REVISTA DE INVESTIGACIÓN DE FÍSICA
Instituto de Investigación Física - Facultad de Ciencias Físicas
Vol 2 - Nº1, 2
Lima-Perú, 1999.

TRABAJOS DE TESIS E
INFORMES DE EXPERIENCIA PROFESIONAL
SUSTENTADOS EN 1998

I.    RELACION DE TRABAJOS

A.    TESIS DE LICENCIATURA EN FISICA :

B.    TESIS DE MAESTRIA EN FISICA - MENCION : FISICA DEL ESTADO SOLIDO :

C.    INFORMES DE EXPERIENCIA PROFESIONAL :

D.    TESIS PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIERO MECANICO DE FLUIDOS

 

II. RESUMENES

A.01.     TITULO     :    "Caracterización óptica de películas delgadas semiconductoras"
            AUTOR     :    GONZALES GONZALES, Juan Carlos.
            RESUMEN :

En el presente trabajo se presentan los resultados experimentales obtenidos de la caracterización óptica de una película delgada semiconductora (CdSe) depositada sobre estratos de vidrio Corning por la técnica de evaporación en alto vacío a una presión de 10-5 mmHg. La temperatura a la cual se realizaron las medidas fue de 300ºK y las muestras expuestas al ambiente.
Los estudios fueron realizados a través del análisis de los espectros de transmitancia, en las regiones libres de interferencia y con interferencia, obtenidos con un espectrofotómetro Perkin-Elmer Lambda 9 para incidencia normal, en el rango de los 300 nm a 2000 nm.
Se obtuvieron resultados experimentales de la ley de dispersión de n y el coeficiente de absorción (a). Del análisis de la dependencia de a con la energía se obtuvo el valor de la banda prohibida (GAP) y la naturaleza de la transición óptica (directa o indirecta)

A.02.    TITULO    :     "Estudio por espectroscopía mössbauer de obsidianas
                              arqueológicas peruanas"
           AUTOR    :     ROJAS AYALA, Chachi.
           RESUMEN:

Un conjunto de utensilios de obsidianas arqueológicas peruanas procedentes de las secuencias de Ayacucho (colección MacNeish) fechados a una edad de 8000-3500 A.C. y de la costa sur del Perú (sitios Miami y Casa Vieja, Ica) correspondientes al periodo Horizonte Medio, aproximadamente 800 D.C., son estudiadas a través de la espectroscopía mössbauer del 57Fe. Asimismo, con la idea de un trabajo futuro de rutas de intercambio y estudio de procedencias en agrupamientos humanos asentados en la Cordillera de los Andes se estudian algunas muestras de obsidianas de fuentes volcánicas próximas a los puntos de recolección.
El objetivo del presente trabajo se centra en la caracterización Mössbauer de un total de 25 muestras de obsidianas, basados en la información proveniente del entorno local de átomos de Fe dentro de la estructura vidriosa de la obsidiana. Los resultados de este trabajo muestran una relación para la proporción Fe2 + Fe3+, así como una comparación de los diferentes valores los parámetros hiperfinos para cada una de las muestras analizadas.
Los estudios Mössbauer permiten también desprender la existencia de orden de corto alcance en las estructuras vidriosas de las obsidianas, así como determinar la presencia de óxidos de hierro, como la magnetita y la hematita.
El presente trabajo consta de cuatro partes. La primera trata sobre la información acerca de las obsidianas peruanas, su ubicación, descripción, contexto arqueológico y otros datos conexos. La segunda muestra una revisión de los preincipios de la espectroscopía mössbauer (EM), esto es la introducción de nociones básicas acerca del efecto Mössbauer. La tercera parte presenta el detalle experimental del trabajo, el proceso de adquisición de datos, así como el procesamiento de los datos obtenidos por la EM. En la última parte se presenta los análisis y resultados obtenidos en el presente trabajo.

A.03.    TITULO    :     "Determinación de dosis absorvida en campos de fotones por el método
            de Tándem".
           AUTOR    :     MARQUEZ PACHAS, José F.
           RESUMEN:

Este trabajo tiene como objetivo desarrollar un método alternativo para determinar la dosis absorvida y la energía efectiva de un campo de fotones con una distribución espectral desconocida. El sistema empleado consiste en un Tándem formado por dos dosímetros termoluminiscentes de diferente dependencia energética.
Se utilizan dosímetros termoluminiscentes de LiF:Mg,Ti(TLD-100) y de CaF2:Dy(TLD-200) y un sistema lector Hershaw 3500. Los dosímetros son caracterizados con 90Sr - 90Y, calibrados a la energía de 60Co e irritados con siete calidades de haces de radiación X, sugeridas por el ANSI Nº13 e ISO Nº4037.
Con los datos obtenidos se determinan las respuestas para cada tipo de dosímetro y, luego, son ajustadas a una función que depende de la energía efectiva de los fotones. El ajuste se realiza mediante el algoritmo de minimización de Rosenbrock. El modelo matemático utilizado para esta función tiene cinco parámetros de ajuste y está compuesto por una gausiana y una recta.
Los resultados muestran que las funciones analíticas obtenidas reproducen los datos experimentales de las respuestas con errores menores al 8%. La razón de las respuestas del CaF2:Dy y el LiF:Mg,Ti, en función de la energía de la radiación, permite determinar la energía efectiva de los fotones y la dosis absorvida con errores inferiores al 15% y 20% respectivamente, para campos de radiación en el rango de energías comprendidas entre 30 keV y 1250 keV.

A.04.    TITULO    :     "Fabricación y análisis de una unión p-n en base de CdSe y Ag"
           AUTOR    :     CHUNG CHANG, César Augusto.
           RESUMEN:

El presente trabajo ha sido realizado en los laboratorios de Películas Delgadas y Alto Vacío de la Facultad de Ciencias Físicas de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos.
La obtención de las películas delgadas de los materiales de CdSe y Ag se ha realizado siguiendo la técnica de evaporación térmica al vacío a una presión de trabajo de 10-6 mm de Hg. Este trabajo experimental presenta la fenomenología y los parámetros físicos que intervienen en la obtención de las películas delgadas de CdSe y de Ag.
Los análisis de caracterización por difracción de rayos X a las que fueron sometidas las películas delgadas obtenidas han determinado que el compuesto binario de CdSe es un sistema físico base para la investigación de las propiedades semiconductoras de protección y transporte de cargas eléctricas en nuestro trabajo, debido a que el CdSe no se ha degenerado durante todo el proceso de obtención de las películas delgadas.
Los estudios realizados de las películas delgadas a través del espectro de transmisión óptica en el rango de los 300 hasta 900 nm. determinan dos anchos de banda de absorción muy marcados, uno de menor intensidad ubicado en los 320 nm. Y otro de mayor absorción en los 703 nm. Al calcular los coeficientes de absorción óptica de las películas delgadas de CdSe en función de la energía de transmisión se encontró que las películas delgadas de CdSe presentan un gap de energía igual a 1,768 eV y, entonces, con este valor podemos calcular la banda prohibida de energía que tiene el semiconductor.
Además, en nuestro trabajo tanto las películas delgadas de seliniuro de cadmio y las de plata han sido sometidas al análisis de resistencia eléctrica mediante el método de las cuatro puntas, obteniéndose para el seleniuro de cadmio una conductividad eléctrica en el rango de 3x10-7 a 6x10-6 (W.cm)-1 y para la plata una conductividad eléctrica en el rango de 1,20x107 a 1,45x107 (W.cm)-1.
Los dos tipos de películas delgadas de CdSe y de Ag obtenidas en este trabajo también fueron sometidas a los análisis por el método del Efecto Hall, mediante el cual se ha determinado que la conducción eléctrica en la película delgada del seleniuro de cadmio es por medio de electrones, mientras que en la película delgada de plata la conducción eléctrica se realiza por huecos. De estos resultados deducimos que el seleniuro de cadmio representa un comportamiento de semiconductor de tipo n y la plata presenta un comportamiento tipo p. Por el mismo método y aplicando un campo magnético de 0,6 Tesla sobre las películas portadoras de carga m para el seleniuro de cadmio entre un rango de 689,0 a 797 cm/V.s, y a su vez para la plata este valor presenta una densidad de portadores de carga entre el rango de 50 y 38 cm/V.s.

A.05.    TITULO    :     "Estudio y caracterización del sistema Fe 0,30 Cu 0,70
                               producido por mecanosíntesis"
           AUTOR    :     LARREA JIMENEZ, Julio Antonio.
           RESUMEN:

El objetivo del presente trabajo es la síntesis del sistema Fe0,30 Cu0,70, a través de reacciones sólidas, las cuales se caracterizan fundamentalmente por eludir los elevados puntos de fusión de los elementos metálicos reactantes. Estas reacciones sólidas son inductivas en las interfaces y contornos de granos por el aprovechamiento y transformación de la energía de un sistema de bolas de alta energía. Para este trabajo específico se partió de una mezcla de polvos metálicos de Cu-Fe, con una composición atómica nominal de 70% at. de Cu y 30% at. de Fe, respectivamente.
Es bien conocido que el sistema Cu-Fe exhibe una entalpía de formación de la aleación positiva, respecto de la simple mezcla. En este sentido, la formación de la aleación será discutida con relación a las condiciones termodinámicas locales sobre las diferentes interfaces y contornos de granos dentro de las partículas.
Con el objetivo de ir acompañando la evolución de la microestructura interna de los granos durante el proceso de mecanosíntesis se hizo uso de la espectroscopía mössbauer del 57Fe (MBS) y análisis por difracción de rayos X (XRD).
Los difractogramas de rayos X fueron analizados con el programa de refinamiento de Rietveld, el cual permite obtener información cuantitativa acerca de las características microestruc-turales de la muestra estudiada.
Los resultados muestran que el tamaño de los cristalitos es reducido hasta el orden nanométrico después de cierto tiempo de aplicación del tratamiento mecánico sobre la mezcla inicial. En efecto para nuestro sistema, Fe0,30 Cu0,70, se observó una expansión de la red del orden de 0,66% luego que el tamaño del criatalino era reducido alrededor de 14 nm. Asimismo, en el sistema Fe0,30 Cu0,70 se observa que después de 6 horas de aplicación del tratamiento mecánico, las muestras presentan ota bien definida estructura cristalina FCC diferente de aquellas que corresponden a los metales puros e iniciales. Adicionalmente, se observó que la estructura local alrededor de los sitios de Fe es diferente a la estructura local del Fe metálico inicial.

A.06.    TITULO    :      "Estudio de muestras vegetales por espectroscopía mössbauer"
           AUTOR    :     FABIAN SALVADOR, Julio Andrés.
           RESUMEN   

El hierro es uno de los elementos esenciales para el crecimiento de las plantas y producción. Sin embargo, nuestros conocimientos concernientes a los estados químicos del hierro en las plantas llamada fotosíntesis. La espectroscopía mössbauer es útil en estudiar no solamente los estados químicos del hierro, sino también, las reacciones bioquímicas del hierro en organismos vivos. En el presente trabajo hemos estudiado nuestras plantas tales como la caigua, la albahaca, el rabanito, la acelga. También, se ha obtenido un estimado del contenido total del hierro en cada una de las muestras usando sus datos mössbauer respectivos, que es del mismo orden de magnitud que los resultados obtenidos por absorción atómica.

A.07.    TITULO    :     "La interacción de elecciones libres con láseres de alta calidad"
           AUTOR    :     NIETO CHAUPIS, Huber Amancio.
           RESUMEN

A.08.    TITULO    :     "Simulador de los principios básicos del RP-10"
           AUTOR    :     CUYA GUIZADO, Teobaldo Ricardo.
           RESUMEN:

El software REACTOR es un programa de cálculo desarrollado por el grupo de cálculo, análisis y seguridad del Instituto Peruano de Energía Nuclear (IPEN) con el objetivo de simular el comportamiento dinámico de un reactor nuclear tipo pileta, brindando de esta manera una herramienta de entrenamiento a los futuros reactoristas del RP-10 y, servir de soporte a los cursos de física reactores que se dan en distintas universidades.
Para ello REACTOR debe ser capaz de enlazarse en red, de tal manera que en un terminal el supervisor simule situaciones de operación, controle inserciones de reactividad y genere situaciones de riesgo, así como accidentes por pérdida de caudal, etc. En otro terminal, el candidato a reactorista debe ser capaz de llevar el reactor a situación segura. Como herramienta de tipo educativo permitirá analizar la evolución del reactor al ser variado alguno de sus parámetros dinámicos y, por consiguiente, entender mejor la física involucrada en dichos procesos.
Con el fin de hallar la evolución de la población neutrónica, partimos de la resolución de las ecuaciones de la cinética puntual, independientes del espacio, con seis grupos de neutrones retardados para inserciones de reactividad variables en el tiempo.
Para este objetivo el método de Hansen fue adoptado poor ser convergente y estable numéricamente en comparación a procedimientos tales como el de Runge Kutta que demuestra gran inestabilidad en este desarrollo. Asimismo, el efecto de los venenos fue introducido a través del desarrollo de las ecuaciones que gobiernan dicho fenómeno por el método de T. England.
Los resultados del programa fueron comparados cualitativamente con una puesta a crítico del RP-10 a 7 Kw de potencia y con cinco casos del código CINETICA (cortesía del Centro Atómico de Bariloche), demostrando una aceptable concordancia.

B.01.    TESIS         :    "Estudio y caracterización de aglomerados de Fe-Co en
                                 matrices de cobre"
           AUTOR    :     SAAVEDRA VALDIVIESO, Ismael
           RESUMEN:

El objetivo principal del trabajo es la producción por mecanosíntesis de aleaciones del sistema Fe-Co-Cu y de aglomerados de Fe-Co en una matriz Cu en fases metaestables. Para dicho efecto se usaron tres procedimientos diferentes. El primero de ellos partió de la mezcla simple de los polvos metálicos de Fe, Co y Cu y, los otros dos usaron dos pre-aleaciones de Fe-Co, preparadas en dos formas diferentes, las cuales posteriormente se hicieron reaccionar con Cu por mecanosíntesis.
Es posible que estas aleaciones ternarias o soluciones granulares puedan presentar efectos magneto-resistivos para bajas concentraciones de Fe sólo observados en materiales estructurados en multicapas de Fe/Cr, Fe/Cu, Co/Cu, Co/Au/Co como magneto-resistencias gigantes (GMR).
En la primera etapa del presente trabajo se estudió la formación de la aleación Fe0,2 Co0,8 a partir de la aplicación de la mecanosíntesis a una mezcla simple de polvos metálicos de Fe y Co de alta pureza. Los análisis por difracción de rayos X, espectroscopía Mössbauer y análisis térmico diferencial mostraron la formación de una aleación no homogénea, coexistiendo estructuralmente las fases bcc y fcc, acompañada de fases espúreas, posiblemente óxidos. La formación de partículas pequeñas, así como la formación de óxidos fueron factores limitantes en la obtención de una muestra homogénea.
En la segunda etapa del trabajo se prepararon y analizaron soluciones sólidas cristalinas ordenadas en las composiciones Fe0,20 Co0,80 y Fe0,60 Co0,40 por fusión en un horno de arco voltaico, las cuales fueron homogenizadas térmicamente. Estas muestras se sometieron a tratamientos mecánicos con el propósito de analizar el desorden inducido. Los análisis por difracción de rayos X y espectroscopía Mössbauer mostraron cambios en la estructura magnética local alrededor de los sitios de Fe.
En la etapa final se compararon diferentes formas de producir la aleación ternaria Fe-Co-Cu por mecanosíntesis. La primera partió de la mezcla simple de los polvos reactantes, la segunda se preparó mezclando polvos de Cu con cada una de las pre-aleaciones de Fe-Co obtenidas por mecanosíntesis y en horno de arco. Con la pre-aleación producida por horno de arco se logró un producto final en la fase fcc de Cu, mostrando una estructura magnética desordenada, al parecer compuesta de partículas ferromagnéticas, superparamagnéticas, posteriormente a causa del tiempo prolongado del tratamiento es afectada por la presencia de óxidos según los análisis por difracción de rayos X y espectroscopía Mössbauer.

C.01.    TESIS         :    "Sismología tectónica, peligro sísmico, predicción de terremotos
                                  y simulación dinámica de sismos"
           AUTOR    :     RODRIGUEZ VALVERDE, Leandro.
           RESUMEN:

Se describen las actividades más saltantes que ha desarrollado el autor durante su labor profesional, se divide el informe en seis secciones indicando los elementos que han constituído la parte neurálgica de cada trabajo desarrollado. Se adjunta copias de los trabajos en los anexos del presente informe como referencias y complementos del mismo.
    Se indican las contribuciones realizadas en el problema del Cálculo Epicentral, Tectónica, Peligro Sísmico, Desarrollo de Software y participación en la creación del Banco de Datos en Sismología en Internet. Se muestran los resultados referentes a la determinación de Tiempos de Alarma para estimar la ocurrencia de terremotos en el Perú.
    Se finaliza con las investigaciones y actividades que se vienen desarrollando en simulación dinámica y organización del Banco de Datos del Centro Regional de Sismología para América del Sur en Internet.

D.01.    TITULO    :     "Perforación de pozos tubulares para el abastecimiento de agua
                               potable a la localidad de Paiján"
           AUTOR    :     CRUZ CORONEL, Humberto.
          RESUMEN:

   El presente trabajo de Tesis nace como necesidad de la búsqueda de recursos de abastecimiento de agua para la localidad de Paiján, debido a que la fuente existente de abstecimiento de 10 l.p.s. no cubre la demanda actual de la población. Esta es abastecida por circuitos y en forma discontínua, por horas, siendo necesario un caudal de explotación de 30 l.p.s. para cubrir una dotación de 140 l/h/d y en forma contínua durante 12 horas.
    Ante esta situación se ha realizado todo el procedimiento que conlleva a la perforación de un pozo tubular. En la cual se puede analizar desde los estudios de prospección geofísica para la ubicación de los puntos a perforar, así como el diseño y el proceso de construcción evaluando los estratos perforados cada metro.
    Los parámetros hidráulicos de la prueba de aforo se han calculado en su totalidad por el método de Theis y Job. Los cuales se basan en datos reales de campo evaluados gráfica y matemáticamente.
Como conclusiones sde podrán evaluar todos los parámetros hidráulicos y el proceso de diseño constructivo para el diseño y perforación de un pozo tubular profundo.

 


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