutrones creados en las interacciones hadrónicas sobre el medio circundante de la corona. En particular, se investiga la inyección de neutrones como posible mecanismo para cargar de bariones un jet inicialmente dominado magnéticamente. Por último se hace una aplicación del método desarrollado para tratar el transporte de partículas relativistas en plasmas magnetizados, a las erupciones de rayos gamma. En este caso, se investiga la producción de neutrinos en el modelo de colapsar, abriéndose una nueva línea de trabajo. Para todos los sistemas estudiados se hacen predicciones sobre la emisión a muy alta energía y la producción de neutrinos; estos resultados podrán ser contrastados en un futuro cercano con nuevos detectores de rayos gamma y de neutrinos (e.g., CTA, IceCube).

El presente documento es el informe final del Trabajo de Titulo, ME69F, de Jorge Coronado. El tema de trabajo de titulo del alumno de Ingeniería Mecánica es el análisis numérico del flujo energético en tres dimensiones para el estudio de colectores solares concentradores. Este tema se justifica por el uso y el potencial de esta tecnología en el país y por el real alcance que pueda tener una herramienta de este tipo. Este programa es una herramienta para el estudio de colectores solares con concentración. Se escogio utilizar un método numérico debido al gran avance de iteración y modelamiento de los programas computacionales. En este contexto el método numerico posee grandes ventajas por sobre otros métodos. El análisis numérico se hace mediante el desarrollo de un programa computacional escrito en Matlab, debido a uso capacidad de graficar en 3 dimensiones y su uso en el mundo científico. El programa analiza el flujo energético mediante un método numérico para distintos tipos de colectores solares concentradores con receptores planos utilizando un sistema de trazado de rayos del tipo Monte Carlo. El resultado se entrega mediante una imagen del flujo energético en 3 dimensiones en el receptor para así potenciar el uso de colectores solares en distintas aplicaciones. Los resultados son de acuerdo con los objetivos; se logra visualizar el flujo energético y las iteraciones aleatorias (Monte Carlo). El programa se utilizo para analizar sistemas y condiciones simples para así en el futuro poder analizar sistemas más complejos. El programa fue escrito de forma sistemática para que pueda ser utilizado como una herramienta de trabajo para analizar otros sistemas mas específicos.

El cobre es uno de los mejores materiales para la conducción eléctrica y térmica. Lamentablemente, su mala resistencia al creep no permite su aplicación cuando se requiere óptimas propiedades mecánicas a altas temperaturas, tales como electrodos de soldadura por contacto. Una de las maneras de mejorar el comportamiento del cobre ante el creep es mediante la adición de dispersoides cerámicos nanométricos. El presente trabajo se encuentra en el marco del proyecto FONDECYT N° 1070294, el cual pretende estudiar el efecto del creep en aleaciones base cobre, endurecidas por dispersión. En este estudio se ha planteado, como objetivo general, la caracterización de la micro y nano estructura de aleaciones mecánicas de CuAl, Cu-V y Cu-Ti. Esta caracterización radica principalmente en el análisis de la evolución del tamaño de cristalita de las aleaciones, mediante técnicas de análisis de difracción de rayos X (DRX); en la determinación de la presencia de partículas de precipitado y en el estudio de las transformaciones de fases ocurridas durante el calentamiento de las aleaciones, a través de calorimetría diferencial de barrido (DSC) y DRX. Con el fin de estudiar la evolución de las aleaciones durante el proceso de fabricación y durante el periodo de servicio, el análisis de DSC y DRX es realizado antes de la molienda mecánica, luego de 30 horas de molienda y luego de la extrusión en caliente de los polvos aleados (esto último en la aleación de Cu-V). Luego de los análisis se evidencia que: • Todas las aleaciones estudiadas presentan tamaños de grano nanométrico (≤50 [nm]). • Las aleaciones de CuV y CuTi presentan textura a 10 y 20 horas de molienda. Tras 30 horas de molienda la textura disminuye drásticamente. No se detecta textura en la aleación de CuAl. • No se logra determinar una zona de recristalización a temperaturas menores de 1100[K].

El documento digital no refiere asesor / Realiza una breve descripción de los rayos X, su historia, a partir de los trabajos de Röntgen y las investigaciones que llegan a obtener características importantes de esta radiación, posteriormente se trata de algunas interacciones de la radiación con la materia, como es el efecto Compton, efecto fotoeléctrico, producción de pares, que son interacciones que ayudarán a una mejor comprensión de la fluorescencia de rayos X. Se explica cómo es que se da la fluorescencia de los rayos X, generación y se analiza la emisión de radiación característica. Además, se hace una diferencia entre dos tipos de análisis de la fluorescencia, por dispersión de energía y por dispersión de longitud de onda. Estas técnicas son utilizadas con muchas empresas, que han insertados en el mercado diversos equipos para el análisis de fluorescencia de rayos X, tanto equipos portátiles como fijos, por ello, en este trabajo se hace una descripción resumida de algunos espectrómetros de rayos X, para conocer sus características. Para la explicación concreta de la XRF, se ha tomado como ejemplo la aplicación de la fluorescencia de rayos X, del trabajo de caracterización elemental en granos de quinua (Chenopodium quinoa Willd) mediante la técnica de fluorescencia de rayos X , elaborado en el IPEN, en su Informe Científico Tecnológico volumen 14, 2014; para poder caracterizar a la quinua como ricos en nutrientes minerales, con contenidos de K, Ca, Mn, Fe, Cu, Zn, Rb y Sr, mucho más altos que en otros cereales. Se analizó 8 muestras de las marcas de quinua de mayor distribución en el mercado local, los mismos que se expende embolsados y debidamente sellados. También se analizó una muestra de quinua no envasada (a granel, quinua sin marca). Se dispuso aproximadamente unos 20 g de granos de quinua por muestra sobre una luna de reloj que luego se dejó secar. Luego, las muestras fueron pulverizadas utilizando un mortero de ágata. Cada una de las muestras fue colocada en una matriz de 25 mm de diámetro donde se realizó el pastillado utilizando una prensa hidráulica para obtener las pastillas, estas pastillas fueron analizadas tanto en un sistema modular de análisis por fluorescencia de rayos X cuya fuente de excitación es una fuente anular de Cd-109, como en un sistema cerrado de espectrometría de fluorescencia de rayos X con blancos secundarios y un tubo de rayos X cuyo ánodo es de Gadolinio, Modelo EPSILON 5; ambos sistemas tienen un detector semiconductor de Si(Li) de 167 eV y 140 eV de resolución para 5.89 KeV de energía, respectivamente. Para la toma de datos se utilizó analizadores multicanales. / Trabajo de suficiencia profesional

para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo Mención: Fruticultura