DSpace Collection:http://hdl.handle.net/123456789/3352024-03-28T21:29:37Z2024-03-28T21:29:37ZAspectos funcionales de la vegetación de humedales de planicies de inundación : uso de datos satelitales ópticos en lagunas del bajo río Paraná.Gayol, Maira Patriciahttp://hdl.handle.net/123456789/24752024-02-16T21:24:59Z2020-01-01T00:00:00ZTitle: Aspectos funcionales de la vegetación de humedales de planicies de inundación : uso de datos satelitales ópticos en lagunas del bajo río Paraná.
Authors: Gayol, Maira Patricia
Abstract: La planicie de inundación del río Paraná es un sistema muy dinámico y sometido regularmente a disturbios. Por ello, desde la ecología surge el interés por encontrar patrones espaciales y temporales que permitan comprender y predecir la ocurrencia de los organismos vivos, que permitan derivar criterios de gestión y sustentabilidad de las actividades que se desarrollan. En su tramo medio e inferior, la planicie de inundación del río Paraná presenta una gran cantidad de lagunas someras cuyas características se modifican en relación con el régimen de pulsos del río. El objetivo general de esta tesis es contribuir al conocimiento de la vegetación y su relación con las características ambientales en humedales de las planicies de inundación de grandes ríos y desarrollar herramientas para el monitoreo de la variabilidad ambiental y los patrones de cambio a partir de datos satelitales. El área de estudio es un sector de la planicie de inundación del Bajo Río Paraná, localizado en la provincia de Entre Ríos, de 264 km2. Se identificaron los patrones temporales típicos de modificación de las coberturas de las lagunas someras a lo largo de siete pulsos del río (período 1995-2016). Para ello se utilizó un conjunto multitemporal de observaciones satelitales de la serie de satélites Landsat. Los patrones se diferenciaron en cuanto al porcentaje de la laguna cubierto por aguas claras o turbias, y en el tiempo de recuperación de la vegetación luego de la inundación. Luego se analizó la influencia de los patrones temporales de cobertura de las lagunas y de la conectividad con cursos de agua sobre la vegetación y sobre los aspectos fisicoquímicos del agua y los sedimentos. Se realizaron muestreos en 25 lagunas correspondientes a distintos patrones y con diferente conectividad. Las características fisicoquímicas difirieron sólo en las lagunas pertenecientes a uno de los patrones temporales y la vegetación no presentó diferencias entre patrones. En cambio, la conectividad de las lagunas tuvo una gran importancia sobre las características fisicoquímicas, así como en la ocurrencia de algunas de las especies. Finalmente, se evaluó si los rasgos funcionales de la vegetación difieren de acuerdo con las condiciones ambientales de las lagunas. Se identificaron cuatro tipos funcionales de plantas cuya ocurrencia estuvo asociada principalmente con la conectividad de las lagunas. El patrón temporal de coberturas tuvo un efecto importante sobre la altura de la vegetación. Los resultados alcanzados durante esta tesis ponen de manifiesto la importancia de la conectividad con los cursos de agua en la planicie de inundación en términos de heterogeneidad ambiental como base para la diversidad biológica. La vinculación entre los patrones ecológicos y la conectividad, dan cuenta de la importancia de considerar esta última en la gestión de la planicie y en la habilitación y distribución espacial de los usos.; The Paraná River floodplain is a very dynamic system that is regularly subjected to disturbances. Therefore, from Ecology arises an interest to find spatial and temporal atterns that allow us to understand and predict the occurrence of living organisms, which allow deriving management and sustainability criteria for human activities. In its middle and ower section, the floodplain of the Paraná River presents many shallow lakes whose features are modified in relation to the flood pulses of the river. The main aim of this thesis is to contribute to the knowledge of the vegetation and its relationship with the environment in wetlands of floodplains of large rivers and to develop tools for monitoring environmental variability and change patterns based on satellite data. The study area is a section of the Lower Paraná River floodplain located in the province of Entre Ríos, with a surface of 264 km2. In the first place, the typical shallow lakes temporal patterns along seven flood pulses of the 1995-2016 period were identified. The patterns differed mainly in the percentage of the shallow lake covered by clear or turbid waters, and in the time of vegetation recovery after the flood. In the second place, the influence of the shallow lake temporal patterns and the degree of connectivity on the vegetation and on the physicochemical aspects of water and sediments was analyzed. Samples were conducted in January and March 2018 in 25 shallow lakes corresponding to different patterns and with different connectivity degree. 32 species of herbaceous plants were identified (the most abundant being the Poaceae, Onagraceae and Salviniaceae families). The physicochemical characteristics differed only in the shallow lakes belonging to one of the temporal patterns and the vegetation did not show differences between patterns. The results suggest that the temporal pattern would not be determinant of the composition and abundance of the vegetation. On the other hand, the degree of connectivity of the shallow lakes had a great importance in the determination of the physicochemical characteristics, as well as in the occurrence of some of the species. Finally, it was evaluated whether the functional traits of the vegetation differ according to the environmental conditions of the shallow lakes. Four Plant Functional Types were identified whose occurrences were mainly associated with the connectivity of the shallow lakes. Also, the shallow lake temporal pattern had an important effect on vegetation height. The results achieved in this thesis highlight the importance of the connectivity with water courses in the floodplain in terms of environmental heterogeneity as a basis for biological diversity. The link between ecological patterns and connectivity, realize the importance of considering connectivity in the management of the floodplains and in the spatial distribution of uses.
Description: Tesis de Doctorado en Ciencias Aplicadas y de la Ingeniería2020-01-01T00:00:00ZDesarrollo instrumental y metodológico para la medición simultánea y continua de la presión y compliance arterial.Casal, Leonardohttp://hdl.handle.net/123456789/12862023-03-20T20:11:22Z2019-01-01T00:00:00ZTitle: Desarrollo instrumental y metodológico para la medición simultánea y continua de la presión y compliance arterial.
Authors: Casal, Leonardo
Abstract: Antecedentes. El método de compensación de volumen permite evaluar cambios a corto plazo en la presión arterial (Pa) y obtener parámetros hemodinámicos a partir del análisis de la onda de presión. Usualmente el método se emplea en una arteria digital (en el dedo), donde la presión generada en un manguito inflable compensa la onda de Pa y mantiene el volumen sanguíneo constante, determinado mediante una señal fotopletismográfica (señal PPG). La validez de las mediciones de Pa reposa sobre una calibración previa para determinar la llamada PPGref, correspondiente a la máxima “compliance” arterial (definida como la relación ΔPPG/ΔPa). Un sistema de control a lazo cerrado genera la onda de presión en el manguito de forma garantizar la constancia de PPG en torno a PPGref durante las mediciones. Sin embargo, dado que la compliance puede variar en el corto plazo, el método requiere interrupciones frecuentes para realizar nuevas calibraciones que garanticen la validez de las mediciones. Para superar esta limitación se propuso el método vibracional, pero su validación e implementación nunca fueron llevados a cabo. El método consiste en superponer vibraciones de alta frecuencia en la presión del manguito y medir la respuesta en PPG a esta frecuencia. Si los cambios en la compliance se reflejan en las vibraciones de alta frecuencia y se correlacionan con el método oscilométrico (considerado “gold standard”), dispondríamos de un método para la evaluación simultánea de la Pa y la compliance. A su vez, la evaluación de la compliance permitiría adaptar el control a lazo cerrado y corregir automáticamente el valor de PPGref (referencia adaptativa). Objetivos. Contribuir al desarrollo metodológico e instrumental del método de compensación de volumen que permita la identificación de cambios hemodinámicos y la adaptación del dispositivo a los mismos, de manera de obtener mediciones simultáneas e ininterrumpidas de presión y compliance arterial. Resultados instrumentales. Se implementó un dispositivo compuesto por un generador de ondas de presión (válvula proporcional, compresor y manguito inflable), un fotopletismógrafo y un microcontrolador que ejecuta un sistema de control. Dicho control se diseñó con una estructura en cascada que incluye un control interno asociado a la dinámica del generador de ondas de presión (actuador), y un control externo asociado a la dinámica de la pared arterial (planta). Esta estructura permitió identificar estas dinámicas y usar esta información para diseñar los controles, especificando además la velocidad de respuesta y el margen de estabilidad del control a lazo cerrado. Ante cambios en el sistema, se actualizan los parámetros del control de forma de garantizar la mayor velocidad de respuesta y la estabilidad ante señales de entrada con un amplio rango de frecuencias. Se realizaron protocolos experimentales para analizar la respuesta del generador de ondas de presión frente a trenes de pulso. Se observó que, con el control interno a lazo abierto, existe una relación sigmoidea entre las señales de salida (mmHg) y las de entrada (V), con frecuencias de corte fc (indicadora de la velocidad de respuesta) menores a 5 Hz. A lazo cerrado, se linealizó la respuesta (r2 = 0.968), y la fc se ubicó entre 16 y 19 Hz (en torno de presiones de diseño del control), valores adecuados para reproducir la onda de presión arterial. La precisión fue estimada a partir del parámetro E (la diferencia normalizada de áreas entre la presión deseada y la obtenida), que resultó < 10 %. El error porcentual de repetibilidad, en un tren de 3 pulsos, fue de 6 ± 4% y 4 ± 1.5% para fc y E respectivamente. En voluntarios, la evaluación del control externo para compensar la onda de volumen se realizó cuantificando su capacidad de mantener PPG en torno a PPGref. Se observó que, al cerrar el lazo, el área de la diferencia entre PPG y PPGref fue atenuada al 5 % con respecto al área a lazo abierto. Resultados metodológicos. Para implementar el método vibracional se superpusieron vibraciones de 21 Hz en la señal de presión. La validación del método se realizó en 11 voluntarios comparando, a lazo abierto, las presiones en el dedo índice Pv y Po, correspondientes a la máxima compliance, de acuerdo a los métodos vibracional y oscilométrico respectivamente. Se verificó una buena correlación lineal (r2 = 0.92) y buena comparación con el análisis de Bland-Altman (media ± 2 DS < 15 mmHg) entre Pv y Po. Resultados preliminares en 3 voluntarios, a lazo cerrado, mostraron la factibilidad de la evaluación simultánea de la presión arterial y la compliance al introducir vibraciones de alta frecuencia. Se observó que el sistema de control se mantuvo estable y, al variar las condiciones experimentales, los cambios en la compliance fueron los esperados. Para implementar la referencia adaptativa se generó una referencia flotante mediante cambios continuos en PPGref (intervalos configurables de 3 a 6 s) y de pequeña amplitud (1 a 5% de la amplitud de PPG a lazo abierto). Si el cambio introducido en PPGref genera una disminución (o un aumento) en la compliance, se invierte (o mantiene) el signo del cambio. De esta forma se dirigen continuamente los cambios hacia la nueva PPGref, correspondiente a la máxima compliance. El método fue evaluado a través de un protocolo experimental en 7 voluntarios en los que se generaron variaciones en la compliance mediante maniobras instrumentales (cambios manuales de PPGref) o fisiológicas (vasodilatación mediada por flujo). Los resultados mostraron cambios de compliance y Pa esperables y compatibles con la bibliografía. Conclusiones. Se demostró que los cambios en la compliance arterial pueden ser evaluados con el método vibracional. Este método fue implementado, junto con el método de compensación de volumen, en un dispositivo cuyo diseño permite actualizar los parámetros del control y obtener mediciones estables de presión y compliance arterial simultáneamente. Además, la evaluación continua de la compliance permitió adaptar el dispositivo al punto de máxima compliance sin interrumpir las mediciones.
Description: Tesis de Doctorado en Ciencias Aplicadas y de la Ingeniería2019-01-01T00:00:00ZPlataformas nanofluídicas “a cielo abierto” basadas en películas mesoporosas.Mercuri, Magalíhttp://hdl.handle.net/123456789/12852023-03-20T20:12:37Z2018-01-01T00:00:00ZTitle: Plataformas nanofluídicas “a cielo abierto” basadas en películas mesoporosas.
Authors: Mercuri, Magalí
Abstract: La manipulación de fluidos en la micro y nanoescala es de enorme interés para aplicaciones en diversas áreas. En particular, en esta Tesis se realizó un novedoso enfoque a “cielo abierto” que consiste en aprovechar la imbibición espontánea en películas delgadas mesoporosas para utilizarlas como plataformas inteligentes en dispositivos nanofluídicos versátiles. En el Capítulo 1 se introducen conceptos sobre nanomateriales porosos y aspectos fundamentales del comportamiento de los fluidos en la micro y nanoescala. En este contexto, se presentan los principales desafíos ligados al estudio de la fluidodinámica en películas mesoporosas y a la búsqueda de capacidades que orienten el desarrollo hacia plataformas nanofluídicas para diversas aplicaciones. En el Capítulo 2 se aborda una caracterización estructural y nanofluídica de las matrices y se elabora un modelo teórico que describe la dinámica de imbibición a partir de la acción conjunta de la capilaridad y la evaporación. A partir de este modelo, se logró vincular la mesoestructura con los parámetros nanofluídicos del sistema. En el Capítulo 3, se demuestra que la plataforma es capaz de localizar reacciones químicas cuando se conectan reactivos nanofluídicamente a través de las matrices. Estos resultados muestran la posibilidad de emplear las plataformas para la síntesis controlada de nanomateriales y la detección semicuantitativa de analitos. El Capítulo 4 comprende el desarrollo de un método que permite manipular fluidos en las películas mesoporosas, logrando un control espacio-temporal del movimiento de imbibición dentro de las matrices. Mediante una actuación termoeléctrica, se logra modular la conexión entre fluidos y transportar especies de manera controlada dentro de la matriz. Finalmente, en el Capítulo 5 se integra la microfluídica en papel con las plataformas nanofluídicas para ampliar las capacidades del sistema, logrando moldear los frentes de imbibición, configurar espacialmente reacciones químicas de acuerdo a la geometría del papel y generar una distribución gradual de especies químicas dentro de las películas mesoporosas. En resumen, se desarrolló una plataforma nanofluídica versátil basada en un modo de operación sencillo y autónomo. El enfoque a “cielo abierto” permitió estudiar novedosos aspectos de la dinámica de fluidos en sistemas nanoscópicos, lograr la manipulación precisa de pequeños volúmenes y moldear espacialmente reacciones químicas. Estos resultados contribuyen al desarrollo de dispositivos nanofluídicos híbridos de bajo costo con potenciales aplicaciones en áreas tecnológicas diversas.
Description: Tesis de Doctorado en Ciencias Aplicadas y de la Ingeniería2018-01-01T00:00:00ZProducción escalable de biopolímero polihidroxibutirato a partir de Cupriavidus necator ATCC 17697.Nygaard, Daianahttp://hdl.handle.net/123456789/12882023-03-20T20:09:17Z2019-01-01T00:00:00ZTitle: Producción escalable de biopolímero polihidroxibutirato a partir de Cupriavidus necator ATCC 17697.
Authors: Nygaard, Daiana
Abstract: Cupriavidus necator nativa resulta una herramienta útil y poderosa para la producción biotecnológica de Polihidroxialcanoatos (PHAs), Los PHAs son polímeros con una ascendente comercialización, debida a la excelente combinación de sus atributos: termomoldeables, biodegradables y biocompatibles. En este trabajo se estudió la acumulación de polihidroxibutirato (PHB) ̶ uno de los miembros de la familia de PHAs ̶ a partir de la cepa nativa C. necator ATCC 17697 con el fin de generar PHAs a escala de laboratorio y establecer los parámetros del proceso que permitan el escalado productivo. Se optimizó el medio de cultivo con fructosa como única fuente de carbono para la producción de PHB en Erlenmeyer. Se realizó el escalado y optimización del proceso productivo en fermentador de 7 l. Se analizaron diferentes estrategias de fermentación y medios de cultivo en modo batch y diferentes estrategias de alimentación en modo fedbatch. Se estudió la cinética y morfología de la formación de los gránulos de PHB en diferentes medios y a diferentes tiempos de fermentación. Además, se realizó una caracterización físico-química de los polímeros producidos y se elaboraron membranas para evaluar su posible uso como material biomédico. Finalmente, se evaluaron fuentes de carbono alternativas para la producción de PHAs por la bacteria. Durante la optimización del medio de cultivo en Erlenmeyer se logró aumentar 2,5 veces la producción de PHB, respecto de los experimentos iniciales. Al escalar y optimizar el proceso en biorreactor, la producción de PHB aumento 5 veces más, logrando finalmente 27 g/l de PHB en el fermentador, con una productividad volumétrica máxima de 0,43 g/(l.h). Se determinaron tamaños y morfologías celulares de C. necator ATCC 17697 en las distintas etapas productivas, destacándose la variación en la cantidad y el tamaño de los gránulos de PHB acumulados. El PHB producido, extraído, purificado y caracterizado resultó útil para la producción de membranas que resultaron no citotóxicas y cuyas propiedades mecánicas fueron comparables con las de membranas de uso biomédico desarrolladas por nuestro equipo de trabajo. Estos resultados alientan a considerar al biomaterial producido en esta tesis para aplicaciones biomédicas. De los residuos industriales empleados como fuentes de carbono alternativas para la producción de PHB por C. necator ATCC 17697, glicerol residual y melaza de caña de azúcar resultaron ser más prometedoras.
Description: Tesis de Doctorado en Ciencias Aplicadas y de la Ingeniería2019-01-01T00:00:00Z