Abstract Corrosion causes great losses and catastrophic damages in industrial plants and infrastructure, among the methods to reduce it are the coatings. The use of metal-ceramic multilayer coatings to reduce corrosion in steels is a viable option, since they offer several advantages over single-layer coatings, among which, they can be deposited with relatively high thicknesses and are able to dissipate the residual stresses that form during the growth of the thin films, which maintains its adhesion to the substrate. The coatings were deposited by magnetron Sputtering, using Ti and W targets. Two multilayer architectures were designed and deposited, including tungsten nitride (WN) and titanium tungsten nitride (WTiN) coatings with alternated bilayers of Ti/TiN and W/WN, those two deposition sequences of layer were identified as A with more Ti and B layers with higher W content; both consist of a nine-layer deposit process. The structure was studied by X-ray diffraction and the morphology and composition by SEM and EDS respectively. The surface was studied with profilometry and atomic force microscopy. The electrochemical behavior was analyzed in a sodium chloride solution by means of potentiodynamic polarizations and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). X-ray diffraction results show the presence of two phases of WN. The grain size of coating A is similar to that obtained in coating B. The morphology of the multilayers showed a mostly smooth surface but with the presence of spherical domes, as well as cracks in both coatings, being more abundant in the coating B. In its cross section, the sequence of multilayers composed of layers of Ti, W, TiN, WTiN and WN is observed, however in some cases the change between the individual layers is not observed and two layers remain as one in the images of MEB. The electrochemical results obtained by potentiodynamic polarization curves showed a shift of the corrosion potential towards more noble values. The corrosion current in coating A with more layers of Ti is lower than coating B and both improve the corrosion resistance of the substrate. This behavior was confirmed in the Nyquist diagram obtained by EIS.

Resumen La corrosión causa grandes pérdidas y daños catastróficos en plantas industriales y en la infraestructura. Entre los métodos para reducirla se encuentran los recubrimientos. El uso de recubrimientos multicapa metal-cerámico es eficiente para disminuir la corrosión en aceros, es considerada una opción viable, ya que ofrecen diversas ventajas respecto a los recubrimientos de una capa: una de estas ventajas es que son depositadas con espesores relativamente altos y son capaces de disipar las tensiones residuales que se forman durante el crecimiento de recubrimientos delgados, lo cual mantiene su adhesión al sustrato. Los recubrimientos se depositaron por erosión iónica con magnetrón, utilizando blancos de Ti y W. Se diseñaron y depositaron dos arquitecturas de multicapas que incluye recubrimientos de nitruro de tungsteno (WN) y nitruro de tungsteno titanio (WTiN) con bicapas alternadas de Ti/TiN y W/WN. Esas dos secuencias de depósito de capas se indentificaron como A con más capas Ti y B de mayor contenido de W, ambas constan de un proceso de depósito de nueve capas. La estructura se estudió por difracción de rayos X y la morfología y composición por SEM y EDS respectivamente. La superficie se estudió con perfilometría y microcopia de fuerza atómica. El comportamiento electroquímico se analizó en una solución NaCl por medio de polarizaciones potenciodinámicas y espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS). Los resultados de difracción de rayos X muestran la presencia de dos fases de WN. El tamaño de grano del recubrimiento A es similar al obtenido en el recubrimiento B. La morfología de las multicapas mostró una superficie en su mayoría lisa, con presencia de domos esféricos, así como grietas en ambos recubrimientos, siendo más abundantes en el recubrimiento B. En su sección transversal, se observa la secuencia de las multicapas compuestas por capas de Ti, W, TiN, WTiN y WN, pero en algunos casos no se aprecia el cambio entre las capas individuales y dos capas permanecen como una sola en las imágenes de SEM. Los resultados electroquímicos obtenidos mediante curvas de polarización potenciodinámica mostraron un corrimiento del potencial de corrosión hacia valores más nobles. La corriente de corrosión en el recubrimiento A con más capas de contenido de Ti, es menor comparada con la del recubrimiento B, ambas mejoran la resistencia a la corrosión del sustrato. Este comportamiento se confirmó a través del diagrama de Nyquist obtenido por EIS.

Se caracterizaron los efectos generados en las películas delgadas de ZnO al ser irradiadas con iones de silicio a energías de 6, 8 y 10 MeV. Las películas de ZnO con espesores entre 100 y 400 nm fueron crecidas por medio de erosión iónica sobre sustratos de silicio y sílice de alta pureza. Posteriormente algunas fueron sometidas a un tratamiento térmico a 500ºC en aire durante una hora antes de ser irradiadas con los iones de Si. La estequiometría 1:1 del compuesto, analizada mediante Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS), se mantuvo constante después de los tratamientos térmicos y todas las irradiaciones realizadas. La difracción de rayos X muestra que el depósito inicial de las películas presenta una dirección preferencial de crecimiento según <002>, la cual es alterada por la irradiación. La absorción óptica de las películas con tratamiento térmico muestra la aparición de un pequeño incremento en los 355 nm; además solamente se observa una reducción en la absorción del 50% en las películas irradiadas con iones de Si de 10 MeV debido a la pérdida de espesor de película durante este tratamiento de irradiación.

This work presents the characterization of the effects generated in ZnO thin films by irradiating them with silicon ions at energies of 6, 8 and 10 MeV. The ZnO films with thickness between 100 to 400 nm were produced by RF-magnetron sputtering on silicon and high purity silica substrates. After being grown, some films were heated at 500ºC in air during one hour and every sample was irradiated by Si ions. From the Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS) analysis, the compound 1:1 stoichiometry was maintained for all samples after the thermal treatments and ion irradiations. The Xray diffraction indicates that the as deposited films have a preferential grown <002> and this direction is altered by the irradiations. The optical absorptions for the annealing films show a small increment at 355 nm wavelength, moreover for the films irradiated with Si at 10 MeV present a diminution of 50% due to thin film thickness lost during irradiation treatment.

A Berg model application for ZrO X thin film deposition by DC reactive sputtering is presented. An alternative treatment to this model is proposed, focused on an engineering point of view. Berg model involves target poisoning as a compound covering a fraction of the target surface, pressure, input flow and pumping speed. In the alternative treatment presented, all these quantities -some hard to be measured-are condensed by considering variations in the target voltage and plasma impedance, that together comprises the discharge voltage. The advantage of this handling is that can be easily used by a field engineer, without necessity of advanced knowledge in material science.

Se presenta una aplicación del modelo de Berg para el depósito de películas delgadas de ZrO X por la técnica de erosión iónica reactiva. Se propone un tratamiento alternativo de dicho modelo, adaptándolo a un punto de vista ingenieril. El modelo de Berg en su forma original considera el envenenamiento del blanco como una fracción de cobertura de la superficie del blanco, la presión de depósito, los flujos de entrada y la velocidad de bombeo. En el tratamiento alternativo que aquí se ejemplifica, todas estas cantidades -difíciles de medir en la practica - se reducen a considerar solamente variaciones en la caída de voltaje en el blanco y la impedancia del plasma, que juntos conforman el voltaje de descarga. La ventaja de este tratamiento es que puede ser usado fácilmente por un ingeniero de campo, sin conocimientos en ciencias de materiales, para controlar las propiedades de la película a depositar.

A set of AlN thin-films was prepared by reactive magnetron sputtering at room temperature. The purpose of this work was to study the effect of oxygen impurities on the structural and optical properties of AlN films. The structural and optical properties of the resulting films were characterized using X-ray diffraction (XRD) and spectroscopic ellipsometry, respectively. Depending on the deposition conditions, films can be hexagonal (wurtzite, P6(3)3m3) or cubic (zinc blende, Fm3m) in their microstructure. From the optical measurements, the ellipsometric parameters (ψ,Δ) and the real refractive index as a function of energy were obtained. From the ellipsometric measurements, a model of the Lorentz single-oscillator was employed to estimate the optical band gap, Eg.

Se utilizó la técnica de erosión iónica reactiva para crecer películas delgadas de nitruro de aluminio (AlN). El propósito principal de este trabajo consistió en analizar el efecto del oxígeno en las propiedades ópticas y estructurales de las películas. Las propiedades estructurales y ópticas de las muestras se caracterizaron con espectroscopia elipsométrica y difracción de rayos X, respectivamente. La microestructura que pueden presentar las películas puede ser hexagonal (tipo wurzita, P6(3)3m3) ó cubica (zinc-blenda, Fm3m), dependiendo de las condiciones de depósito. A partir de la medición de los parámetros elipsométricos (ψ,Δ), se utilizó el modelo del oscilador simple de Lorentz para obtener un estimado del ancho óptico, Eg.

Pulsed laser ablation is used to deposit Pb(Mg1/3Nb2/3)0.90Ti0.10O3 (PMNT) polycrystalline thin films on TiN bottom electrodes, which in turn are prepared by DC sputtering on Si wafers. The PMNT perovskite phase formation is confirmed by x-ray diffraction analysis. The morphology of the films is analyzed by scanning electron microscopy. The nature of the ferroelectric layer-electrode interface is studied by transmission electron microscopy. The effect of the characteristics of the interface in the performance of the multilayer system is also studied. The characteristics of the TiN films, used as electrodes, are evaluated using Auger electron spectroscopy and x-ray photoelectron spectroscopy. Finally, a model for the PMNT/TiN/SiO2/Si film system thus obtained is proposed.

Se depositan películas policristalinas de Pb(Mg1/3Nb2/3)0.90Ti0.10O3 (PMNT) por la técnica de ablación por láser pulsado sobre electrodos de TiN que, a su vez, son crecidas por erosión iónica en DC sobre sustratos de Si. La formación de la fase perovskita del PMNT es confirmada por análisis de difracción de rayos X. La morfología de las películas es analizada por microscopía electrónica de barrido. La naturaleza de la interfaz entre la capa ferroeléctrica y el electrodo es estudiada por microscopía electrónica de transmisión. Así mismo, se estudian los efectos de las propiedades de dicha interfaz en el desempeño del sistema de multicapas. Las características de las películas de TiN, usadas como electrodos, son evaluadas mediante espectroscopía de electrones Auger y espectroscopia de fotoelectrones de rayos X. Finalmente, se propone un modelo para el sistema PMNT/TiN/SiO2/Si de películas delgadas aquí descrito.

San José river bed in the north of Chile runs across Arica city providing water supplies in the middle and high lands of Azapa valley as a result of pluvial contributions. This river rises in the central mountain range or west border of the Andean High Plateau (JICA,1995). Its superior courses are narrow, incised and sinuous ditches which prevent soil and agriculture development.The ditch becomes wider in its middle course. San José River has a permanent flow but with small quantities only in its upper course, resource which can be used locally in order to develop subsistence farming agriculture. It is only in the summer months of the High Plateau winter, between December and March, that the river as a flood stream reaches its lower course and also the ocean.That is why it has been defined by Wetzel (1975) as ephimeral river. During the months of water surplus in the Andean Plateau occur some infiltrations which recharge the water tables and/or supply water springs in the inferior course of the river. On the other hand, the lower course of Lluta river at 10 kilometers north of Arica shows permanent east-west exoreic draining (Goldman & Home, 1994; Wetzel, 1975) and its basin of 174 kms long is classified as Pre-Andean, being its main tributaries Azufre river and Caracarani, Colpita and Socoroma gorges. As many of the main basins in the region, this one shows little or no seasonal rains. The Lluta river is characterized by its high borum (B) concentrations (Acquaconsult Cía Ltd. 1998). The B concentration in Lluta river is between 16 and 25 mg/L, being labelled as class 4 water according to the Secondary Quality Norm in Sea Water. In general, alluvia in both basins as torrential events of relative magnitude in volume and effect produce erosion in both beds, adjacent lands, and farming soil which in turn causes damage to crops, productive soil, and irrigation systems.These non- periodic alluvia also destroy roads, railways, tap water systems, damaging Arica city and other rural human settlements; they also contribute to block the commercial port, spoiling beaches in the shoreline with settling and suspended particulate matters (STSS) of continental origin. The purpose of this research is to quantify the STSS which is carried to the shoreline of Arica's harbour during summer alluvial events. The sampling methodology and STSS analysis followed the protocols indicated in APHA,AWWA,WPCF. NORM METHODS for tap and residual waters analysis. Díaz de Santos Ed., S.A. (1992). Results coincide with what it was observed some years ago when one of the docks in the Chinchorro area became blocked. The ST report at the Lluta river mouth in February 2005 was 1.705,47 t/day whereas San José river showed a 72.22 t/day during the highest flow days. The fluvial particulate matter greatly damages the city tourism preventing residents and tourist to visit the noth area beaches. These sediments cause the seaport dock become blocked. The Lluta river provides more seasonal sediments than San Jose river, nevertheless the latter causes more damage in public infrastructure and tourism.

El cauce del río San José, en el norte de Chile, atraviesa la ciudad de Arica, aporta suministro hídrico en la parte alta y media del valle de Azapa, como resultado de aportes pluviales. Este río nace en la cordillera Central o límite poniente del Altiplano Andino (JICA, 1995). Sus cursos superiores son cauces estrechos, encajonados y sinuosos, limitando el desarrollo del suelo y la agricultura. En su curso medio, el cauce se ensancha. El río San José tiene un caudal permanente, pero en cantidades reducidas sólo en su curso superior, recurso que se puede utilizar localmente para desarrollar una agricultura de subsistencia. Sólo en los meses estivales del invierno altiplánico -entre diciembre y marzo- en la forma de torrente aluvional logra alcanzar su curso inferior e incluso al mar, razón por la cual se ajusta a la definición de río efímero planteada por Wetzel (1975). En los meses de excedentes hídricos en la precordillera se producen infiltraciones que recargan las napas subterráneas y/o alimentan las vertientes existentes en las secciones inferiores del cauce de descarga. Por su parte, el río Lluta, ubicada su parte baja unos 10 km al norte de Arica, presenta escurrimiento exorreico (Goldman & Horne, 1994; Wetzel, 1975) permanente en sentido este-oeste y su cuenca se clasifica como preandina, la cual tiene una longitud de 147 km y son sus principales tributarios el río Azufre y las Quebradas de Caracarani, Colpitas y Socoroma. Como la mayoría de las cuencas principales de la región, ésta se caracteriza por la escasez o baja frecuencia de precipitaciones estacionales. El río Lluta, en el acuífero superficial, se caracteriza por altos contenidos de boro (B) (Aquaconsult Cía. Ltda., 1998). La concentración de B en el río Lluta oscila entre 16 y 25 mg/L, por lo que clasifica en agua clase 4 de acuerdo con la Norma de Calidad 2ª en Aguas Marinas. En términos generales, la ocurrencia de aluviones en ambas cuencas, como eventos torrenciales de cierta consideración tanto en volumen como en efectos, produce la erosión del cauce, terrenos adyacentes y suelos agrícolas aledaños, provocando la pérdida de suelos productivos y sus cultivos, además de daños en bocatomas y sistemas de riego. Estos aluvionales aperiódicos destruyen también caminos, vías férreas y redes de agua potable, impactando la ciudad y otros asentamientos humanos rurales; contribuyen al embancamiento del puerto comercial, deteriorando playas del litoral marino por el transporte de material particulado suspendido y sedimentable hacia ese sector costero. El objetivo de este trabajo es cuantificar el material particulado suspendido y sedimentable (STSS) de origen continental transportado fluvialmente al sector costero de la rada de Arica durante eventos aluvionales estivales. La metodología de muestreo y análisis de STSS siguió los protocolos indicados en APHA, AWWA, WPCF. MÉTODOS NORMALIZADOS para el Análisis de Aguas Potables y Residuales. Ediciones Díaz de Santos, S. A. (1992). Los resultados coinciden con lo observado hace algunos años, cuando uno de los muelles del sector Chinchorro quedó embancado. El registro de ST en la desembocadura del Lluta en febrero de 2005 fue de 1.705,47 ton/día, mientras que el San José aportó 74,22 ton/día, durante uno de los días de mayor caudal. El material particulado fluvial afecta notablemente el turismo de la ciudad, alejando a residentes y turistas de playas del sector norte. Estos aportes contribuyen al embancamiento de la dársena del puerto comercial. El río Lluta hace mayor aporte estacional de material sedimentario que el río San José, pero este último produce mayor impacto en infraestructura pública y turismo.

El principio axiomático de considerar al relieve de la superficie terrestre como un sistema dinámico complejo con la cualidad de dejar testimonios de sus comportamientos pasados plantea el reto de la reconstrucción histórica de la evolución geomorfológica en las diferentes regiones. Un aspecto fundamental de la complejidad de los sistemas geomórficos es la existencia de historias muy diversas en regiones diferentes. En estudios previos se han delineado las directrices generales del proceso evolutivo del relieve en el altiplano de Santa Rosa de Osos y se han identificado y descrito las generaciones de relieve asociadas a cada fase (Arias et al, 2000, 2002, 2006). Si el relieve de una región es en lo fundamental un producto histórico, es pertinente la pregunta acerca de los tipos de relieve que están siendo modelados actualmente. En otros términos más específicos: ¿Cuales son los mecanismos activos de modelado del relieve y las geoformas resultantes en el altiplano de Santa Rosa de Osos? Intentar responder satisfactoriamente este interrogante constituye el objetivo central del ensayo. Las concavidades semicirculares encajadas en los flancos de las colinas del ASRO constituyen la generación de relieve en proceso activo de modelado en esta unidad de relieve mayor de la cordillera Central. Inicialmente se presenta una descripción de estas geoformas con base en las características morfométricas de sus elementos constitutivos (flancos, fondo plano y cierre terminal). La configuración mórfica de las concavidades expresa un proceso de evolución convergente; su diversidad mórfica se interpreta como estados de desarrollo mórfico distintos. La diversidad mórfica de las concavidades se despliega en las fases embrionarias y tempranas de su desarrollo expresando así una trayectoria de evolución divergente, mientras en las fases avanzadas se hace explícito un proceso de convergencia mórfica, acorde con una evolución convergente. Las hipótesis cualitativas postuladas en este ensayo acerca del modelado de las concavidades de primer orden emplea parámetros morfométricos factibles de cuantificar (pendientes, longitud y perfil de los flancos; área, gradiente y forma de la línea perimetral de los fondos planos; grado de encajamiento del fondo plano). Las hipótesis cualitativas podrán someterse al análisis cuantitativo en el momento que los modelos digitales de elevación (MDE) disponibles tengan la resolución espacial adecuada. El ensayo aborda igualmente la investigación del mecanismo de modelado. Este mecanismo opera como una sucesión de circuitos de retroalimentación positiva, inestables por su naturaleza, los cuales al “romperse” (cruzar su umbral de estabilidad) generan un conjunto de procesos y geoformas transitorias, tales como: · La transformación de un flujo hídrico interno de carácter intergranular en un flujo concentrado. · La transformación de una “erosión química” interna, eficiente para evacuar materiales iónicos, especialmente sílice, en una “erosión física” interna que evacua material particulado (arcillas, limos y arenas), en franjas alargadas del perfil de meteorización. · Procesos de tubificación que generan túneles y chimeneas al interior de los perfiles de meteorización. · Finalmente, el colapso de los sobretechos de estas geoformas internas, con lo cual, el proceso morfogenético pasa de una fase subterránea a otra con expresión superficial. Los procesos identificados en este estudio involucran la disolución iónica de arcillas caoliníticas presentes en perfiles de meteorización de la cuarzodiorita del batolito Antioqueño. Las tasas de los procesos de disolución de arcillas y de formación de túneles y chimeneas se desconocen; ahondar en estos tópicos es una necesidad apremiante por sus consecuencias negativas en los proyectos infraestructurales (presas hidráulicas, carreteras) y en las actividades agropecuarias.

To consider the relief of the terrestrial surface as a complex dynamic system with the quality of leaving testimonies of its last behaviors is the axiomatic principle that presents the challenge of historical reconstruction of landforms in different regions. A fundamental aspect of the complexity of geomorphic systems is the existence of diverse histories in different regions. In previous studies they have been delineated the general guidelines of the evolutionary process of the relief in the uplifted erosion surface of Santa Rosa de Osos “altiplano”; the relief generations associated to each phase have been previously identified and described (Arias et al, 2000, 2002, 2006). If the relief of a region is fundamentally a historical product, it has relevance the question about the relief types that are being actively modeled. In more specific terms, which the active mechanisms of modeling are? and which the resulting geomorphic structures in Santa Rosa de Osos highlands are? Trying to respond this query satisfactorily constitutes the central objective of this essay. Semicircular fitted concavities in the flanks of the hills of the ASRO constitute the active relief generation. A description of morphometric characteristics of its constituent elements (flanks, plane bottom and terminal closing) is presented initially. The geomorphic configuration of these structures expresses a process of convergent evolution; the diversity of them is interpreted as different states of morphic development. Geomorphic diversity operates in the embryonic and early phases of modeling of first order concavities and express a divergent evolution while in the advanced phases it becomes explicit a process of convergent evolution. Postulated qualitative hypotheses about the modeling of first order concavities use quantifiable parameters (slopes, longitude and profile type of the flanks; area, gradient and its forms of perimeter line of the plane bottom; degree of fit of the plane bottom). The qualitative hypotheses could be undergone quantitative analysis in the moment that digital models of elevation (MDE) available have the appropriate spatial resolution. The essay approaches the investigation of the mechanisms of modeling of these geomorphic structures. These mechanisms operate like a succession of positive feedback circuits, unstable for its nature, which when are broken (to cross its threshold of stability) generates a process group and transient landforms, such as: · The transformation of an intergranular internal flow in a concentrated flow. · The transformation of an efficient internal chemical erosion to evacuate ionic materials -especially sílica - in internal physical erosion that evacuates particle material (clays, silts and sands). · Piping process generates tunnels and chimneys into weathering profiles. · Collapses of recovering materials of tunnels and chimneys generate a systematic cluster of hollows along axial concavities. As a consequence, morphogenetic processes shift from underground to superficial conditions. Identified processes in this study involve dissolution of kaolinitic clays in weathering profiles derived from granitic rocks. The rates of kaolinitic dissolution and formation of tunnels and chimneys are ignored; however, to deepen in this topic is an urgent necessity for their negative consequences in the infrastructural projects (dams, highways) and agricultural activities.

Introduction: The exposure of soft drinks and fruit juices is constantly increasing and the main caracteristic of these beverages is the high acidity. This alteration of oral balance causes a more frequent loss of dental minerals. Our main objective was to identify the quantity loss of fluor of a tooth and compare this effect caused by two different kinds of soft drinks. Methodology: 30 bicuspids were put in two different groups, 15 in each, extracted by ortodontics indication The tooth did not have evidence of clinical pathology. The experiment consisted in applying an ionic buffer, and later put the results in a calibration curve. So with a pH-Meter (Orion, model 920 a) the pH value was obtained. Then the tooth was submerged for 30 minutes in the soft drink and with the electrode the result of the presente quantity of fluor was obtained. The statistic T-test for independent proof where done. Results: more and more research confirm the impact of the acid in the mouth and its role in dental erosion. In our research the pH value of the orange drink was 3.1 and the value for the coke drink was 2.5. Otherwise it shows a statistic difference of the loss of fluor by the different drinks (p<0.0001). Conclusion: An important loss of fluor occurs in the tooth when it gets in contact with an acid drink, as it also occurs a significant difference in the effect of acid drinks with a variation of 0.6 pH.

Introducción: La exposición a refrescos y zumos de frutas se encuentra en constante aumento, siendo su principal característica la elevada acidez que presentan. Con estas alteraciones del equilibrio oral, la perdida mineral de la estructura dentaria es muy frecuente. Nuestro objetivo fue identificar la cantidad de flúor perdido de una pieza dentaria y comparar el efecto de dos bebidas presentes en el mercado. Metodología: Se formaron dos grupos con 15 premolares cada uno, extraídos por indicación de ortodoncia; las piezas no presentaban patologías clínicas. El experimento consistió en la aplicación de un amortiguador de fuerza iónica para posteriormente llevarlo a una curva de calibración. Luego con un pH metro (ORION, modelo 920 A) se obtuvo los datos de pH de las bebidas; luego, durante 30 minutos se sumergió en la respectiva bebida para que con el electrodo se obtuviera los resultados de flúor presente. Se realizo la prueba estadística T test para muestras independientes. Resultados: cada vez más estudios confirman el impacto de los ácidos en la cavidad oral y su papel en la erosión dentaria. En nuestro estudio se aprecio un pH de 3,1 para la bebida de naranja y 2,5 para la bebida cola. Además arrojo diferencia significativa de la pérdida de flúor según la bebida aplicada (p<0,0001). Conclusión: existe una importante pérdida de flúor de las piezas dentarias cuando se aplica una bebida ácida así como también existe diferencia significativa en el efecto de bebidas ácidas con solo 0,6 pH de diferencia.