Magnetoestratigrafia de la serie Eocena del sinclinal de Ripoll y correlación entre los flancos N y S

El sinclinal de Ripoll es una estructura de dirección este - oeste y escala kilométrica que permite el afloramiento de la serie eocena que se depositó durante los primeros estadios de la Cuenca del Ebro. Se ha realizado un estudio magnetostratigrafico, para datar con precisión una serie del registro sedimentario del flanco norte del sinclinal de Ripoll. Para establecer la cronología, se ha efectuado una campaña magnetoestratigráfica durante la cual se han obtenido 47 estaciones de muestreo. Se ha practicado un análisis en el laboratorio de paleomagnetismo , consistente en la determinación de la componente de magnetización característica mediante procesos de desmagnetización progresiva térmica . Para determinar la edad relativa de la magnetización de las muestras se ha practicado un test del pliegue. Se ha establecido una magnetostratigrafía local, se ha correlacionado con la escala de tiempo de polaridad ma gnética y se ha integrado con los datos litoestratigráficos y bioestratigráficos existentes en la región . Como resultado, s e presenta una correla ción magnetoestratigráfica entre ambos flancos del sinclinal de Ripoll, y que incluye las secciones de Sant Jau me de Frontanya, Gombren, Bagá y La Pobla de Lillet. Los resultados obtenidos de las muestras analizadas permiten obtener las siguientes conclusiones: (1) El sinclinal de Ripoll es un sinclinal asimétrico, que el espesor del flanco sur es mayor que el de n orte. (2) La correlación de la sección de La Pobla de Lille t con la escala de tiempo de polaridad magnética aporta una edad Luteciense para la S ecuencia de Bellmunt , correspondiente con el magnetochron C21.(3) La integración de todos las datos revela un problema de correlación con la secuencia magnetoestratigráfica de Gombré n , probablemente causado por un incorrecto reconocimiento de la secuencia de polaridad magnética en este perfil

Estudio de las anomalías magnéticas en valles de fondo plano de la Cuenca del Ebro(Zaragoza)

Análisis de un valle de fondo plano en la Cuenca del Ebro, mediante el empleo de técnicas de prospección geofísica. Mediante las cuales estudiaremos el relleno de este valle así como las características principales de los materiales que lo forman. Con el empleo de estas técnicas obtendremos la interacción entre el campo magnético terrestre y estos materiales, consiguiendo así representar estas influencias en un mapa del terreno que sera evaluado mediante la modelización de perfiles.<br /

Anisotropía de Susceptibilidad Magnética (ASM) del miembro superior de la formación Amagá, sección quebrada Sabaleticas, suroccidente antioqueño

La anisotropía de susceptibilidad magnética (ASM) es una herramienta útil para el análisis de la fábrica magnética de las rocas y de las deformaciones a que han sido sometidas -- La fábrica magnética refleja la orientación preferente de la forma de los granos y/o la orientación de todos aquellos minerales que contribuyen a la susceptibilidad magnética -- Esto responde al hecho de que la susceptibilidad magnética definida como la capacidad de un cuerpo de ser magnetizado, es una propiedad anisotrópica de los minerales -- De tal forma, las variaciones en la orientación e intensidad de la fábrica quedan reflejadas como variaciones en la ASM -- La determinación de la ASM es una técnica sencilla y rápida, donde las fábricas magnéticas anisotrópicas se expresan matemáticamente como un tensor de segundo orden y geométricamente mediante un elipsoide, cuyos ejes K1, K2, K3 representan respectivamente el eje máximo, intermedio y mínimo, y las relaciones entre ellos determinan los parámetros anisotrópicos que establecen las características del elipsoide -- El presente trabajo muestra los resultados obtenidos de ASM en la sección quebrada Sabaleticas en el SW antioqueño e indican la existencia de al menos dos eventos deformacionales en el Miembro Superior de la Formación Amagá -- Estas deformaciones se pueden correlacionar con las descritas por otros autores en zonas a lo largo del sistema Cauca-Romeral -- El análisis global de los resultados, se correlacionan con los eventos de depositación, enterramiento, y levantamiento de los sedimentos de la cuenca Amagá y la superposición de eventos compresionales asociados a la Orogenia Andina -- Adicionalmente, los resultados bajos de la susceptibilidad magnética pueden explicarse a partir de los componentes mineralógicos, netamente diamagnéticos predominantes en las areniscas analizadas y la presencia de cementante calcáreo -- Todo el trabajo concerniente a toma de muestras en campo, preparación y procesamiento de muestras para los análisis de laboratorio, se realizaron con las herramientas y equipos del Laboratorio de Paleomagnetismo de la Universidad EAFIT (Convenio ANH – Colciencias – Red Nacional de Laboratorios de Geociencias (RNLG) - EAFIT

Evaluación de un sistema de tratamiento de agua contaminada con fluoruro mediante zeolita natural modificada superficialmente con óxidos de hierro

137 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería Ambientales.Estudios recientes han demostrado un aumento considerable en la contaminación de aguas subterráneas por fuentes naturales, entre los causantes se encuentran los fluoruros (F-), éstos de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud al ser ingeridos en agua potable en concentraciones superiores a 1.5 mg/L ocasionan problemas en la salud como fluorosis dental y esquelética, entre otros. El objetivo de este trabajo fue evaluar la eficiencia de remoción de fluoruros en agua con un adsorbente de zeolita natural tipo Clinoptilolita modificada superficialmente con nanopartículas de óxidos de hierro. Para la evaluación de este sistema tratamiento de agua contaminada con F- se utilizó zeolita natural tipo Clinoptilolita (obtenida en San Luis Potosí) modificada superficialmente con nanopartículas de óxidos de hierro (ZM), ésta se caracterizó antes de las pruebas experimentales mediante microscopía electrónica de barrido (MEB) y espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDS) lo cual permitió confirmar el incremento de la concentración de hierro en su superficie. Posteriormente se determinó el tiempo de equilibrio de los fluoruros en solución acuosa con la zeolita natural (ZN) y ZM a diferentes concentraciones (2.3, 6.0, 12.0, 18.0, 24.0 y 28.0 mg F-/L), también se evaluó el efecto del pH en el proceso de adsorción. Posteriormente se determinaron las isotermas de adsorción a distintas concentraciones (2.3, 6.0, 8.0, 12.0 y 18.0 mg F-/L) utilizando los modelos de Langmuir, Freundlich, Temkin, Redlich-Peterson y Dubinin-Radushkevich. Finalmente, se determinó la eficiencia de remoción en columnas de adsorción a la par que se evaluó la fitotoxicidad del efluente. aunque la zeolita modificada superficialmente con nanopartículas de óxidos de hierro tuvo la capacidad de remover F- en agua sintética y subterránea no se logró cumplir con la NOM-127-SSA1-1994. Por lo consiguiente se recomienda mejorar el método de preparación del material, para tener una modificación superficial más homogénea y aumentar las dimensiones de las columnas de remoción de F-.Investigación realizada con el apoyo del Programa Nacional de Posgrados de Calidad del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT)

Nanoestructuras magnéticas multifuncionales para aplicaciones biomédicas

Recientemente, la nanomedicina ha surgido de la interfaz entre la nanotecnología y la biotecnología, dando lugar a la aparición de importantes avances en el sector biomédico. Esta nueva vertiente de la biomedicina, requiere el desarrollo de materiales que incorporen nanoestructuras multifuncionales que integren en una única estructura materiales con propiedades específicas con actividad teragnóstica, como son las nanopartículas magnéticas, para diversas aplicaciones biomédicas in vitro o in vivo. En el presente trabajo, se ha llevado a cabo la síntesis de nanoestructuras magnéticas por diferentes rutas sintéticas optimizadas y su posterior evaluación en aplicaciones biomédicas de actual interés tales como la detección de biomarcadores de enfermedades neurodegenerativas, terapias celulares o el diagnóstico por imagen multimodal

Síntesis y caracterización de un material compuesto a base de polietileno de alta densidad y magnetita pulverizada

En este trabajo se pretende producir un material compuesto a base de polietileno de alta densidad (HDPE) y magnetita pulverizada (Fe3O4) con el fin de caracterizar sus propiedades mecánicas, magnéticas y eléctricas. Este tipo de matrices poliméricas reforzadas con magnetita han sido motivo de estudio en los recientes años con el fin de desarrollar materiales con aplicaciones tecnológicas enfocadas a la ingeniería y a la biomedicina. Para optimizar el enfoque y el uso tanto de este material compuesto como de sus aplicaciones, la investigación acá desarrollada pretende aportar al mejor conocimiento y entendimiento de sus propiedades. La elaboración del polímero reforzado con partículas de magnetita se llevó a cabo por medio de una extrusora mono-husillo con tres zonas de calentamiento. Siendo esto una de las novedades del trabajo desarrollado, ya que en los trabajos consultados, la producción de este tipo de material se lleva a cabo por medio de extrusoras de doble husillo y mezcladoras con elevadas temperaturas de funcionamiento. Se produjeron cilindros de diferentes diámetros, así como muestras cubicas que se cortaron y adaptaron para ser caracterizadas. Los análisis llevados a cabo comprendieron estudios de difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido, polarización eléctrica, magnetización y resistividad. Los resultados obtenidos por medio de la difracción de rayos X muestran como el porcentaje de cristalinidad aumenta en la medida que se adiciona más volumen de magnetita a las muestras. También permitió la identificación de la fase hematita dentro de la magnetita, y como la cantidad de esta fase se incrementa a medida que se aumenta la temperatura de extrusión. Por su parte, la caracterización magnética deja en evidencia un aumento lineal en la magnetización de saturación y en la susceptibilidad magnética en función de la cantidad de magnetita adicionada al material. Esta misma caracterización magnética en función de la temperatura permite confirmar el cambio de fase estructural que experimenta la magnetita cerca de los 120K llamada transición de Verwey. Por su parte la caracterización morfológica por medio de SEM, así como las pruebas de resistividad y polarización electrónica permitieron determinar un umbral de percolación cerca al 30-33% en contenido en volumen de magnetita en el material, todos estos resultados son muy semejantes a los reportados por otros autores. La síntesis y caracterización del material compuesto permite determinar la variación de sus propiedades en la medida que se aumenta el volumen de magnetita presente en la matriz polimérica y como estas pueden llegar a ser afectadas por el método de fabricación empleado, así como las propiedades de los precursores. El material pasa de ser un material completamente aislante, para contenidos en volumen de magnetita del 0-20%, a un material que permite el flujo de corriente para contenidos superiores al 30% en volumen de magnetita. Estas propiedades eléctricas, así como las magnéticas hacen que este material sea una materia prima prometedora para el desarrollo de productos y aplicaciones biomédicas, farmacéuticas y de ingeniería. Estas aplicaciones incluyen el diseño y producción de contenedores para dispositivos electrónicos con blindaje contra radio frecuencias perturbadoras, fabricación de stents, entrega focalizada de medicamentos y tratamiento de tumores, debido a la baja citotoxicidad de la magnetita.Abstract. This work describes the synthesis and characterization of a composite material based on magnetite filled HDPE in order to characterize their mechanical, magnetic and electrical properties. This kind of polymer matrices reinforced with magnetite has been studied in recent years in order to develop materials with technological applications focused on engineering and biomedicine. To optimize the use of the composite and its applications, this work aims to contribute to a better knowledge and understanding of their properties. The composite material synthesis was performed trough a single-screw extruder with three heating zones. This is one of the innovations of the work performed, as in previous consulted works the synthesis of this type of material was performed in a twin-screw extruders and mixers at high temperatures. Were produced cylinders of different diameters and cubic samples were cut and adapted to be characterized. The samples were studied trough XRD, scanning electron microscopy, electric polarization, magnetization and volumetric resistivity. The results obtained by X-ray diffraction shown that as the volume percent of magnetite increases the crystallinity of the samples increases. The XRD studies also allowed the identification of the hematite phase in the powdered magnetite and the amount of this phase increases as the extrusion temperature is increased. The magnetic characterization shows how the saturation magnetization and the magnetic susceptibility increase linearly with the amount of magnetite added to the material. The magnetic characterization as a function of the temperature confirms the structural phase change that the magnetite undergoes near to the 120 K called the Verwey transition. Meanwhile the characterization by SEM and the resistivity’s and electronic polarization tests allowed to determine a percolation threshold close to 30-33% of magnetite volume content in the material, these results are very similar to those reported for others authors. The production and characterization of the composite allows determining the variation in its properties as long as the volume of magnetite in the polymeric matrix is increased and how the samples may become affected by the extrusion method used, as well as the properties of the magnetite used as precursor material. The material goes from being a completely insulating material for a volume magnetite content of 0-20%, to a material which allows the flow of current for contents above 30% by volume of magnetite. These properties make of this material a promising raw material for product development and biomedical, pharmaceutical and engineering applications. These applications include the design and production of containers for electronic devices with wireless interference frequency shielding, manufacturing stents, targeted drug delivery and treatment of tumors, this due in part to the low cytotoxicity of the magnetite.Maestrí

Magnetita en el cuerpo humano : consecuencias potenciales y caracterización básica de la Magnetita biogénica nanométrica

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo la recopilación de información que sirva para determinar en trabajos posteriores las probabilidades, si es que las hay, de que la exposición a un campo electromagnético actualmente permitido y evaluado como inofensivo para el cuerpo humano, pueda tener algún efecto cuando se tiene en cuenta la presencia de magnetita de tamaño nanométrico. Por ejemplo, el efecto de la generación de un nano-clima podría tener consecuencias graves en cuanto a desencadenante de reacciones químicas biológicas. Para ello se introduce en primer lugar, dentro de la exposición a los campos electromagnéticos en los seres vivos, algunas de las aplicaciones que pueden afectar a los tejidos biológicos, una visión desde la Organización Mundial de la Salud acerca de la normativa vigente y seguridad en materia de radiación no ionizante, y una revisión de los materiales biológicos a tener en cuenta junto con algunos ejemplos de simulaciones. A continuación se realiza una recopilación de los efectos biológicos detectados como consecuencia de la exposición a los diferentes campos electromagnéticos, tanto ionizantes como no ionizantes, distinguiéndose entre efectos térmicos, atérmicos y no térmicos; y una aproximación a los métodos de compensación del calentamiento de los que dispone el cuerpo humano y que pueden estar apantallando algunos de los efectos biológicos, pero también pudiendo provocar sobreesfuerzos en otras zonas como el hipotálamo. Posteriormente se expone la presencia de magnetita en los seres vivos (magnetita biogénica) y en el cuerpo humano y la relación encontrada entre algunas enfermedades neurodegenerativas (Parkinson, Alzheimer, parálisis supranuclear progresiva y neuroferritinopatía) y las concentraciones de hierro en el organismo. A partir de lo anterior y habiendo introducido en primer lugar la magnetita como uno de entre los dieciséis óxidos, hidróxidos y óxido-hidróxidos de hierro presentes en la naturaleza, el trabajo se centra en determinar las principales propiedades físicas y químicas de la magnetita, incidiendo en las características de su molécula, celda unitaria y propiedades cristalográficas, y en las propiedades eléctricas y magnéticas. Finalmente, puesto que la magnetita biogénica hallada es en su mayoría de tamaño nanométrico, resulta imprescindible centrar la atención en las nanopartículas de magnetita, para seguidamente incidir sobre sus procesos de síntesis, sus principales usos y aplicaciones, principales características y propiedades eléctricas y magnéticas.Escuela Técnica Superior de Ingeniería IndustrialUniversidad Politécnica de Cartagen

Síntesis, propiedades y funcionalización de clústeres metálicos

En los últimos años la química de nanopartículas alcanzó un gran desarrollo, tanto a nivel sintético como de caracterización; sin embargo no es así en el caso de sus parientes más pequeños, los clústeres metálicos (partículas de entre 3 y 100 átomos), que aún presentando propiedades muy interesantes resultan más difíciles de sintetizar, sobre todo a la hora de controlar el tamaño final de los clústeres obtenidos, ya que normalmente se requieren técnicas de separación que implican un gasto de tiempo y dinero. Es por lo tanto importante la puesta a punto de síntesis específicas que permitan la obtención de clústeres metálicos de un tamaño determinado. En esta tesis de doctoramiento se aborda la síntesis de clústeres pequeños de oro mediante dos aproximaciones: electroquímica y química; consiguiendo con éxito la obtención de clústeres de Aun (n<20 átomos) y estudiando sus propiedades ópticas y magnéticas. En un segundo paso se abordó la purificación de distintas muestras de clústeres de Au, Ag y Cu mediante la técnica cromatográfica HPLC, consiguiendo el fraccionamiento de muestras complejas. Además se llevó a cabo la aplicación de distintas técnicas de espectrometría de masas para la caracterización de muestras de clústeres metálicos (MALDI y ESI), encontrando la técnica ESI-Orbitrap como la más adecuada y poniendo a punto la misma para su extensión a otras muestras de clústeres. Finalmente se abordó con éxito la funcionalización de clústeres grandes de cobalto, proporcionándoles grupos libres útiles para el posterior anclaje de otras moléculas de interés aplicado, como proteínas, fármacos, etc

Propiedades magnéticas de óxidos modificados por implantación de iones livianos de baja energía

En las últimas dos décadas, el descubrimiento de sólidos nominalmente no magnéticos que muestran orden magnético inducido por algún tipo de defectos ha aumentado continuamente. La influencia de defectos en la activación del orden magnético ha atraído el interés de científicos experimentales y teóricos desde la observación de magnetismo tanto en materiales monoelementos como el grafito u óxidos binarios como ZnO, TiO2 y otros óxidos puros o dopados. En la presente tesis y con base en sólidos resultados experimentales sustentados por estudios teóricos se discuten las evidencias que respaldan la existencia de magnetismo superficial inducido por defectos (DIM, por sus siglas en inglés) generados por hidrogenación o implantación de H+ en ZnO y TiO2. Se examina la relación entre las propiedades estructurales y electrónicas de óxidos de metales de transición con las propiedades magnéticas derivadas de la existencia de defectos simples (vacancias, intersticiales), complejos e incorporación de hidrógeno. Para ello, la tesis presenta dos partes principales que responden al tipo de técnica empleada para generar defectos; hidrogenación de polvos de ZnO y TiO2 a altas presiones y temperatura e implantación a baja energía de iones livianos H+ o Ar+ en capas delgadas, nanovarillas y microhilos de ZnO y capas delgadas de TiO2. La hidrogenación se realizó en un aparato tipo Sievert a 773 K, variando el tiempo y la presión de hidrógeno de la cámara. Para la implantación iónica a baja energía se diseñó y construyó una cámara ad hoc. La misma constituye un aporte importante de esta Tesis, dado que es la única en Argentina con estas características y presenta otras aplicaciones potenciales que trascienden el marco del presente trabajo. Sobre las muestras hidrogenadas e implantadas se realizaron medidas morfológicas, estructurales, espectroscópicas y magnéticas para determinar cómo los defectos inducidos por hidrogenación e implantación de iones livianos afectan la estructura, microestructura, estructura electrónica y propiedades magnéticas de estos sistemas. En particular, herramientas muy útiles fueron la caracterización por absorción de rayos X y por dicroísmo circular magnético las cuales permitieron individualizar el ión magnético. La relación entre la respuesta magnética y los cambios en las propiedades electrónicas y estructurales en función del tipo y concentración de defectos es un tema en debate al que pretende aportar la presente tesis. Mediante la comparación con cálculos de primeros principios se elaboraron modelos que permitieron interpretar los resultados magnéticos y predecir comportamientos de los sistemas variando los defectos inducidos. A largo plazo y con base en estos resultados, se pretende que los materiales semiconductores y ferromagnéticos a temperatura ambiente obtenidos en el presente trabajo, puedan integrarse óptimamente en dispositivos magnetoelectrónicos como junturas túnel y filtros de espín, aptos para aplicaciones espintrónicas. En resumen, las muestras hidrogenadas exhibieron magnetismo a temperatura ambiente con curvas de magnetización prácticamente anhisteréticas. Tanto el ZnO como el TiO2 hidrogenado presentan una magnetización local importante a pesar de que la fracción magnética estimada representa aproximadamente 10-3 % del volumen total de las muestras. Los resultados anteriores son coherentes con los modelos de magnetismo superficial. Respecto al ZnO se observó que el hidrógeno se incorporó a la estructura del ZnO actuando como un donante superficial que transfiere prácticamente toda su carga al orbital Zn4s de la banda de conducción. Los cálculos ab-initio mostraron que el hidrógeno en superficie se polariza y porta un momento magnético aproximado de 0.3 μB/H; de igual manera se observó polarización del Zn, aunque en menor medida. Haciendo referencia a la hidrogenación del TiO2 se observó que el hidrógeno transfiere carga al Ti, lo reduce e induce su polarización. El comportamiento magnético de los sistemas hidrogenados puede ser satisfactoriamente descrito en términos de “magnetismo d^0”. Por último, la irradiación con iones livianos a baja energía resultó ser un poderoso método para modificar ostensiblemente la densidad de estados en nanoestructuras y microestructuras de ZnO y TiO2 e inducir ferromagnetismo, aunque en varios casos las muestras sin irradiar son magnéticas.Facultad de Ciencias Exacta