Desarrollo y aplicación de algoritmos matemáticos de interés en la fisicoquímica

Esta tesis consta de una introducción general, 4 capítulos y una conclusión general. Los capítulos poseen una introducción a cada tema específico, con el fin de explicar la importancia de la aplicación de cada tema, el desarrollo y nuestro aporte en cada una de estas líneas. En el Capítulo 1 se estudian mediante simulación Monte Carlo procesos elementales en reacciones químicas en una superficie monocristalina. Este estudio, mediante procesos superficiales de adsorción, desorción y reacción, evidencian el comportamiento dinámico de las reacciones químicas del tipo 2A + B2 → 2AB. También se propone la evaluación exacta de una configuración degenerada de distribuciones de dipolos sobre un sistema de 2 dimensiones. En el Capítulo 2 se estudia la conducción eléctrica a través del músculo cardíaco, que puede interpretarse como un fenómeno dinámico no-lineal en un modelo extendido de características excitables. Se han desarrollado diversos modelos matemáticas, basados en el modelo celular de circuito equivalente para describir la propagación del potencial transmembrana a través del músculo cardíaco. Para mantener la propagación del potencial de acción adecuada en el corazón, se ha detectado que es importante la comunicación directa entre las células cardíacas. Esta conexión directa entre células se establece a través de canales intercelulares conocidos como uniones gap. La contracción normal del corazón se debe a una onda de excitación que se origina en el nódulo sinusal y se transmite al resto del miocardio. En las arritmias cardíacas aparecen patológicamente excitaciones locales, como focos ectópicos u ondas de reentrada, de manera que se pierde la contracción normal. En esta tesis se modelaron las características de las uniones gapa y su influencia sobre la propagación del impulso eléctrico. En el Capítulo 3 se continúa con el análisis de la dinámica del ritmo cardíaco, pero por medio del estudio de series temporales construidas a partir de electrocardiogramas dinámicos Holter de 24 hs. En los sistemas dinámicos reales las variables de estado o las leyes dinámicas no siempre son conocidas; sin embargo su evoluación en el espacio de fases puede reconstruirse a partir de un único observable físico, gracias al Teorema de Takens. Las series temporales de intervalos RR poseen características no lineales debido a la regulación del sistema neuronal sobre la acción del marcapasos del corazón. A través del desarrollo de ciertas herramientas para tratar las series, se pone de manifiesto la existencia de una componente aleatoria o de alta dimensión en la variabilidad del ritmo cardíaco de pacientes con insuficiencia cardíaca congestiva. En el Capítulo 4 se utilizan más herramientas para caracterizar series temporales, en esta oportunidad relacionadas con el clima. Se trabajó con series de temperatura y precipitaciones de la República Argentina provistas por el Servicio Meteorológico Nacional. La representación de los sistemas dinámicos se lleva a cabo en un espacio de fases; para su reconstrucción se requiere de una serie temporal. Por este motivo, la ausencia de datos es de gran importancia en el análisis de las series temporales más aún considerando que no se pueden volver a tomar los datos. Este capítulo finaliza con una propuesta para dicha reconstrucción.Facultad de Ciencias Exacta

Estudio del exponente de Hurst

Harold Edwin Hurst (1880-1978) ideó un método estadístico que indica el nivel de persistencia de una serie temporal a partir de las observaciones de los caudales del río Nilo. En la bibliografía hay distintos métodos para calcular el parámetro de Hurst (el cual varía entre 0 y 1) ya que, entre uno de sus usos, ha demostrado ser de gran importancia para identificar si un proceso es de largo alcance. En este trabajo comparamos dos técnicas para hallar el exponente de Hurst, H, el rango Rescalado creado por Hurst y el promedio de los coeficientes wavelet que aplica la transformada wavelet. En el caso del método de los coeficientes wavelet proponemos dos nuevas variantes. Para tal fin, generamos series temporales con un H dado, también por medio de transformadas wavelets.Publicado en: Mecánica Computacional vol. XXXV, no. 43Facultad de Ingenierí

The heterogeneous catalytic reaction 2A + B2 → 2AB exactly solved on a small lattice

We studied a kinetic model of a generic heterogeneous catalytic reaction 2A* þ B* 2 → 2ABg. This reaction includes the steps of adsorption and desorption of reactants A and B2, where B2 requires two neighboring adsorption sites to be adsorbed. We solved the model exactly and without any restriction on a 2 x 2 lattice. Despite the reduced number of sites employed, the solution shows the main general features observed by simulating the mechanism on a large N x N lattice. This result should encourage the search for an analytical solution as a reliable form to unravel details of a chemical reaction prior to performing numerical simulations.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

COVID-19 Impact on Cryptocurrencies : Evidence from a Wavelet-Based Hurst Exponent

Cryptocurrency history begins in 2008 as a means of payment proposal. However, cryptocurrencies evolved into complex, high yield speculative assets. Contrary to traditional financial instruments, they are not (mostly) traded in organized, law-abiding venues, but on online platforms, where anonymity reigns. This paper examines the long term memory in return and volatility, using high frequency time series of eleven important coins. Our study covers the pre-COVID-19 and the subsequent pandemia period. We use a recently developed method, based on the wavelet transform, which provides more robust estimators of the Hurst exponent. We detect that, during the peak of COVID-19 pandemic (around March 2020), the long memory of returns was only mildly affected. However, volatility suffered a temporary impact in its long range correlation structure. Our results could be of interest for both academics and practitioners.Facultad de Ciencias ExactasFacultad de Ingenierí

Early-Life Stress Reprograms Stress-Coping Abilities in Male and Female Juvenile Rats

Prenatal stress (PS) is a major risk factor for the development of emotional disorders in adulthood that may be mediated by an altered hypothalamic-pituitary-adrenal axis response to stress. Although the early onset of stress-related disorders is recognized as a major public health problem, to date, there are relatively few studies that have examined the incidence of early-life stressors in younger individuals. In this study, we assessed PS impact on the stress-coping response of juvenile offspring in behavioral tests and in the induced molecular changes in the hippocampus. Furthermore, we assessed if pregnancy stress could be driving changes in patterns of maternal behavior during early lactation. We found that PS modified stress-coping abilities of both sex offspring. In the hippocampus, PS increased the expression of bdnf-IV and crfr1 and induced sex difference changes on glucocorticoids and BDNF mRNA receptor levels. PS changed the hippocampal epigenetic landscape mainly in male offspring. Stress during pregnancy enhanced pup-directed behavior of stressed dams. Our study indicates that exposure to PS, in addition to enhanced maternal behavior, induces dynamic neurobehavioral variations at juvenile ages of the offspring that should be considered adaptive or maladaptive, depending on the characteristics of the confronting environment. Our present results highlight the importance to further explore risk factors that appear early in life that will be important to allow timely prevention strategies to later vulnerability to stress-related disorders.Instituto Multidisciplinario de Biología Celula

La facultad va a la escuela del barrio : Las Ciencias Naturales entre la universidad y la escuela primaria

Docentes, estudiantes e investigadores de distintas Unidades Académicas de la Universidad Nacional de La Plata, nos acercamos a las Escuelas Públicas Estatales con la intención de enriquecer, contribuir y mejorar a la enseñanza de las Ciencias Naturales, en el marco del proyecto de Extensión "La Facultad va a La Escuela del Barrio". A partir del compromiso de los directivos de las distintas instituciones realizamos un trabajo conjunto, dinámico y horizontal con los docentes, basado en la metodología taller, según sus intereses y la currícula escolar. Esta forma de trabajo no se reduce a una capacitación puntual o a una muestra llamativa de materiales y experimentos sino que, recupera y valora el saber particular de los maestros respecto a la "vida" en el aula y aporta nuestros conocimientos y metodologías, propias de una formación científico-profesional. A partir de esta "ida y vuelta" aportamos herramientas y estrategias permitiendo a los docentes llevar a cabo propuestas didácticas basadas en el trabajo de laboratorio y, a su vez, enriquecemos nuestra formación como profesionales críticos comprometidos con la sociedad.Trabajos del área Ciencias NaturalesDepartamento de Ciencias Exactas y Naturale

La facultad va a la escuela del barrio : Una experiencia de interacción con la comunidad escolar a través de talleres de Ciencias Naturales

La Facultad va a la Escuela del Barrio es un proyecto de extensión acreditado por las Facultades de Ciencias Naturales y Museo, y Ciencias Exactas de la UNLP, que realiza sus actividades en forma continuada desde el año 2002. En el mismo se desarrollan actividades en el ámbito escolar tendientes a fomentar la experimentación como parte integral de la enseñanza de las Ciencias Naturales en la escuela. El proyecto está formado por un equipo interdisciplinario y de los distintos claustros universitarios, y constituye un ámbito de formación integral de profesionales comprometidos con la sociedad.Facultad de Ciencias Naturales y Muse

Aportes desde la extensión para revalorizar la ciencia en las escuelas

Este trabajo describe una intervención educativa que se llevó a cabo en el marco del Proyecto de Extensión “La Facultad va a la Escuela del Barrio” de la UNLP con un grupo de escuelas rurales próximas a la ciudad de La Plata. Nuestro objetivo es contribuir a mejorar la enseñanza de las Ciencias Naturales en el nivel primario utilizando la experimentación como herramienta didáctica. La intervención se basó en una perspectiva reflexiva y se centró en la realización de talleres junto a los docentes, basados en la currícula escolar e incluyó tanto una planificación como una evaluación conjunta. Los talleres se constituyeron en un dispositivo analizador, no sólo de conocimientos teóricos, sino también de las prácticas docentes. La intervención apostó a que el docente se apropie de metodologías científicas y revalorice el conocimiento científico, principalmente en estas instituciones cuya comunidad se encuentra inmersa en una dura realidad socioeconómica. La constitución interdisciplinaria del grupo permitió responder a las inquietudes de las maestras, las cuáles abarcaron varias disciplinas. A partir de la evaluación se rescataron los siguientes indicadores: el impacto positivo que produce la implementación en el aula; la adquisición de equipamiento de laboratorio por parte de las escuelas; el efecto multiplicador hacia otras instituciones, nuestra incorporación al Proyecto Institucional.Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educació

Aportes desde la extensión para revalorizar la ciencia en las escuelas

Este trabajo describe una intervención educativa que se llevó a cabo en el marco del Proyecto de Extensión “La Facultad va a la Escuela del Barrio” de la UNLP con un grupo de escuelas rurales próximas a la ciudad de La Plata. Nuestro objetivo es contribuir a mejorar la enseñanza de las Ciencias Naturales en el nivel primario utilizando la experimentación como herramienta didáctica. La intervención se basó en una perspectiva reflexiva y se centró en la realización de talleres junto a los docentes, basados en la currícula escolar e incluyó tanto una planificación como una evaluación conjunta. Los talleres se constituyeron en un dispositivo analizador, no sólo de conocimientos teóricos, sino también de las prácticas docentes. La intervención apostó a que el docente se apropie de metodologías científicas y revalorice el conocimiento científico, principalmente en estas instituciones cuya comunidad se encuentra inmersa en una dura realidad socioeconómica. La constitución interdisciplinaria del grupo permitió responder a las inquietudes de las maestras, las cuáles abarcaron varias disciplinas. A partir de la evaluación se rescataron los siguientes indicadores: el impacto positivo que produce la implementación en el aula; la adquisición de equipamiento de laboratorio por parte de las escuelas; el efecto multiplicador hacia otras instituciones, nuestra incorporación al Proyecto Institucional.Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educació

Afianzando lazos entre la universidad y las escuelas primarias mediante la extensión

En este trabajo se expone como el proyecto de extensión universitaria “La Facultad va a la Escuela” ha afianzado su vínculo con las Escuelas Primarias de La Plata, Berisso, Brandsen y Punta Indio, resultado de un trabajo continuado que llevo a un creciente apoyo de las autoridades escolares. Desde el año 2002, el objetivo es contribuir a mejorar la enseñanza de las Ciencias Naturales, incentivando el uso de la experimentación y observación en el espacio áulico, como una forma más de aprendizaje y apropiación del conocimiento. Para alcanzarlo generamos espacios de intercambio democráticos con los maestros, donde se trabajan herramientas metodológicas que permiten la implementación de experiencias en el aula y el análisis crítico de las mismas. Los espacios incluyen talleres dentro del ámbito escolar y encuentros de evaluación conjunta distritales. El impacto alcanzado ha favorecido la innovación en las prácticas de enseñanza, el desarrollo de proyectos de ciencia y la revalorización del laboratorio y de la alfabetización científica. Como consecuencia, para el Ciclo Lectivo 2014 surgió como nuevo objetivo lograr que quienes participan se constituyan en agentes multiplicadores hacia sus pares, y no sólo hacia sus alumnos, siendo fundamental para ello el rol de los directivos y la incorporación al proyecto institucional.Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educació