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Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación Universidad Nacional de Córdoba
Grupo de Física de la Atmósfera (GFA)
Integrantes Avila, Eldo (Prof Titular) (CONICET)
Castellano, Nesvit (Prof Asociado) (CONICET)
Di Prinzio, Carlos (Prof Asociado) (CONICET)
Pereyra, Rodolfo (Prof Asociado) (CONICET)
Re, Miguel (Prof Asociado)
Aguirre Varela, Guillermo (Prof Adjunto) (CONICET)
Bürgesser, Rodrigo (Prof. Adjunto CONICET)
María Laura Lopez (Prof. Adjunto CONICET)
Arena, Lucía (Prof Adjunto)
Comes, Raúl (Prof Adjunto)
Débora Analía Pedernera (Prof Asistente)
Melina Yazmin Luque (Doctorando CONICET)
Damián Stoler (Doctorando SECYT)
Pastor Achával (Doctorando)
Richard Perdomo Arcila (Doctorando FONCYT)
Jose Barcelona (Técnico – CONICET)
1) Medición de condiciones meteorológicas en la ciudad de Córdoba
2) Detección de descargas eléctricas de tormentas de alta y media resolución
3) Estudios de laboratorio de la electrificación de nubes
4) Simulación numérica y computacional de propiedades física del agua y del hielo
5) Estudio de laboratorio de formación de hidrometeoros en nubes y análisis de granizos naturales
6) Estudio de laboratorio de procesos microfísicos en nubes producidas en nuestras cámaras de
nubes
7) Análisis de muestras de glaciares polares y permafrost
8) Estudio de muestras artificiales de hielo glacial
9) Procesos de transporte y difusión en sólidos
Áreas de Investigación
Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación Universidad Nacional de Córdoba
Grupo de Física de la Atmósfera (GFA)
Cámaras de frío para análisis
de muestras de hielo
Interior de la cámara de frío
Parte de la Infraestructura del GFA
para investigación básica
Estación metereológica
Antena de detección de rayos
Sala de tratamientos de muestras de hielo
Temas de Trabajo Final de Licenciatura
1) Estudio de propiedades de hielos polares. Director: Carlos Di Prinzio
2) Distribución superficial de temperatura en un granizo esférico rotante
Directora: Melina Luque
3) Simulaciones con Dinámica Molecular de Agua Líquida
con un modelo polarizable
Director: Rodolfo Guillermo Pereyra
4) Densidad de partículas nucleantes de hielo en nubes de alta tropósfera
Directora: Analía Pedernera
Temas de Trabajo Final de Licenciatura
1) Estudio de propiedades de hielos polares. Director: Carlos Di Prinzio
El estudio de la estructura y propiedades de los límites de grano y de la
superficie en hielo tienen su importancia tanto para la física de la atmósfera
como para la glaciología.
•Crecimiento de grano bajo presión
•Estudio de migración de bordes de grano bajo presión
•Estudio de la energía superficial de bordes de grano
•Estudio de migración de bordes de grano contaminados
•Estudio uniones triples bajo presión
•Estudio uniones triples contaminadas
Científicos observando los distintos capas en un testigo de hielo
Estratos o capas
Almacenamiento en cámaras frías
Almacenamiento in situ (pozo de perforación)
Muestra de hielo de los testigos
extraídos de los hielos polares
Vista de la muestra entre polaroide
Muestras seccionadas
de un testigo de hielo
Muestras de hielo de los testigos
extraídos de los hielos polares
Análisis de la evolución del
tamaño medio de grano de
muestras de hielo producidas en
nuestro laboratorio
Muestra de hielo vista entre polaroids cruzados
cristales burbujas
Sierra de corte de muestras
de hielo in situ
Diatomeas
Polen
Partículas de volcanes
Burbujas
Contaminantes atmosféricos
Muestra de hielo:
El objetivo del trabajo es determinar numéricamente la distribución superficial de
temperatura que adquiere un granizo esférico que se encuentra creciendo por acreción
y rotando sobre su eje polar.
Determinar las diferencias de temperaturas que puede alcanzar el granizo en su
superficie bajo condiciones representativas de las nubes de tormenta es de sumo
interés para el estudio de los mecanismos de electrificación que involucran a dichas
partículas de hielo.
Variaciones de las distribuciones de temperatura superficial con el tamaño del
granizo, con su densidad, con su velocidad de caída, con el contenido de agua
líquida disponible y con la temperatura ambiente resultan también relevantes si
se desea comprender mejor el funcionamiento de los procesos que electrifican
las partículas de hielo.
Temas de Trabajo Final de Licenciatura
2) Distribución superficial de temperatura en un granizo esférico rotante
Directora: Melina Luque
Las simulaciones son necesarias para investigar propiedades a nivel molecular, las cuales son
muy dificultosas o imposibles de estudiar experimentalmente. El realismo de predicciones
computacionales está inherentemente ligado a la habilidad de describir las interacciones
moleculares presentes en el sistema.
Hasta el momento existen una gran variedad de modelos polarizables que tienen la
particularidad común que el ajuste del momento dipolar de cada molécula se realiza por medio
de algoritmos iterativos que llevan a que el campo eléctrico y los momentos dipolares finales
sean autoconsistentes. Estos cálculos iterativos son muy costosos computacionalmente pues
multiplican por 10 o más los tiempos utilizados en simulaciones con modelos de moléculas no
polarizables.
En este plan de trabajo se propone construir un modelo de agua polarizable que no
necesite la utilización de procesos iterativos en cada paso de la dinámica, es decir que
los momentos dipolares se ajusten al campo local en tiempo real. Se propone modificar un
modelo rígido llamado TIP5P-Ew, haciendo que los sitios de pares solitarios de carga negativa
puedan moverse libremente alrededor del átomo de oxígeno. Esta libertad de movimiento de
las cargas negativas modifica el momento dipolar de la molécula de agua.
Una vez que se cuente con este nuevo modelo de molécula de agua polarizable, se pretende
realizar con el mismo simulaciones de interfaces para compararlos con resultados obtenidos
con modelos rígidos y contrastarlos con los experimentos si es posible.
Temas de Trabajo Final de Licenciatura
3) Simulaciones con Dinámica Molecular de Agua Líquida
con un modelo polarizable
Director: Dr. Rodolfo Guillermo Pereyra.
La formación de partículas de hielo en nubes troposféricas modifica significativamente
las propiedades radiativas y microfísicas de la nube.
La nucleación homogénea del hielo en la tropósfera se produce a
T < -38°C y a RHhielo > 140%.
En ausencia de estas condiciones la nucleación del hielo puede ocurrir
heterogéneamente ayudada por partículas de aerosoles conocidas como partículas
nucleantes de hielo (ice nucleating particles, INP) [1]. En su último resumen
monográfico[2] la Sociedad Americana de Meteorología acentúa la necesidad de
caracterizar sistemáticamente las propiedades de estas partículas INPs y recomienda
fuertemente cuantificarlas.
Nubes con un elevado contenido en partículas de hielo y de tipo cumulus nimbus con
gran desarrollo en altura, son producidas en una cámara fría de laboratorio (de
dimensiones similares a las de un freezer doméstico), que posee un rango de
temperatura de trabajo de hasta -50°C.
En esta propuesta se pretende determinar experimentalmente el número de
partículas nucleantes de hielo por litro que son activados en nuestro entorno en
función de la temperatura, entre -50°C y -30°C, y para diferentes niveles de
sobresaturación de humedad relativa sobre hielo. [1]: Kanji, Z.A., L.A. Ladino, H. Wex, Y. Boose, M. Burkert-Kohn, D.J. Cziczo, and M. Krämer, 2017: Overview of Ice
Nucleating Particles. Meteorological Monographs, 58, 1.1-1.33, https://doi.org/10.1175/AMSMONOGRAPHS-D-16-
0006.1
[2]: https://journals.ametsoc.org/toc/amsm/current
Temas de Trabajo Final de Licenciatura
4) Densidad de partículas nucleantes de hielo en nubes de alta tropósfera
Directora: Analía Pedernera
Esta propuesta está planificada para el rango de temperatura (-50 ; -30)°C, cuyo
interés está centrado en el hecho de que no existen hasta el momento datos
experimentales en el mencionado intervalo de temperatura para nuestras latitudes, los
cuáles son de gran importancia para poder enriquecer las habilidades predictivas a
mediano y largo plazo de los modelos meteorológicos.
Temas de Trabajo Final de Licenciatura
4) Densidad de partículas nucleantes de hielo en nubes de alta tropósfera
Directora: Analía Pedernera
LASER
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y laboratorios 253 y 336.
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1) Estudio de propiedades de hielos polares. Director: Carlos Di Prinzio
2) Distribución superficial de temperatura en un granizo esférico rotante
Directora: Melina Luque
3) Simulaciones con Dinámica Molecular de Agua Líquida
con un modelo polarizable
Director: Rodolfo Guillermo Pereyra
4) Densidad de partículas nucleantes de hielo en nubes de alta tropósfera
Directora: Analía Pedernera
