comision de investigaciones
científicas de la provincia de
buenos aires
INFORME CIENTÍFICO-TECNOLÓGICO[1]
PERIODO: 1/1/01– 31/12/02
Legajo Nº: .........................................
1.
APELLIDO:.........SCHINCA...........................................................................................
NOMBRES:...........Daniel
Carlos.......................................................................................
2.
TEMA
DE INVESTIGACION
......................................................................................................................................................Espectroscopía
láser y
Aplicaciones....................................................................................
......................................................................................................................................................
3.
DATOS
RELATIVOS A INGRESO Y PROMOCIONES EN LA CARRERA
INGRESO: Categoría:
.Asistente.. .Mes: .Septiembre.. Año: 1987
ACTUAL: Categoría:
Adjunto (sin Director) desde el
mes:.Enero Año: 1997..
4.
INSTITUCION
DONDE DESARROLLA LA TAREA
Nombre: Centro de
Investigaciones Opticas
Dependencia: . CICBA - CONICET
Dirección.Calle: Con.
Centenario y 506
N-----------------
Ciudad : Gonnet. Pcia:..Buenos Aires Tel: 48402957
Dirección
electrónica:
daniels@ciop.unlp.edu.ar
Cargo que ocupa:. Investigador.
5.
DIRECTOR
DE TRABAJOS. (En el caso que corresponda)
Apellido y Nombres:
.....................................................................................................................
Dirección. Calle
............................................................................................................................
Ciudad:
................................................................... Pcia:
............................. Tel: .......................
Dirección electrónica:
...................................................................................................................
....................................................... ..................................................
Firma del Director (si corresponde)
Firma del Investigador
Fecha...30.../..05...../.03.....
- EXPOSICION SINTETICA
DE LA LABOR DESARROLLADA EN EL PERIODO.
La labor de este período es continuación de la
desarrollada durante el anterior y se enmarca dentro de las áreas de
Espectroscopía Láser y Aplicaciones de la Espectroscopía y la Optica a la
determinación de contaminantes atmosféricos.
Dentro de la primera, se estudiaron los parámeros
espectroscópicos del Cs2NaAlF6: Cr3+, cristal que por sus
características resulta apto como material para Optoelectrónica y como medio
activo para láseres sintonizables de estado sólido con emisión en el
UV-visible. En particular, se estudió la eficiencia cuántica de luminiscencia
de los iones Cr3+ en esta matriz cristalina con técnicas
de fotoacústica y fluorescencia inducida por láser. El resultado de 68±1.5 % coincide dentro del error
experimental con el deducido por otros autores a partir del cociente de las
vidas medias de los niveles involucrados en la transición a diferentes
temperaturas. También dentro de esta área se trabajó en la caracterización de
un plasma generado por láser pulsado a travás de su interacción con un campo
eléctrico uniforme. El plasma se produce en el foco de un haz láser de alta
potencia que induce la ruptura dieléctrica del medio, en nuestro caso aire a
presión atmosférica (Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS). Cuando el
plasma se produce en el seno del campo
eléctrico existente entre las placas de un condensador, se genera una perturbación
en el mismo que se puede medir como un desplazamiento de cargas a través de
unaresistencia en serie con el condensador. Así, se determinaraon
características tales como dependencia de la señal con la energía depositada,
con el enfoque, etc. Se muestra que resulta un método útil para optimizar la
posición de enfoque de láseres de uso industrial.
Con respecto a la segunda área, se
trabajó en la optimización del procesamiento de datos para la determinación de
la concentración de contaminantes gaseosos atmosféricos con la técnica DOAS
(ambiente urbano) como así también aplicado a los datos de un sistema No
Dispersivo Ultravioleta (NDUV) (concentración en boca de chimeneas). Para la
técnica DOAS referida en el informe
anterior, se analizó un método alternativo de recuperación de concentración
basado en la regresión lineal que puede establecerse entre la absorbancia
diferencial medida y la sección eficaz de absorción diferencial de la especie
en estudio. El procedimiento puede usarse para muestras monocomponente y
multicomponente con interferencia cruzada. Los valores de concentración
determinados en mediciones de SO2
y NO2 en la celda de ensayo de laboratorio se correlacionan muy bien
con los valores determinados por métodos no ópticos (medidor electroquímico
calibrado). Además, el método ofrece un criterio de discriminación contra
terceras componentes que puedan estar presentes en la muestra (p.ej.: O3
). En el caso del NDUV, la relación
entre las señales de salida de los
canales de medida y de referencia se
estima lineal con la
concentración. Sin embargo, en el caso en que las bandas de absorción se
solapen parcialmente entre sí o con la banda de referencia (interferencia
cruzada), dicha relación está parametrizada por la concentración de los gases
interferentes. Siguiendo el procedimiento expuesto en el informe anterior, se
aplicó un algoritmo basado en la técnica de retropropagación (back-propagation)
utilizando redes neuronales. La estrategia de adquisición consistió en tomar
los datos (señales) de los gases puros y muestras de combinaciones de
concentraciones con un componente fijo y el otro variable. De esta forma se
genera una grilla de datos que sirve de entrada a la red. El algoritmo
sintetiza una red de tres capas que posee como entradas las señales de los tres
canales y como salidas las
concentraciones de los dos gases a estudiar. El desempeño de la red fue
evaluado utilizando los datos experimentales más una grilla de datos simulados.
Las figuras de mérito muestran un muy buen ajuste entre los puntos
experimentales (concentraciones obtenidas con el sensor electroquímico) y los
predichos.
7.
TRABAJOS
DE INVESTIGACION REALIZADOS O PUBLICADOS EN ESTE PERIODO.
7.1
PUBLICACIONES.
. A
continuación de cada cita bibliográfica, transcribir el resumen (abstract) tal
como aparece en el trebajo. La copia en papel de cada publicación, se
presentará por separado. A cada trabajo se le asignará un número.
1) Characterization of pulsed laser generated plasma through
its perturbation in an electric field
F.Bredice, D.
Orzi, D.Schinca, H.Sobral and M.Villagrán-Muniz
IEEE Trans. On
Plasma Science, vol.30,
no.6, pp.2139-43, Dec. 2002
Abstract:
The perturbation
produced by pulsed laser generated discharge in an electric field is studied as
a tool for breakdown characterization. A focused high power pulsed laser
induces a discharge in air or in a solid target, that is placed between the
plates of a planar charged capacitor. The induced discharge generates a
temporal re-distribution of the electrical charges on the plates that can be
easily measured by a resistor connected to the ground plate. This signal
depends on the energy used to generate the breakdown, the capacitor’s applied
voltage and the distance between the plates. In this work we show that this
signal can be readily used to optimize the relevant parameters involved in
Laser Induced Breakdown Spectroscopy in gases and in solid targets.
2) The luminescent quantum efficiency of Cr3+
ions in Cs2NaAlF6 single crystals
G.Torchia,
D.Schinca,F.Cusso and J.O.Tocho
Optical
Materials, Vol: 20/4,
pp 301-304, Dec. 2002
Abstract:
The
luminescent quantum efficiency (F) of Cr3+ ions in single fluoride
crystal Cs2NaAlF6
was determined by using the SIMPLE
(SIMultaneous Multiple-wavelength Photoacoustic and Luminescent Experiments)
method, based on the generation of photoacoustic and luminescence signals after
pulsed laser excitation. The luminescent quantum yield for the most important transition
between the 4T2 à 4A2 vibronic
levels was found to be 68±1.5 %.
This value agrees with that obtained from the ratio of the lifetimes of the
corresponding levels at different temperatures.
En actas de Congreso (con referato):
1)
Devolopement
of continuous optical sensors for stack emissions
Fabián Videla , Daniel C. Schinca , Edmundo Rodriguez, Roberto Di Paolo and Jorge
O. Tocho
Proceedings
SPIE of the 4th Iberoamerican Meeting on Optics and 7th latinamerican Meeting
on
Optics, Lasers
and Applications, Vol.4419, pp: 42-45,
2001
Abstract:
This work continues
with the development of a non -dispersive
UV (NDUV) optical sensor for stack emissions.for SO2 and NO2
.These gases are among the most important ones in the emissions of the
petrochemical industry. The NDUV consists of three optical channels sensing
different spectral regions: 300 nm for SO2 , 380 nm for NO2
and 320 nm used as a common reference. Each channel has an interference filter
centered at each channel’s wavelength. and
a photodiode with control electronics. Calibration curves and the effect
of cross interference on concentration measurements of these gases are shown.
7.2
TRABAJOS
EN PRENSA Y/O ACEPTADOS PARA SU PUBLICACIÓN.
1)
An alternative method for concentration retrieval in differential
optical absorption
spectroscopy oas atmospheric
gas pollutant measurements
F.Videla, D.Schinca and J.O.Tocho (En prensa en Applied Optics)
Abstract:
Differential optical absorption
spectroscopy (DOAS) is a widely used open column technique for atmospheric gas pollution monitoring. The
concentration retrieval is based on the fitting of the measured absorbance
through the Lambert-Beer law. We present an alternative method for calculating
the gas concentration on the basis of the proportionality between
differential absorbance and
differential absorption cross-section of the gas under study. The method can be used on its own for single
component analysis or as a complement to the standard technique in
multicomponent cases. The performance of the method for the case of cross
interference between two gases is analyzed. The procedure can be used with
differential absorption cross-sections measured in the laboratory or taken from
the literature. In addition, the method provides a criterion to discriminate
against different species having absorption features in the same wavelength
range.
7.3
TRABAJOS
ENVIADOS Y AUN NO ACEPTADOS PARA SU PUBLICACION.
-----------------------
7.4
TRABAJOS
TERMINADOS Y AUN NO ENVIADOS PARA SU PUBLICACION.
I
1) On the concentration retrieval methods in DOAS
measurements
O Trabocchi, F.Videla, D.Schinca
( El trabajo trata sobre los métodos de determinación de la
concentración
de gases en mediciones con la
técnica DOAS. Se discute en particular
un nuevo enfoque a partir del formalismo de la
transformada de Walsh
para el caso de espectros
solapados).
7.5
COMUNICACIONES.
1) Desarrollo de medidores ópticos continuos
para emisiones gaseosas y calidad de aire
F.Videla, D.Schinca, R.Di Paolo, E.Rodríguez y J.O.Tocho
4th
Iberoamerican Meeting on Optics and 7th latinamerican Meeting on Optics, Lasers
and
Applications, 3-7 Sept. 2001, Tandil, Argentina
2) Estudio de un brazalete prehispánico
del noroeste argentino mediante la técnica LIBS
G.M.Bilmes, D.C.Schinca, M.Garavaglia
y G.A.M.Alvarez
4th
Iberoamerican Meeting on Optics and 7th latinamerican Meeting on Optics, Lasers
and
Applications, 3-7 Sept. 2001, Tandil, Argentina
3)
Análisis de material arqueológico mediante la técnica LIBS
G.M.Bilmes, D.C.Schinca, y C.M.Freisztav
4th
Iberoamerican Meeting on Optics and 7th latinamerican Meeting on Optics, Lasers
and
Applications, 3-7 Sept. 2001, Tandil, Argentina
7.6
INFORMES
Y MEMORIAS TECNICAS.
-------------------
- TRABAJOS
DE DESARROLLO DE TECNOLOGÍAS.
8.1
DESARROLLOS
TECNOLÓGICOS. -------------
8.2
PATENTES
O EQUIVALENTES. ------------------
8.3
OTRAS
ACTIVIDADES TECNOLÓGICAS CUYOS RESULTADOS NO SEAN PUBLICABLES ---------------
8.4
Sugiera
nombres (e informe las direcciones) de las personas de la actividad privada y/o
pública que conocen su trabajo y que
pueden opinar sobre la relevancia y el impacto económico y/o social de la/s
tecnología/s desarrollada/s. --------------------
- SERVICIOS
TECNOLÓGICOS. --------------------
- PUBLICACIONES
Y DESARROLLOS EN:
10.1
DOCENCIA
---------------
10.2
DIVULGACIÓN
------------
11.
DIRECCION DE BECARIOS
Y/O INVESTIGADORES.
-----------------
12.
DIRECCION DE TESIS.
Tesis Doctorales: Ing. Gustavo
Ratto (en ejecución)
Tema: Métodos de medición de
emisiones gaseosas y calidad de aire. Estudio y
Aplicación de técnicas espectroscópicas
dispersivas y no dispersivas.
11.13.
PARTICIPACION
EN REUNIONES CIENTIFICAS.
Ver punto 7.5
12.14.
CURSOS DE
PERFECCIONAMIENTO, VIAJES DE ESTUDIO, ETC.
---------------
15.
SUBSIDIOS RECIBIDOS EN
EL PERIODO.
----------------
14.16.
DISTINCIONES
O PREMIOS OBTENIDOS EN EL PERIODO.
---------------
15.17.
ACTUACION
EN ORGANISMOS DE PLANEAMIENTO, PROMOCION O EJECUCION CIENTIFICA Y TECNOLÓGICA.
-
Miembro del Comité
Organizador de la IV Reunión Iberoamericana de Optica (RIAO) y VII Encuentro Latinoamericano sobre Láser y Aplicaciones (OPTILAS), 3-7 Sept. 2001,
Tandil, Argentina
-
Miembro de la Comisión
Ejecutiva de la División Fotofísica de la Asociación Física Argentina.
18.
TAREAS DOCENTES
DESARROLLADAS EN EL PERIODO.
- JTP
(DSE) Dto de Física Facultad de
Ciencias Exactas, UNLP
-
Profesor Adjunto
Interino , Facultad de Ingeniería, UNLP (Centro Universitario
Regional Junín),
desde 1/8/00
porcentaje
aproximado de tiempo demandado: 25
17.19.
OTROS
ELEMENTOS DE JUICIO NO CONTEMPLADOS EN LOS TITULOS ANTERIORES. ---------------------
20.
TITULO Y PLAN DE TRABAJO
A REALIZAR EN EL PROXIMO PERIODO.
En el próximo período se continuará trabajando en el área de
espectroscopía láser y aplicación de métodos ópticos y espectroscópicos al
estudio de materiales.
Con respecto a la primera área se trabajará con la mencionada técnica
LIBS, estudiando sus características y potencialidades para análisis
composicional bajo diversas condiciones experimentales.
Por otro lado, se continuará con la aplicación de procedimientos de
filtrado para la determinación de concentración de contaminantes gaseosos
atmosféricos de espectros solapados. También se estudiará la aplicación de
técnicas de lógica difusa al tratamiento de datos de un medidor no dispersivo
UV para emisiones industriales.
Se encarará asimismo la aplicación de técnicas de filtrado y
clasificación para el tratamiento de datos de medición de scattering simple y
múltiple en diversos materiales. En particular, éste último es de interés en
tecnología de materiales (p.ej. polímeros) y en biomedicina.