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Tesis de Doctorado en Ciencia y Tecnología Mención Química

En este trabajo de tesis estudiamos las propiedades espectroscópicas y magnéticas de cuatro compuestos con metales de transición paramagnéticos: [Cu(II)(tda)(phen)]2 . H2tda (tda = tiodiacetato, phen = 1,10-fenantrolina) (Cu(tda)phen) y [Zn(II)1–xCu(II)x(tda)phen]2 . H2tda (x ~ 0.2, 0.12, 0.1 y 0.03) (Zn(Cu)(tda)phen), catena–Co(II)(Fumarato)(H2O)4 (Co(II)Fumarato) y catena–Zn(II)1–yCo(II)y(Fumarato) (H2O)4 (y ~ 0.1, 0.05 y 0.03) (Zn(II)Co(II)Fumarato). Los estudios de EPR realizados en el compuesto dimérico Cu(tda)phen y su análogo isostructural de Zn(II) dopado con Cu(II) nos permitieron determinar los parámetros magnéticos correspondientes a los iones Cu(II) que componen las unidades diméricas y la interacción magnética entre ellos. El análisis de los espectros de monocristal en el sistema magnéticamente concentrado utilizando el modelo de colapso por intercambio de Anderson extendido por nosotros para considerar poblaciones de dímeros con vecinos en distintos estados magnéticos, nos permitió determinar la magnitud de las interacciones interdiméricas asociadas a interacciones pi–pi entre los ligandos 1,10-fenantrolina. Los estudios realizados en Co(II)Fumarato y Zn(II)Co(II)Fumarato nos permitieron determinar los parámetros magnéticos asociados a los iones Co(II) en un entorno octahédrico distorsionado. El análisis de resultados de mediciones magnéticas y de EPR en los compuestos magnéticamente concentrado y diluido nos permitió determinar las interacciones magnéticas entre iones Co(II) asociadas a caminos químicos que involucran puentes de H o el ligando fumarato. Además pudimos establecer correlaciones entre los parámetros magnéticos y el entorno de coordinación, las cuales interpretamos a partir de cálculos basados en la teoría de campo cristalino, y entre los acoplamientos magnéticos y los caminos químicos que conectan los iones metálicos.

Se estudiaron las propiedades estructurales, eléctricas y mecánicas de películas delgadas obtenidas por dos métodos de evaporación asistidos por plasma: "thermal ion plating" y "sputter-ion-plating". Con la primera configuración se estudió la influencia de un plasma en la microestructura de películas metálicas. El flujo de partículas bombardeantes del sustrato y la película, con energía media del orden de los cientos de electron-volt, produce varias características únicas de nucleación y crecimiento, obteniéndose una película de granos pequeños y uniformes en tamaño y forma, con crecimiento epitaxial a temperatura ambiente. El tamaño final de grano no depende del espesor y puede ser controlado variando la tensión de polarización, por lo que es posible depositar películas metálicas policristalinas con una resistividad determinada por dicha tensión. El incremento de la adherencia de películas metálicas depositadas sobre vidrio y la disminución del coeficiente de fricción de películas de plata sobre sustratos cerámicos también pudo explicarse en términos de factores inherentes al método. Los resultados fueron utilizados para el desarrollo de dos aplicaciones tecnológicas. Se hizo un cálculo teórico acerca de la validez de la regla de Matthiessen en películas delgadas contínuas. La segunda configuración se utilizó para tratar de obtener la fase b -C3N4 por el depósito reactivo de carbono en presencia de un plasma de nitrógeno. La tensión de polarización no influye en la concentración de nitrógeno de la película pero determina la proporción de enlaces híbridos sp2 y sp3. El aumento de presión produce una modificación de la estructura y un aumento de la concentración de nitrógeno presente en la película, pero no llega a ser la estequiométrica. La temperatura del sustrato mostró ser el factor de mayor influencia en la estructura de las películas, que pueden ser amorfas con pequeños agregados cristalinos a bajas temperaturas, tipo fullereno a 350 °C y con enlaces bidimensionales a mayor temperatura. Las tensiones internas, dureza y elasticidad dependen de la estructura. Si bien no se pudo obtener la fase b -C3N4, las películas tipo fullereno mostraron propiedades mecánicas muy interesantes.

El reciclado de los residuos de construcción y demolición para ser empleados en la producción de hormigones, principalmente aquellos que provienen de la trituración de hormigones de desecho, se ha convertido en una alternativa de gran importancia respecto a la disminución de la contaminación ambiental, permitiendo además una reducción en la explotación de recursos naturales no renovales. Las propiedades que presentan los agregados reciclados se ven modificadas con relación a las que poseen los agregados naturales de densidad normal, principalmente su porosidad, densidad y resistencia. Estas diferencias son atribuidas al mortero de cemento que se encuentra adherido a las partículas de agregado natural, o bien constituyendo una partícula por sí mismo. Respecto al comportamiento resistente, los hormigones reciclados pueden presentar resistencias similares a las del hormigón de origen, dependiendo de la calidad y porcentaje de agregado reciclado utilizado. Sin embargo, el desempeño durable que presentan los hormigones reciclados podrá variar en función de las características de los hormigones, del porcentaje de agregado reciclado utilizado y de las condiciones a las cuales son expuestos. El objetivo principal del presente trabajo de Tesis consiste en determinar la influencia que tiene el nivel de resistencia y el tipo de agregado grueso natural (AGN) del hormigón de origen sobre las propiedades de los agregados gruesos reciclados (AGR). A tal fin, se elaboraron hormigones de razones a/c 0,45 y 0,65 empleando AGN de uso habitual en diferentes regiones del país, tales como piedra partida granítica, cuarcítica y basáltica, y canto rodado silíceo. Los AGR se obtuvieron de la trituración de dichos hormigones, analizándose diferentes propiedades físico‐mecánicas de los mismos, como granulometría, densidad, absorción, desgaste ʺLos Ángelesʺ, pasa tamiz de 75 μm, peso por unidad de volumen, porcentaje de vacíos, índices de lajosidad y elongación, y contenido de mortero, comparativamente con las correspondientes a los AGN. El comportamiento mecánico de los hormigones elaborados con 25 y 75 % de AGR se compara con el de los hormigones con 100 % de AGN. Para ello se realizaron evaluaciones de las resistencias a compresión, tracción por compresión diametral y módulo de rotura en flexión, determinándose también el módulo de elasticidad estático. Además, se realizaron valoraciones con ensayos semi‐destructivos (Break‐Off) y no destructivos (ultrasonido y frecuencia de resonancia) a fin de determinar las posibles modificaciones que pueden producirse debido a las características que poseen los AGR. Con el fin de adquirir un mayor conocimiento sobre la durabilidad de los hormigones reciclados, se analizan distintas propiedades de transporte comparándolas con las de hormigones de igual nivel resistente elaborados con agregados naturales. Se realizaron determinaciones de absorción de agua por inmersión, succión capilar, penetración de agua a presión y difusión de cloruro en inmersión. Además, se presentan los resultados obtenidos en experiencias de campo sobre hormigones expuestos en suelo con sulfato. De los resultados obtenidos surge que el tipo de AGN del hormigón de origen puede tener mayor influencia que la razón a/c sobre algunas propiedades de los AGR, como la densidad, la absorción de agua, la resistencia a la abrasión y el contenido de mortero. En cuanto a la resistencia a compresión, en los hormigones con 75 % de AGR se alcanzaron los mismos niveles resistentes que en los hormigones originales, mientras que en los elaborados con 25 % de AGR la resistencia se incrementó en aproximadamente 15 %. Con relación al comportamiento durable, en los hormigones con 75 % de AGR de granito y basalto los parámetros de transporte por capilaridad y permeabilidad duplican a los determinados en los hormigones originales, mientras que en los elaborados con 25 % de AGR de canto rodado se produce una disminución del orden del 25 %. Respecto a la difusión de cloruro, los hormigones con AGR de cuarcita y canto rodado muestran una mayor capacidad de retención de cloruro con relación a los hormigones originales, la cual se incrementa con el contenido de AGR. En base a los resultados obtenidos surge que, al igual que lo que sucede en los hormigones convencionales, la razón a/c es el principal factor que condiciona el desempeño durable de los hormigones reciclados, debiéndose considerar en segundo término el tipo de AGN empleado. Al incrementarse la razón a/c, el tipo y porcentaje de AGR utilizado se constituye en un factor de mayor importancia.

El reciclado de los residuos de construcción y demolición para ser empleados en la producción de hormigones, principalmente aquellos que provienen de la trituración de hormigones de desecho, se ha convertido en una alternativa de gran importancia respecto a la disminución de la contaminación ambiental, permitiendo además una reducción en la explotación de recursos naturales no renovales. Las propiedades que presentan los agregados reciclados se ven modificadas con relación a las que poseen los agregados naturales de densidad normal, principalmente su porosidad, densidad y resistencia. Estas diferencias son atribuidas al mortero de cemento que se encuentra adherido a las partículas de agregado natural, o bien constituyendo una partícula por sí mismo. Respecto al comportamiento resistente, los hormigones reciclados pueden presentar resistencias similares a las del hormigón de origen, dependiendo de la calidad y porcentaje de agregado reciclado utilizado. Sin embargo, el desempeño durable que presentan los hormigones reciclados podrá variar en función de las características de los hormigones, del porcentaje de agregado reciclado utilizado y de las condiciones a las cuales son expuestos. El objetivo principal del presente trabajo de Tesis consiste en determinar la influencia que tiene el nivel de resistencia y el tipo de agregado grueso natural (AGN) del hormigón de origen sobre las propiedades de los agregados gruesos reciclados (AGR). A tal fin, se elaboraron hormigones de razones a/c 0,45 y 0,65 empleando AGN de uso habitual en diferentes regiones del país, tales como piedra partida granítica, cuarcítica y basáltica, y canto rodado silíceo. Los AGR se obtuvieron de la trituración de dichos hormigones, analizándose diferentes propiedades físico‐mecánicas de los mismos, como granulometría, densidad, absorción, desgaste ʺLos Ángelesʺ, pasa tamiz de 75 μm, peso por unidad de volumen, porcentaje de vacíos, índices de lajosidad y elongación, y contenido de mortero, comparativamente con las correspondientes a los AGN.

Tesis (Maestría en Dirección de Negocios) -- Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Económicas; Argentina, 2018.