Juan Molina Campoverde

In this work, a quantitative analysis of Li in natural brines was carried out by laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) assisted by the τ–algorithm for detailed analysis of the experimental line shapes (τLIBS). Brine samples were collected from different salars located in the Puna plateau (Northwest Argentina) and analyzed by LIBS in the form of solid pressed pellets. The emission intensities of Li I, H_α, and Mg I–II lines were measured and spatially integrated along the line of sight with temporal resolution by using a high-spectral-resolution spectrometer equipped with an intensified charge-coupled device (iCCD) detector. The plasma was characterized through the determination of the electron density and the temperature. The τ–algorithm calculated the optical thicknesses of the Li I lines to generate synthetic intensity profiles that were subsequently fitted to the experimental spectra. By applying the developed τLIBS approach, valuable spectroscopic insight was recovered about the physical processes occurring in the plasma, such as self-absorption. The analytical process involved an univariate external calibration process using the resonant Li I line at 6707.7 Å measured from a series of Li standard samples. Self-absorption effects were evaluated and subsequently compensated. The final LIBS results, with an enhanced accuracy of 15%, were validated by crosschecking them against those obtained with the standard AAS method.

Cocoa is a major commodity in the global food industry. Heavy metal contamination, particularly cadmium (Cd), raises significant concerns. This work demonstrates the use of laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) for fast Cd quantification in commercial cocoa powder across a wide range of concentrations (70–5000 ppm). Cocoa powder presents unique challenges due to its physical properties, such as the tendency to soften and liquefy at elevated temperatures, which complicates sample preparation. To address these issues, a mechanical mixing and pelletization protocol was implemented to ensure uniformity. Pellets were doped with known cadmium concentrations for calibration. Cadmium atomic lines at 340.36 and 361.05 nm were used to construct quantification curves. A special algorithm for background subtraction was implemented, and the LIBS plasma was characterized to ensure local thermodynamic equilibrium conditions. Out of eighteen samples, five double-blinded unknowns were evaluated. The concentrations agreed well within normalized standard deviations of 9.73% and 5.88% for the two cadmium lines. The limits of detection for the lines were 0.4 and 0.08 μg/g, respectively. LIBS is confirmed as a rapid and versatile analytical tool for Cd detection and quantification in complex food matrices, with potential applications in field-based and industrial monitoring systems.

Las emisiones contaminantes producidas por los motores de combustión interna generan efectos negativos en la salud y el medio ambiente, por lo cual se han implementado sistemas que mejoren la dosificación del combustible y otras condiciones de operación para reducir las emisiones de contaminantes producidas por los vehículos propulsados con motores de combustión interna. Por estas razones, sistemas como el carburador han sido sustituidos por sistemas de inyección de combustible, capaces de regular la dosificación del combustible en función de las variables de funcionamiento del motor, que son adquiridas mediante sensores, y por intermedio de una unidad de control electrónico (ECU) determinar en qué instante y que cantidad de combustible se debe aportar a cada cilindro en cada ciclo.

Este libro nace como una respuesta a la necesidad de contar con un material claro y ordenado que reúna los principios esenciales de la inyección a gasolina y la autotrónica en el contexto de la ingeniería automotriz. Está dirigido tanto a estudiantes como a técnicos del ámbito automotor. Se abordan temas que van desde los fundamentos de la combustión hasta los componentes claves del sistema de inyección, la gestión de señales electrónicas, los tipos de encendido y el análisis de sensores. Todo ello ilustrado con esquemas y ejemplos prácticos, que convierten el aprendizaje en una experiencia visual y aplicada. Esta publicación no solo funciona como material de estudio, sino también como una herramienta de consulta rápida en entornos académicos y profesionales. Su enfoque didáctico invita al lector a profundizar en los fenómenos físicos del motor, constituyéndose en un punto de partida ideal para adentrarse en el fascinante mundo de la autotrónica y la eficiencia energética en los vehículos.

El motor de combustión interna es un dispositivo capaz de convertir la energía química del combustible en trabajo mecánico. Entre los motores de combustión interna, el motor de cuatro tiempos ha sido el más exitoso debido a su eficiencia, costos de producción y rentabilidad. Por esta razón, nuestro estudio se centrará en este tipo de motor, que es el más común en la industria tanto para el transporte de pasajeros como para el movimiento de bienes e insumos. El motor de encendido provocado (MEP) es accionado por un mecanismo de biela-manivela dentro de un bloque de cilindros. En su interior, un pistón realiza un movimiento alternativo desde el punto muerto superior (PMS) hacia el punto muerto inferior (PMI), impulsado por el cigüeñal.

El fin de la gestión electrónica es identificar cuándo se debe inyectar el combustible y en qué cantidad en función de los PID (identificador de parámetro de diagnóstico), dichos parámetros se encuentran normalizados por protocolos de comunicación. Los datos obtenidos pueden ser de tipo analógicos o digitales y permiten el reconocimiento, análisis y diagnóstico de vehículos mediante la correlación de las diferentes señales. Existen más de un centenar de PID disponibles que facilitan al técnico el proceso de diagnóstico. En muchos casos, se necesitan tan solo 25 PID (o incluso menos según la pericia del técnico) para resolver un problema de desempeño del motor como se observa en la Figura 4.1.

La función del sistema de encendido es inflamar la mezcla homogénea de aire combustible en el instante adecuado, en un motor de encendido provocado (MEP) la inflamación del combustible se produce en el interior del cilindro por medio de un arco eléctrico generado entre los electrodos de una bujía [1]. Para que un motor de encendido provocado funcione adecuadamente el salto de la chispa debe iniciarse antes de que el pistón llegue al PMS en fase de compresión, debido a que el proceso de inflamación de la mezcla aire-combustible en la cámara de combustión no es instantáneo. Este proceso presenta un retraso que impide que la máxima presión se consiga cuando el pistón se encuentre en el PMS. Además, la cantidad de energía requerida entre los electrodos de la bujía han obligado a mejorar los sistemas con el paso de los años, partiendo de sistemas de encendido convencionales activados por platinos, luego a encendidos electrónicos con distribuidor y poco a poco retirando los elementos mecánicos susceptibles a desgastes y desajustes, hasta encontrarse hoy en día con sistemas electrónicos comandados por una unidad de control [2].

Leaves of yerba mate plant (Ilex paraguariensis) have a wealth of nutrients, ingested by people who drink them in the hot water infusion popularly known as mate. In the present work, the laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) technique was applied for the first time to analysis of the extractability of macronutrients, including Mg, Ca, Na, and K, in commercial samples of yerba mate. Powdered samples from leaves’ material were used to simulate the infusion process in the laboratory. To carry out LIBS analysis, the emission spectra were measured before and after the infusion from the samples prepared in pellets. The spectral data were processed and analyzed by a specially designed algorithm. A coefficient of extractability was calculated for each of the investigated macronutrients in the range 34–76%, showing a good correlation with the corresponding elemental concentrations leached into the water infusion, determined by Atomic Absorption Spectroscopy. The obtained results demonstrated the feasibility of our approach for the rapid analysis of extractable macronutrients present in yerba mate leaves.