Resumen En el presente trabajo se llevó a cabo el diseño de una serie de experimentos que tienen como objetivo brindar a los docentes de cursos de química analítica, herramientas que les permitan demostrar de manera práctica la importancia de la selección de la longitud de onda de análisis en las mediciones de absorbancia en la disciplina de la espectroscopía de ultravioleta visible. Inicialmente, se plantearon una serie de experimentos basados en la absorción de radiación por parte de soluciones de azul de metileno y azul de bromotimol (con pH regulado a 3,7) a diferentes concentraciones. Para ello, se hizo pasar un haz de color rojo (665 nm) y violeta (405 nm) sobre una serie de soluciones de azul de metileno y azul de bromotimol a estudiar y se observó de forma cualitativa la atenuación de la intensidad (o potencia) del haz de radiación después de salir de la celda, teniendo en cuenta que, a mayor atenuación o disminución de la intensidad de la radiación, mayor sería la absorbancia por parte de la muestra. Seguidamente, se propuso un experimento en el laboratorio basado en la realización de curvas de calibración de azul de metileno y azul de bromotimol (regulado a pH de 3,7) a diferentes longitudes de onda (665 y 425 nm), con el fin de proveerle información cuantitativa al estudiante sobre la importancia de la selección de la longitud de onda en aplicaciones de la espectroscopía de absorción ultravioleta visible. Finalmente, los experimentos más representativos del presente trabajo fueron enmarcados en una serie de experimentos cortos de fácil realización, los cuales permiten facilitar la adquisición de conceptos mediante la interacción directa con los fenómenos a estudiar.

Abstract In the present work, the design of a series of experiments was carried out with the objective of providing teachers of analytical chemistry courses with tools that allow them to demonstrate in a practical way the importance of the analysis wavelength in the measurements of absorbance in the, discipline of visible ultraviolet spectroscopy. Initially, a series of experiments based on the absorption of radiation by methylene blue and bromothymol blue (with pH regulated at 3.7) at different concentrations are proposed. To do this, the red (665 nm) and violet (405 nm) colored beam was passed over the solution to be studied and the attenuation of the intensity (or power) of the radiation beam was observed qualitatively after leaving the solution cell, considering that the greater the attenuation or decrease in the intensity of the radiation, the greater the absorbance of the sample. Finally, an experiment is proposed in the laboratory based on the realization of calibration curves of methylene blue and bromothymol blue (regulated at pH 3.7) at different wavelengths (665 and 425 nm), to provide quantitative information to the student about the importance of the selection of the wavelength in applications of visible ultraviolet absorption spectroscopy.

Resumen: En este trabajo de investigación se reporta la caracterización de un láser de He-Ne usando un interferómetro de Michelson y el programa tracker, donde también fueron analizados los fundamentos teóricos y el funcionamiento del láser gaseoso y del interferómetro. Fueron encontrados valores para la longitud de onda usando el interferómetro por dos métodos, con una medición manual y con una técnica de análisis del video de la medición con el programa tracker, encontrándose errores relativos menores al 1 % respecto a valor de referencia de 632,8 nm. Con un método simple asistido por el programa tracker fue medida la longitud de coherencia o componente temporal de la coherencia, para la cual no se encontró un valor de referencia con este método para su comparación. Para el ensanchamiento del haz, con mediciones del diámetro del haz a diferentes distancias se encontró un valor de ángulo promedio mayor que el del valor teórico calculado. Los resultados de las mediciones muestran el estado de funcionamiento relativamente bueno del láser antiguo, de más de 50 años de uso en las prácticas docentes de la carrera de Física.

Abstract: In this research work, the characterization of a He-Ne laser using a Michelson interferometer and the tracker program is reported, where the theoretical foundations and the operation of the gaseous laser and the interferometer were also analyzed. Values for the wavelength were found using the interferometer by two methods, with a manual measurement and with a video analysis technique of the measurement with the tracker program, finding relative errors less than 1% with respect to the reference value of 632, 8 nm. With a simple method assisted by the tracker program, the length of coherence or temporal component of coherence was measured, for which a reference value was not found with this method for comparison. For the broadening of the beam, with measurements of the diameter of the beam at different distances an average angle value was found greater than that of the theoretical calculated value. The results of the measurements show the relatively good working condition of the old laser, with more than 50 years of use in the teaching practices of the Physics career.

Abstract In this work, wet bulk density ρWBD and compressional wave velocity VP core log data obtained along the AND-2A drillcore are plotted on density-velocity ternary mineral Rock Physics Templates (RPTs) built from a Self-Consistent (SC) micromechanics modelling with the purpose to determine data trends that allow us to assist in identifying mineral lithotypes and lithological features throughout the 1138 m length of the drillcore. The elastic properties of the three dominant minerals present in the drillcore (mixed clays, quartz, and calcite) and the pore-filling fluid (brine) were used as input data for the SC model. The interpreted lithology is then compared to that obtained from the analysis of the AND-2A drillcore ρWBD and VP log data using Gardner type density-velocity cross plots. Results from both the SC and Gardner methods are in good agreement with the main lithologies present in the AND-2A drillcore already reported in the scientific literature. Our findings also agree well when compared to the lithological description of six selected rock samples obtained at different depths on the AND-2A drillcore. These results suggest that the proposed SC approach could be helpful to assist to identify lithology in scientific drill holes where downhole elastic properties may exist over intervals where portions of the drillcore were not recovered. Furthermore, even when elastic property data sets come from measurements on cores, the SC approach is likewise useful because, from visual analysis alone, lithology can sometimes be difficult to determine, and additional information from the analysis of the elastic properties may provide more insight.

Resumen En este trabajo, los valores de densidad volumétrica húmeda ρWBD y de velocidad onda compresional VP obtenidas a lo largo del núcleo de perforación AND-2A son graficados sobre plantillas ternarias de física de rocas (Rock Physics Templates, RPTs) construidas a partir de un modelo micromecánico autoconsistente (Self-Consistent, SC) con el fin de determinar las tendencias en las propiedades elásticas del núcleo que permitan ayudar a identificar los litotipos minerales y en consecuencia identificar también las características litológicas presentes a lo largo de los 1138 m. de longitud del núcleo. Las propiedades elásticas de los tres minerales dominantes presentes en el núcleo de perforación (arcillas mixtas, cuarzo y calcita); así como el fluido que satura su espacio poroso (salmuera) se utilizaron como insumos del modelo autoconsciente. La litología interpretada es también comparada con la que se obtiene a partir del análisis de los valores de ρWBD y VP utilizando gráficos cruzados de densidad-velocidad de tipo Gardner. Los resultados que se obtienen usando los métodos SC y de Gardner concuerdan con las principales litologías presentes a lo largo del núcleo AND-2A reportadas en la literatura científica. Nuestros resultados también son consistentes con la descripción litológica de seis muestras de roca obtenidas a diferentes profundidades del núcleo AND-2A. Estos resultados sugieren que las predicciones del método autoconsistente podrían ser útiles para ayudar a identificar litología en perforaciones científicas en donde las propiedades elásticas a lo largo de la pared del pozo de perforación podrían existir en intervalos en los que no se recuperaron muestras del núcleo de perforación. Además, incluso cuando las propiedades físicas elásticas se obtienen a través de mediciones en núcleos, el método autoconsistente también es útil porque la litología a veces puede ser difícil de determinar solamente a partir del análisis visual; de modo que el estudio de las propiedades físicas del núcleo puede proporcionar mayor información.

Abstract This work presents an approach to characterize the pore-structure and anisotropy in carbonate samples based on the Effective Medium Method (EMM). It considers a matrix with spheroidal inclusions which induce a transverse anisotropy. The compressional wave (VP), vertical (VSV) and horizontal (VSH ) shear wave velocities are estimated, taking into account parameters as characteristic length, frequency, wave incidence angle, aspect ratio, mineralogy, and pore-filling fluid to predict pore shape in carbonates. Ranges of aspect ratios are shown to discriminate different pore types: intercrystalline, intergranular, moldic, and vuggy. The wave incidence angle is a determinant parameter in the estimation of VP (0°,45°,90°), VSV (0°) and VSH (90°) to calculate dynamic anisotropic Young's modulus (E33) and Poisson's ratio (v31), together with the Thomsen parameters, ε, γ, and δ for quantification of the anisotropic pore-structure. The obtained results establish that the size and the pore-structure have a more significant impact on the elastic properties when the porosity takes values greater than 4% for the three ranges of frequency, ultrasonic, sonic, and seismic. This investigation predicts the pore-structure and pore-size to improve the characterization and elastic properties modeling of carbonate reservoirs. The validation of results includes porosity measurements and ultrasonic velocity data of different carbonate samples.

Resumen En este trabajo se presenta un enfoque para caracterizar la estructura de poros y la anisotropía en muestras de carbonatos basado en el Método del Medio Efectivo (EMM) dinámico. Este considera una matriz con inclusiones elipsoidales que inducen una anisotropía transversal. Se estiman las velocidades de onda compresional (VP), de cizalla vertical (VSV) y horizontal (VSH) teniendo en cuenta parámetros como longitud característica, frecuencia, ángulo de incidencia de la onda, razón de aspecto, mineralogía y tipo de fluido en los poros para predecir la forma de poro en carbonatos. Se muestran rangos de razones de aspecto para discriminar los diferentes tipos de poro: intercristalinos, intergranulares, móldicos y vugulares. El ángulo de incidencia de la onda es un parámetro que influye en la estimación de VP (0°,45°,90°), VSV (0°) y VSH (90°) para calcular el módulo de Young anisótropo dinámico (E33) y la relación de Poisson (v31), así como los parámetros de Thomsen, ε, γ, y δ para cuantificar la anisotropía inducida por la estructura de poros. Los resultados obtenidos establecen que el tamaño y estructura de poro tienen un impacto muy significativo en las propiedades elásticas cuando la porosidad tiene valores mayores al 4% para los tres rangos de frecuencia, ultrasónica, sónica y sísmica. En esta investigación se predice la estructura y el tamaño de los poros para mejorar la caracterización y el modelado de propiedades elásticas de los yacimientos carbonatados. La validación de los resultados incluye la comparación con mediciones de porosidad y datos de velocidad ultrasónica para diferentes muestras de carbonatos.

Resumen El p-nitrofenol (pNP) es un compuesto ampliamente utilizado para la determinación analítica de esterasas (EC. 3.1.1.X), incluidas las lipasas (E.C. 3.1.1.3). La mayoría de las mediciones enzimáticas emplean sus derivados, tales como ésteres, que se descomponen por hidrólisis, liberando pNP que se cuantifica por su absorbancia a 410 nm. Aunque, este tipo de métodos se desarrolló hace algunas décadas, el análisis espectrofotométrico de pNP requiere mediciones precisas de pH y temperatura, para lograr determinaciones confiables. El objetivo de este trabajo es ofrecer una actualización gráfica de cómo el pH y la temperatura afectan la absorbancia de p-nitrofenol a diferentes longitudes de onda en medios emulsionados para ensayos con lipasas, debido a su relevancia para la determinación cuantitativa de la actividad de las lipasas bajo métodos espectrofotométricos. Para resaltar la importancia de cada variable en este análisis, se disolvió pNP en medios emulsionados (para la cuantificación de la actividad de la lipasa) a varios valores de pH de 4.00 a 11.00 y se midió su absorbancia en un rango de 270 nm a 500 nm a varias temperaturas en el rango de 25 °C a 50 °C. El comportamiento químico de pNP bajo estas condiciones se correlacionó mediante la construcción de gráficos tridimensionales. Como resultado, los gráficos 3D construidos experimentalmente, mostraron que, independientemente de la temperatura, por debajo de pH 6.00 el pNP absorbe principalmente, a 317 nm, debido a la mayor abundancia de su forma protonada que es completamente predominante a pH 3.50 e inferiores. Por otro lado, a pH 10.0 y superiores, el equilibrio se desplaza completamente a la forma aniónica pNP, que absorbe a 410 nm. Nuestros datos confirman que en valores de pH cercano a la neutralidad, el pNP muestra un efecto de dependencia a la temperatura, aumentando la absorbancia a 410 nm a temperaturas más altas. Debido a muchas determinaciones cuantitativas de las actividades enzimáticas, el pNP se libera en un medio de reacción de alrededor de pH 7.00. Es necesario recordar el papel determinante del pH y la temperatura sobre estas mediciones y cómo estas variables deben ser estrictamente consideradas.

Resumo O p-nitrofenol (pNP) é um composto amplamente utilizado para a determinação analítica de esterases (EC. 3.1.1.X), incluindo lipases (E.C. 3.1.1.3). A maioria das medições enzimáticas utiliza seus derivados, como ésteres, que se decompõem por hidrólise, liberando pNP quantificado por sua absorvência a 410 nm. Embora esses tipos de métodos tenham sido desenvolvidos há algumas décadas, a análise espectrofotométrica de pNP requer medições precisas de pH e temperatura para obter determinações confiáveis. O objetivo deste trabalho é oferecer uma atualização gráfica de como o pH e a temperatura afetam a absorvência do p-nitrofenol em diferentes longitudes de onda em meios emulsionados para ensaios de lipase, devido a sua relevância para a determinação quantitativa da atividade das lipases sob métodos espectrofotométricos. Para destacar a importância de cada variável nesta análise, o pNP foi dissolvido em meio emulsionado (para quantificação da atividade da lipase) em vários valores de pH de 4,00 a 11,00 e sua absorvência foi medida na faixa de 270 nm a 500 nm a várias temperaturas na faixa de 25 °C a 50 °C. O comportamento químico do pNP nessas condições foi correlacionado mediante a construção de gráficos tridimensionais. Como resultado, os gráficos 3D construídos experimentalmente mostraram que, independentemente da temperatura, abaixo de pH 6,00, o pNP absorve principalmente a 317 nm, devido à maior abundância de sua forma protonada, que é completamente predominante em pH 3,50 e inferiores. Por outro lado, o pH 10,0 e superiores, o equilíbrio muda completamente para a forma aniônica pNP, que absorve a 410 nm. Nossos dados confirmam que em valores de pH próximos à neutralidade, o pNP mostra um efeito de dependência da temperatura, aumentando a absorvência a 410 nm em temperaturas mais altas. Em virtude de muitas determinações quantitativas de atividades enzimáticas, o pNP é liberado em um meio de reação de cerca de pH 7,00. É necessário lembrar o papel determinante do pH e da temperatura nessas medições e como essas variáveis devem ser estritamente consideradas.

Abstract p-Nitrophenol (pNP) is a widely used compound for analytical determinations of several esterases (EC. 3.1.1.X), including lipases (E.C. 3.1.1.3). Most enzymatic measurements employ pNP derivatives such as esters, which are broken down by enzymatic hydrolysis, releasing pNP that is quantified by its absorbance at 410 nm. Although this type of methods was developed a few decades ago, the spectrophotometric analysis of pNP requires analytical measurements of pH and temperature to achieve reliable determinations. The aim of this paper is to offer a graphical update of how pH and temperature affect the p-nitrophenol absorbance at different wavelengths in lipase emulsified media, due to its relevance for the quantitative determination of lipase activity using spectrophotometric methods. To highlight the importance of each variable involved in this analysis, we dissolved pNP in emulsified media (for lipase activity quantification) at several pH values from 4.00 to 11.00, and measured its absorbance in a range of 270 nm - 500 nm and at several temperatures from 25°C to 50°C. The absorption patterns of pNP under the established conditions were graphed in 3D plots. The constructed 3D plots showed that, regardless of the temperature, below pH 6.00, pNP predominantly absorbs at 317 nm, due to the greater abundance of its protonated form, which is completely predominant at pH 3.50 and below. On the other hand, at pH 10.0 and above, the major absorption occurs at about 401 nm, confirming that the equilibrium is completely shifted to the pNP anionic form. These results also indicate that close to neutral pH value pNP, it displays a temperature dependence effect, increasing absorbance to 410 nm at higher temperatures. Due to many analytical determinations of enzymatic activities, the release of pNP is carried around pH 7.00. It is necessary to consider the determinant role of both pH and temperature over these measurements, how these variables must be strictly controlled, and how the calibration curves and blanks should take the reaction media pH and temperature into account.¨

Resumen Se presenta evidencia de que un láser de helio-neón (He-Ne), que opera en el infrarrojo medio (MIR) a una longitud de onda de 3.39 µm, puede detectar variaciones de la concentración de 1-hexeno en presencia de catalizador sólido. La caracterización in situ y en línea de la concentración de 1-hexeno, un ejemplo de hidrocarburo, es importante para mejorar el entendimiento de la interacción entre la química y la hidrodinámica en procesos de reacción heterogénea. En esta investigación, se diseñó y construyó una unidad downer a escala de laboratorio. El reactor tiene una longitud de 180 cm, un diámetro interno de 1.3 cm y fue fabricado en cuarzo fundido para permitir el paso del rayo láser. El 1-hexeno se dosificó, se vaporizó y se introdujo en el reactor a través de dos entradas ubicadas en un ángulo de 45 grados desde el flujo descendente vertical y 70 cm por debajo de la entrada de un catalizador (0.5 g / s) y un flujo de 0.55 lpm de purga de N2 de arrastre. Un sistema de cinco calentadores, que se puede desplazar en dirección vertical para permitir el paso del rayo láser, garantiza temperaturas de hasta 823 K. Simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) de la hidrodinámica del sistema muestra que se alcanza un perfil de temperatura uniforme en la sección de reacción luego de la mezcla del catalizador con la alimentación. La relación estimada de catalizador a aceite y el tiempo en la corriente en los experimentos fueron de 0.4 a 1.3 y 2 s, respectivamente. Después de la corrección de la variación de potencia del láser, los resultados experimentales mostraron una respuesta lineal de la transmisión fraccional con la concentración de 1-hexeno que era independiente de la temperatura en el rango de 373 K a 673 K. Incluso en presencia de catalizador, la absorción de 1-hexeno en la frecuencia del MIR del láser utilizado en los experimentos es lo suficientemente alta como para permitir la detección de 1-hexeno ya que la absorción fraccional es cercana a cero para la longitud del camino de absorción (0.013 m) de estos experimentos y concentraciones de 1-hexeno superiores a 1.254 × 10-5 mol/cm3. La configuración experimental permitió demostrar la capacidad del sistema láser para medir la concentración de 1-hexeno incluso en presencia de un catalizador. Esto indica que es posible su uso para distinguir mejor el efecto de la hidrodinámica de la cinética en procesos de catálisis heterogénea.

Abstract This study provides evidence that a helium-neon (He-Ne) laser operating in the Mid-infrared (MIR) at a wavelength of 3.39 µm can detect variations in 1-hexene concentration in the presence of a solid catalyst. The in-situ and online characterization of the concentration of 1-hexene, as an example of a hydrocarbon, is relevant to enhance the current understanding of the interaction between hydrodynamics and chemistry in different heterogeneous catalytic processes. We designed and built a laboratory-scale downer unit that enabled us to analyze heterogeneous catalytic reactions and provided optical access. The lab-scale reactor was 180-cm long, had an internal diameter of 1.3 cm, and was made of fused quartz to allow the passage of the laser beam. 1-hexene was carefully measured, vaporized, and fed into the reactor through two inlets located at an angle of 45 degrees from the vertical descendent flow and 70 cm below the input of a solid catalyst and a purge flow entraining N2. A system of five heaters, which can be moved in the vertical direction to allow the passage of the laser beam, guaranteed temperatures up to 823 K. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations of the hydrodynamics of the system indicated that a uniform temperature profile in the reaction section was reached after the catalyst and the feed mixed. The estimated catalyst to oil ratio and time on stream in the experiments were, respectively, 0.4 to 1.3 and 2 s. After a correction for laser power drift, the experimental results showed a linear response of the fractional transmission to the 1-hexene concentration that was independent of temperature in the 373 K-673 K range. Even in the presence of a catalyst, the absorption of 1-hexene at the MIR frequency of the laser was high enough to enable the detection of 1-hexene since the fractional absorption of the absorbing path length in these experiments was close to zero (0.013 m) and the 1-hexene concentrations were higher than 1.254 × 10-5 mol/cm3. This result demonstrated the ability of the laser system to measure the concentration of 1-hexene in the presence of a catalyst and indicates that it can be used to better decouple hydrodynamics from kinetics in heterogeneous catalytic processes.

Resumen En este trabajo reportamos el análisis estructural, morfología superficial, ordenamiento magnético, respuesta dieléctrica y característica óptica de la nueva perovskita compleja Dy2BiFeO6. Las muestras fueron producidas mediante reacción de estado sólido. El análisis cristalográfico fue realizado a través de refinamiento Rietveld de los patrones experimentales de rayos X. Los resultados muestran que este material cristaliza en una perovskita ortorrómbica correspondiente al grupo espacial Pnma (#62). Por medio del ajuste de Curie-Weiss a la respuesta de la susceptibilidad magnética en función de la temperatura se estableció que el ordenamiento magnético se relaciona con una transición paramagnético-antiferromagnético con una temperatura de Weiss 9=-18,5 K, la cual es acorde con el comportamiento del inverso de la susceptibilidad en función de la temperatura, y una temperatura de Néel TN=50,8 K. La constante de Curie permitió determinar un momento magnético efectivo de 15,7 µB. Medidas de magnetización en función del campo aplicado a T=50 K, muestran un débil comportamiento histerético, que corrobora el ordenamiento magnético presente a esa temperatura. Mediciones de la constante dieléctrica en función de la frecuencia aplicada a temperatura ambiente dan como resultado una alta constante dieléctrica relativa a bajas frecuencias (ε=780). La curva de reflectancia en función de la longitud de onda revela el comportamiento típico de un material de tipo perovskita doble y permite la obtención de la brecha de energía de 2,74 eV característico de un material semiconductor.

Abstract We report structural analysis, surface morphology, magnetic ordering, dielectric response, optical feature and the electronic structure of the Dy2BiFeO6 novel complex perovskite. The samples were produced by the standard solid-state reaction recipe. Crystallographic analysis was performed by Rietveld refinement of experimental X-ray diffraction patterns. Results show that this material crystallizes in a perovskite with orthorhombic structure, which corresponds to the Pnma (#62) space group. From the Curie-Weiss fitting on the curve of susceptibility as a function of temperature we establish that the ordering corresponds to a paramagnetic-antiferromagnetic transition, with a Weiss temperature 9=-18,5 K, which is compatible with the behavior of the inverse of susceptibility as a function of temperature, and a Néel temperatura TN=50,8 K. The Curie constant allowed for us to obtain an effective magnetic moment of 15,7 µB. The result of magnetization as a function of the applied field, measured at T=50 K, shows a magnetic hysteresis behavior that corroborate the magnetic ordering present for this temperature value. Measurements of the dielectric constant as a function of applied frequencies at room temperature give as a result a high relative dielectric constant (ε=780). The reflectance curve as a function of the wavelength reveals the typical behavior of a double perovskite-like material and permits to obtain the energy gap 2,74 eV, which is characteristic of a semiconductor material.

RESUMEN. Introducción: la caries se ha manifestado como una de las enfermedades con mayor prevalencia mundial, pero paradójicamente es una de las más desatendidas. En la actualidad, el tratamiento adecuado y eficaz contra la caries se basa en el diagnóstico temprano y en procedimientos como obturaciones, coronas y tratamiento de conductos. Métodos: esta investigación se centró en examinar el comportamiento de zonas cariadas y no cariadas de piezas dentales vitales (premolares y molares) al someterlas a una longitud de onda de 830 nm en seres humanos mayores de edad que aceptasen una revisión odontológica y que presentaran al menos un caso de caries dental. Fueron excluidos menores de edad y personas bajo tratamientos médicos. Tras encontrar un comportamiento que permitió diferenciar entre zonas cariadas y sanas, se caracterizó el sistema experimental usado y se probó en voluntarios. El sistema implementado se basa en un sensor de fibra óptica compuesto por una fibra trifurcada y un fotodetector para realizar mediciones de potencia óptica. Resultados: este sensor detectó el 100% de las muestras de caries dental en superficies oclusales de premolares y molares. Asimismo, exhibió indicios de la capacidad de diagnosticar caries vestibulares. Conclusiones: los resultados mostraron que se puede establecer la presencia de caries en piezas dentales mediante la implementación de un sensor de fibra óptica y luz infrarroja de 830 nm.

ABSTRACT Introduction: tooth decay has become one of the most prevalent diseases worldwide, but ironically it is one of the most neglected. Currently, adequate and effective caries treatment is based on early diagnosis and procedures such as sealants, crowns, and root canal treatment. Methods: This study examined the behavior of carious and non-carious areas of critical dental units (premolars and molars) subjecting them to a wavelength of 830 nm in adult humans who agreed to a dental exam and had at least one tooth affected by dental caries. Underage persons and patients in medical treatment were excluded. After finding a behavior that helped differentiate decayed tissue from healthy areas, the used experimental system was characterized and tested in volunteers. The implemented system contains a fiber optic sensor comprised of a trifurcated fiber and a photodetector to perform optical power measurements. Results: This sensor detected 100% of dental caries samples on premolar and molar occlusal surfaces. It also showed the ability to diagnose buccal cavities. Conclusions: The results showed that caries can be identified in dental units by means of a fiber optic sensor and infrared light at 830 nm.

Resumen Se reporta la respuesta fotoacústica de un sensor piezoeléctrico que fue irradiado con pulsos láser de longitud de onda de 1064 nm y distinta energía emitidos por un laser Nd:YAG. La medida de la energía de los pulsos laser se hizo con un medidor, marca Newport modelo 1936-R con sensor piroeléctrico y las señales fotoacústicas con un osciloscopio Tektronix, modelo DPO3054 de 500 MHz. Experimentalmente se encontro una dependencia lineal entre la intensidad de la señal fotoacústica del sensor piezoeléctrico y la energía del pulso lúser. La sensibilidad de la respuesta fotoacústica del sensor fue dependiente de la placa protectora. Para placas de aluminio y aluminio pintado de negro fueron (6.52 ± 0.06)mV/mJ y (51.2 ± 1.5)mV/mJ respectivamente. Se concluyó que este tipo de sensor piezoeléctrico es muy sensible a los cambios de energía de láseres pulsados de 1064 nm, su respuesta es directamente proporcional a la energía incidente, es apropiado para mediciones de energía de láseres pulsados en tiempo real y, no se ve afectado por ruidos acústicos ni condiciones de iluminación del laboratorio.

Abstract We report the photoacoustic response of a piezoelectric sensor that was irradiated with laser pulses of wavelength of 1064 nm and different energy emitted by an Nd: YAG laser. The measurement of laser pulse energy was done with a meter, Newport model 1936-R with pyroelectric sensor and the photoacoustic signals with a Tektronix oscilloscope, model DPO3054 of 500 MHz. Experimentally, we found a linear dependence between the intensity of the photoacoustic signal of the piezoelectric sensor and the energy of the laser pulse. The sensitivity of the photoacoustic response of the sensor was dependent on the protective plate. For aluminum and aluminum plates painted black were (6.52 ± 0.06)mV/mJ and (51.2 ± 1.5)mV/mJ respectively. It was concluded that this type of piezoelectric sensor is very sensitive to the energy changes of 1064 nm pulsed lasers, its response is directly proportional to the incident energy, it is suitable for energy measurements of lasers pulsed in real time and it is not seen affected by acoustic noises or lighting conditions of the laboratory.

This work focuses on simple methods that allow comparison of the photoprotective effects of sunscreens. One such method described by Mansur and colleagues relies on the spectrophotometric measurements of the organic filters extracted with ethanol. The extracts are subjected to absorbance measurements in the of 290 to 320 nm range, with 5 nm intervals. The sunscreen sun protection factor (SPF) is estimated with an equation that relates each absorbance value with their respective erythemal effect, at the wavelength used for each measurement. In the current work, three commercial sunscreens were assayed using this method, which produced SPF values that were markedly lower than those declared by the manufacturers. These results prompted a more thorough analysis, which concluded that the Mansur method is not suitable for assaying sunscreens with SPFs above 15. The analysis included a survey of the data previously reported by several authors that had used the same method. On the other hand, this report also includes the optimization of a yeast serial dilution assay that allows reliable comparison of the photoprotection levels conferred by sunscreens. Importantly, this yeast assay could be applied to compare the photoprotective effects of products with a wide range of SPFs, including sunscreen lotions, filter suspensions or solutions, natural product extracts, etc

Este trabajo reporta la optimización de ensayos simples para comparar los efectos fotoprotectores de bloqueadores solares. Uno de estos métodos es el de Mansur y colaboradores, que se basa en mediciones espectrofotométricas de los filtros orgánicos extraídos con etanol. Las absorbancias de los extractos son medidas en el rango de 290 a 320 nm con intervalos de 5 nm. En este método el factor de protección solar (FPS) es calculado con una ecuación que relaciona los valores de absorbancia con los respectivos efectos eritémicos a la longitud de onda utilizada en cada medición. En este trabajo se analizaron tres bloqueadores con el método Mansur, obteniéndose valores de FPS mucho menores a los declarados. Este resultado motivó un análisis más minucioso que determinó que el método Mansur no es adecuado para bloqueadores con FPS mayor a 15. El análisis incluyó revisiones de los datos de FPS reportados por diversos autores usando el mismo método. Este trabajo también incluye la optimización de un ensayo simple que usa diluciones seriadas de cultivos de levadura para comparer, muy eficientemente, los efectos fotoprotectores de los bloqueadores solares. Este ensayo con levaduras permite comparar los efectos fotoprotectores en un amplio rango de FPS y puede incluir lociones comerciales, soluciones de extractos naturales, y activos en suspensión o solución

A photoacoustic methodology for the measurement of optical absorption coefficient for pigments in liquid solution is introduced. The mathematical model, involving the Beer-Lambert model for light absorption, is a generalization of a previously reported photoacoustic methodology, involving a surface absorption model, used for thermal diffusivity measurements of liquids. The optical absorption coefficient for aqueous solutions of copper sulfate and methylene blue at various concentrations where measured at a wave-length of 658 nm, to show the range of optical absorption coefficients where the Beer-Lambert model for light absorption applies. It was experimentally shown that at high pigment's concentrations the surface absorption limit is more adequate and, consequently, the sample's thermal diffusivity is obtained instead of the optical absorption coefficient. Optical and thermal properties obtained by means of this photoacoustic methodology resulted in close agreement with the corresponding ones obtained by means of conventional optical spectroscopy and the previously reported photoacoustic methodology for thermal diffusivity measurements, respectively. Results show that this technique has promise applications in the field of quantitative analysis.

Se presenta un método fotoacústico para la medición del coeficiente de absorción óptico de pigmentos en solución líquida. El modelo matemático, el cual involucra el modelo de absorción luminosa de Beer-Lambert, es una generalización de un método fotoacústico previamente reportado que utiliza un modelo de absorción superficial que es adecuado para la medición de la difusividad térmica de líquidos. Se determine el coeficiente de absorción óptico, a una longitud de onda de 658 nm, de soluciones acuosas de sulfato de cobre y azul de metileno a varias concentraciones para mostrar el rango de coeficientes de absorción ópticos a los cuales se aplica el modelo de absorción de Beer-Lambert. Experimentalmente se demostró que el límite de absorción superficial es mas adecuado para soluciones de altas concentraciones de pigmento y, como consecuencia, se obtiene la difusividad térmica de las muestras en vez del coeficiente de absorción óptico. Las propiedades ópticas y térmicas medidas por medio de esta metodología fotoacustica resultaron en excelente concordancia con las correspondientes obtenidas por medio de la espectroscopia convencional y de la metodología fotoacústica previamente reportada para mediciones de difusividad térmica. Los resultados muestran que esta técnica puede ser de gran utilidad en el campo del análisis cuantitativo.

The phrase "one measure for all men and all times" summarizes the ideal that would lead to the development of the International System of Units, SI. The evolution of the definitions of the SI units of measurement may be somehow considered as a series of approximations to such an ideal in which the units of measurement are invariant in time and space, immutable, and susceptible to equivalent realizations, reproducible, and accessible to be useful in measuring processes of practical, industrial, technological and scientific purposes. In the current state of the science and technology the fundamental constants appear as the last frontier to define the SI units of measurement. The abandonment of artifacts to support the definitions of SI units began in 1960 when the wavelength of a krypton 86 radiation was used to redefine the unit of length, the meter. Moreover, the time unit, defined in 1967 in terms of the separation of the ground state hyperfine levels of the Cesium-133 atom, was another important step towards the incorporation of the fundamental constants in the SI units. In 1982, the unit of length was established in terms of the speed of light in vacuum and time measurements. This clearly illustrates how the SI evolves towards the incorporation of fundamental constants, or combinations of them, to support the units of measurement. In some way or another, all units of measurement have gone through a process of redefinition with the notable exception of the mass unit, the kilogram. Currently, among the SI seven base units, the kilogram is the only one based on the properties of a specific artifact, namely a cylinder of platinum. However, this may change in the near future by setting a value without uncertainty for Planck's constant and by defining the kilogram in terms of electromagnetic forces generated in a balance, usually called "watt balance". Thus, the definition of the kilogram would be framed in the context of the quantum mechanics, since it would rely experimentally on the time unit, and therefore on the hyperfine separation of the ground state of Cesium-133 atom, on the realizations of the volt in terms of the Josephson effect and on the ohm in terms of the quantum Hall effect. Definitions for the kelvin in terms of the Boltzmann constant, the mole in terms of Avogadro's number and the candela in terms of luminous efficacy of monochromatic radiation will allow the fundamental constants to be the support of the SI in order to provide measurement systems with a very high accuracy to pursuit the scientific and technological advances to come.

La frase "una misma medida para todos los hombres y para todos los tiempos" resume el ideal que llevaría al desarrollo del Sistema Internacional de Unidades, SI. La evolución en las definiciones de las unidades de medida del SI puede considerarse, de alguna manera, como una serie de aproximaciones hacia el ideal en el que las unidades de medida son invariantes en el tiempo y en el espacio, inmutables, y susceptibles de materializaciones equivalentes, reproducibles, y accesibles, a fin de ser útiles en procesos de medición de orden práctico, industrial, tecnológico y científico. En el estado actual del desarrollo científico y tecnológico las constantes fundamentales se presentan como la última frontera para definir las unidades de medida del SI. El abandono de artefactos que sustentan las definiciones de las unidades del SI dio inicio en 1960, cuando la longitud de onda de una de las radiaciones del Kriptón 86 fue utilizada para redefinir la unidad de longitud. Por otro lado, la unidad de tiempo, definida en 1967 en términos de la separación de los niveles hiperfinos del estado base del átomo de Cesio-133, fue otro importante paso hacia la incorporación de las constantes fundamentales en las unidades del SI. En 1982, la unidad de longitud quedo establecida en términos de la velocidad de la luz en el vacío y mediciones de tiempo. Lo anterior ilustra claramente la forma en que el SI evoluciona hacia la incorporación de constantes fundamentales, o combinaciones de ellas, para el sustento de las unidades de medida. Todas las unidades de medida del SI han pasado, de alguna u otra manera, por un proceso de redefinición con la notable excepción de la unidad de masa, el kilogramo. Actualmente, de las siete unidades base del SI, el kilogramo es la única que se sustenta en las propiedades de un artefacto específico, a saber un cilindro de platino. Sin embargo, esto último puede cambiar en el futuro próximo al fijar un valor sin incertidumbre para la constante de Planck y definir el kilogramo en términos de las fuerzas electromagnéticas generadas en una balanza electromagnética, denominada usualmente "balanza del watt". De esta manera, la definición del kilogramo quedaría enmarcada en el contexto de la mecánica cuántica, ya que se apoyaría en la realización experimental de la unidad de tiempo, y por lo tanto en la separación hiperfina del estado base del átomo de Cesio-133, la reproducción del volt en términos del efecto Josephson y la realización del ohm en términos del efecto Hall cuántico. Definiciones para el kelvin, en términos de la constante de Boltzmann, del mol en términos del número de Avogadro y la candela en términos de la eficacia luminosa de cierta radiación monocromática harían de las constantes fundamentales los puntos de apoyo del SI, a fin de aportar los sistemas de medición de muy alto nivel de exactitud necesarios en la consecución de los avances científicos y tecnológicos por venir.

Studies on cirrus clouds, their occurrence frequency and the physical characteristics are an actual research topic for the scientific community. Cirrus clouds influence on the radiation budget of the surface-atmosphere system and thus the climate. Moreover, cirrus clouds play a determinant role in the regulation of the water vapor quantity in the upper troposphere and lower stratosphere. The lack of information and studies about cirrus clouds distribution in the Wider Caribbean region is the motivation of the present work. In the present article the atmospheric extinction profiles from the SAGE II sensor onboard the Earth Radiation Budget Satellite (ERBS) have been used to analize the occurrence frequency and the optical and geometrical depth of the optically thin cirrus clouds over the Wider Caribbean region. The extinction ratio between the two wavelengths at 0.525 and 1.02 µm was used to separate the profiles containing only aerosols from thus containing a cloud/aerosols mixture (Kent and McCormick, 1991). This ratio shows a different behavior in the interaction between solar radiation crystal ice and aerosols at both wavelengths. The SAGE II dataset version 6.2 was used, extending 21 years, from October 1984 to August 2005. The results show a seasonal behavior in the cirrus clouds occurrence frequency; with a maximum of 35.5 and 17.2% in the rainy and little rainy periods, respectively. These peaks of cirrus clouds frequencies are located at 14.5 and 12.0 km of altitude. An occurrence of 9% was obtained above the tropopause level. About 75% of the clouds never reached the tropopause height, and 16% are in the tropopause. The isolated cirrus clouds have lesser frequency and optical and geometrical depth than the optically thin clouds attached to a lower opaque clouds. The more frequent geometrical depths of isolated clouds were in the 0.5 and 2.5 km range for the altitudes between 10 to 20 km, with a mean value of 1.96 km, with a mean optical depth of 4.0 x 10-3 at 0.525 µm. The 99% of the clouds were classified as subvisual cirrus, below the threshold value of 3.0 x 10-2. A comparison of the present results with other studies for the whole tropical region was conducted, finding some particular features for the Wider Caribbean region.

El estudio de las propiedades físicas de las nubes cirros y su distribución espacio temporal es de notable interés y actualidad en la comunidad científica. Este interés parte de que se reconocen sus efectos sobre el balance de la radiación en el sistema superficie-atmósfera y por ende sobre el clima global. Se considera también que están relacionadas con la cantidad de vapor de agua existente en la troposfera alta y estratosfera baja. La insuficiente información y mediciones sobre nubes cirros en nuestra región del gran Caribe, y la necesidad de contar con resultados sobre estas nubes en la misma motivan la existencia de este trabajo. En este artículo se analiza la ocurrencia de nubes cirros ópticamente delgadas, así como sus espesores geométrico y óptico, a partir de los perfiles de coeficiente de extinción obtenido con el instrumento SAGE II (Stratospheric Aerosol Gas Experiment II) a bordo del satelite ERBS (Earth Radiation Budget Satellite). La discriminación entre presencia de nubes cirros y aerosoles se realiza mediante la relación entre las extinciones en dos longitudes de onda, 0.525 y 1.02 μm (Kent y McCormick, 1991), que manifiesta diferente respuesta en la interacción de la radiación solar a ambas longitudes de onda en presencia de partículas de cristales de hielo y de aerosoles. Los datos utilizados comprenden el período desde octubre de 1984 hasta agosto de 2005, con una extensión de 21 años, de la versión 6.2 de la base de datos del SAGE II. Se obtiene un comportamiento estacional de la frecuencia de ocurrencia de las nubes cirros por altura. Los máximos de ocurrencia corresponden a un 35.5 y un 17.2%, a las alturas de 14.5 y 12.0 km, para los periodos lluviosos (abril a octubre) y poco lluviosos (mayo a noviembre), respectivamente. El 9% de las nubes cirros se encuentran por encima de la tropopausa, el 16 en la tropopausa y el 75%, por debajo de ésta. Las nubes aisladas presentan menor frecuencia, menores espesores geométrico y óptico que las pegadas a nubes opacas. Sin embargo estos valores son mayores que los de nubes semejantes en otras regiones. Las nubes aisladas muestran un espesor geométrico más frecuente entre los 0.5 y 2.5 km para alturas entre los 10 y 20 km, con un valor medio de 1.96 km. Por su parte el valor medio del espesor óptico es de 4.0 x 10-3 para la longitud de onda de 0.525 μm, con un 99 % de la muestra clasificada como subvisible por debajo del valor límite de 3.0 x 10-2. Al realizar la comparación de los resultados, con otros publicados para la región tropical en general, fueron encontradas varias características específicas de la región del Gran Caribe.

An indirect procedure to measure human skin emissivity is proposed. This procedure uses a 10.6 µm CO2 laser, to project a controlled energy on the skin, and a power meter to measure the projected, reflected, emitted and background energies. To eliminate the effects of background radiation, two power measurements are taken: one of the skin and background emission and another that includes the skin emission itself, the background radiation, as well as the reflection of the laser beam by the skin. Those two measurements are subtracted to obtain the reflected energy and, with this, the corresponding reflectivity of the skin. With such subtraction, background and other sources of noise are eliminated, and using the Kirchhoff law the emissivity is calculated. The emissivity values obtained with this procedure were corroborated using a theoretical blackbody. Both methods give practically the same values, which validates our procedure. In addition, our values are in accordance with those previously reported by other researchers, but our procedure is simpler, faster and innocuous. An additional contribution of this work is the analysis of the way the skin reflects the infrared radiation, in the mid range. It was found that the reflection of the skin is more specular than Lambertian, for the wavelength that was used in this work.

En el presente trabajo se propone un procedimiento indirecto para medir la emisividad de la piel humana. Este procedimiento usa un láser de CO2 de 10.6 µm para proyectar una energía controlada sobre la piel, y un radiómetro para medir las energías proyectadas, reflejadas, emitidas y de fondo. Para eliminar la influencia de la radiación de fondo, se toman dos lecturas con el radiómetro: una que incluye la energía de la piel y la emisión de fondo y otra inmediatamente después que incluye la energía de la piel, la radiación de fondo, y la reflexión de la piel. Se obtiene la diferencia de esas dos mediciones para obtener la energía reflejada y, con esto, la reflectividad correspondiente de la piel. Al obtener la diferencia, la radiación de fondo y otras fuentes de ruido se eliminan, y usando la ley de Kirchhoff la emisividad es calculada. Los valores de emisividad obtenidos con este procedimiento fueron corroborados con el método directo usando un cuerpo negro teórico. Ambos métodos arrojan prácticamente los mismos valores, lo cual valida nuestro procedimiento. Adicionalmente nuestros resultados están acordes con aquellos obtenidos por otros investigadores, pero nuestro procedimiento es más simple, más rápido e inocuo. Una aportación adicional de este trabajo, es el análisis de la forma en que la piel refleja la radiación infrarroja en el rango medio. Se encontró que la reflexión de piel en esta longitud de onda es mas especular que Lambertiana.

Meteor wind measurements obtained from São João do Cariri-PB (7.4° S, 36.5° W), Brazil, during 2005, have been used to examine the ultra-fast Kelvin wave characteristics in the mesopause and lower thermosphere region. The hourly winds were subjected to wavelet analysis and the results revealed the presence of 3-4 day oscillation in four episodes along the year. The observed parameters were used to check if the 3-4 days oscillations satisfy the dispersion relation for Kelvin waves. The results showed that only the oscillations that occurred in February-March and May-June (first and second events), are compatible with equatorial ultra-fast Kelvin wave propagation, with zonal wave number s=1. During these two events, the zonal wind amplitudes reached maximum values of 25 m/s and 20 m/s respectively. The vertical phase structure showed descending phase, compatible with ascending wave energy, and vertical wavelengths of about 40 km were found for both events.

Mediciones de vientos obtenidas con un radar de meteoros operando en São João do Cariri-PB (7.4° S, 36.5° O), Brasil, durante el año 2005, se han usado para estudiar las características de las ondas ultra rápidas Kelvin en la región de la mesopausa y la termosfera inferior. Un análisis de los datos, por la técnica de transformadas de wavelet, revela la ocurrencia de oscilaciones con periodos de 3 a 4 días en ese año. Parámetros observados fueron usados para confirmar si las oscilaciones de 3 a 4 días satisfacen la relación de dispersión para ondas Kelvin. Los resultados muestran que solamente las oscilaciones ocurridas (presentes) en los meses de febrero-marzo y mayo-junio (denominados primero y segundo eventos), son compatibles con ondas propagantes Kelvin ultra rápidas con un número de onda zonal s=1. En ambos eventos, la amplitud del viento zonal alcanzó valores máximos de 25 m/s y 20 m/s, respectivamente. La progresión vertical de la fase muestra una fase descendiente, compatible con una propagación de la energía de onda subiendo y una longitud de onda vertical de aproximadamente 40 km para ambos eventos.