Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales

A water wave mixed type problem: existence of periodic travelling waves for a 2D Boussinesq system

In this paper we establish the existence of periodic travelling waves for a 2D Boussinesq type system in threedimensional water-wave dynamics in the weakly nonlinear long-wave regime. For wave speed |c| > 1 and large surface tension, we are able to characterize these solutions through spatial dynamics by reducing a linearly ill-posed mixed type initial value problem to a center manifold of finite dimension and infinite codimension. We will see that this center manifold contains all globally defined small-amplitude solutions of the travelling wave equation for the Boussinesq system that are periodic in the direction of propagation.

En este artículo establecemos un resultado de existencia de ondas periódicas para un sistema 2D del tipo Boussinesq que describe la evolución de ondas de agua de gran elongación y pequeña ampitud que son débilmente lineales. Para velocidad de onda |c| > 1 y tensión superficial suficientemente grande, estas soluciones son caracterizadas a través de dinámica espacial al reducir el problema de valor inicial (mal puesto a nivel lineal) a una variedad central de dimensión finita y codimensión infinita. Se mostrará que dicha variedad central contiene todas las soluciones de onda viajera de pequenã amplitud para el sistema tipo Boussinesq que son periódicas en la dirección de propagación de la onda.

Microstructure and optical properties of bismuth and oxide bismuth films using unbalanced magnetron

El bismuto y el óxido de bismuto son materiales de gran interés tecnológico y teórico debido a sus amplias propiedades ópticas y eléctricas. En este trabajo, se fabricaron por medio de la técnica de magnetrón desbalanceado (UBM) películas delgadas de bismuto (Bi) y óxido de bismuto (Bi2O3) a temperatura ambiente y sobre sustratos de vidrio, con el objeto de evaluar sus propiedades con respecto al método de crecimiento. Las propiedades microestructurales de las muestras se estudiaron mediante difracción de rayos X (X-ray diffraction, XRD) y microscopía láser confocal (confocal laser scanning microscopy, CLM), en tanto que su composición elemental se analizó con la técnica de espectroscopia de electrones Auger (Auger electron spectroscopy, AES) y sus propiedades ópticas con el método de la espectroscopia ultravioleta visible (UV/Vis) en el rango de longitudes de onda de 500 - 1800 nm. Con base en los resultados de XRD se observó que ambos materiales son policristalinos, con una estructura romboédrica para el bismuto y la fase metaestable para el óxido de bismuto. Mediante el análisis de las propiedades ópticas se obtuvieron valores en la banda de energía prohibida de 2,3 eV y 2,27 eV para el bismuto y el óxido de bismuto, respectivamente. Palabras clave: bismuto, microestructura, óxido de bismuto, propiedades ópticas, magnetrón desbalanceado.

Bismuth and bismuth oxide are materials of technological and theoretical interest because of their optical and electrical properties. Thin films of bismuth (Bi) and bismuth oxide (Bi2O3) on glass substrates were produced at room temperature using the unbalanced magnetron sputtering (UBM) technique. The microstructural characterization of samples was studied using x-ray diffraction (XRD) and confocal laser microscopy (CLM), while their elemental composition was analyzed with Auger electron spectroscopy (AES) and their optical properties with ultravioletvisible (UV/Vis) spectroscopy in the wavelength range of 500 - 1800 nm. XRD results showed that both materials have a polycrystalline character, with a rhombohedral structure for bismuth and phase for bismuth oxide. The energy band gap was 2.3 eV and 2.27 eV for bismuth and bismuth oxide, respectively.

Self-combustion and Co-precipitation manganese catalysts and their use in the oxidation of 2-propanol

Se sintetizaron óxidos mixtos de manganeso a través de las metodologías de autocombustión y coprecipitación manteniendo constantes las relaciones Mn2+/Mg2+=1 y M2+/M3+=3, las cuales son características de los óxidos obtenidos a través de la descomposición térmica de precursores del tipo de la hidrotalcita. Los catalizadores se caracterizaron mediante las técnicas de fluorescencia de rayos X (FRX), difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (SEM), adsorción de N2, reducción a temperatura programada y se evaluaron en la oxidación catalítica del 2-propanol. Los resultados evidenciaron que el empleo de la autocombustión como método de síntesis permite generar óxidos con propiedades estructurales, texturales, de reducción-oxidación (redox) y catalíticas similares a las obtenidas para el óxido preparado a través del precursor tipo hidrotalcita. El desempeño catalítico de los óxidos mixtos se asoció directamente con sus propiedades redox. El óxido de manganeso obtenido por autocombustión se depositó sobre monolitos metálicos de FeCrAlloy y se evaluó el efecto de la adherencia de la fase activa por medio del recubrimiento previo de los materiales con alúmina coloidal. La oxidación del 2-propanol sobre el monolito evidenció que no hay pérdida de actividad cuando el catalizador está sobre un material estructurado.

Manganese mixed oxides were synthesized by self-combustion and co-precipitation, maintaining constant the relationship Mn2+/Mg2+ = 1 and M2+/M3+ = 3, which are characteristic of the oxides obtained by thermal decomposition of hydrotalcite-like precursors. The catalysts were characterized using X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), N2 adsorption, and temperature-programmed reduction, and they were evaluated in the catalytic oxidation of 2 -propanol. The results showed that the use of such self-combustion synthesis method allows generating oxides with structural, textural, redox and catalytic properties similar to those obtained for the oxide prepared via a hydrotalcite-like precursor. The catalytic performance of mixed oxides was directly related to their redox properties. We evaluated the manganese oxide obtained by self-combustion deposited on Fecralloy metal monoliths, as well as the effect of the adhesion of the active phase of the precoat materials using colloidal alumina. The oxidation of 2-propanol over the monolith showed that there is no loss of activity when a catalyst is on a structured material.

**Habitat perturbation and survival strategies of the Andean catfish Astroblepus mariae (Fowler, 1919)**

Astroblepid species inhabit the Andean Cordilleras in South America. Their habitat has undergone a rapid transformation to the unimaginable levels of degradation since ancient times. State of knowledge on the habitat perturbation and the concomitant extirpation of endemic astroblepid species is scarce. The Andes Cordilleras are characterized by fertile soil and as a result of that, vast regions are transformed for agriculture and pasture for cattle. These processes require the use of water obtained from creeks and springs that causes remarkable changes of the natural configuration of these water systems and the disappearance of the fish fauna together with the zooplankton and aquatic flora. Despite these human actions, some species of Astroblepus may have the ability to respond to the rapid habitat transformation enabling them to survive. In this paper we will discuss the incidence of habitat perturbation in a localized stream segment on the presence of Astroblepus mariae.

Taxonomic list and distribution of immature caddisflies in the Department of Tolima

El presente listado taxonómico y de distribución de tricópteros inmaduros corresponde al material biológico depositado en la Colección Zoológica de la Universidad del Tolima- CZUT-Ma. Se registraron 14 de las 15 familias y 35 de los 45 géneros reportados para Colombia. Las familias más abundantes fueron Hydropsychidae, Hydroptilidae, Leptoceridae, y los géneros, Smicridea, Leptonema y Hydroptila. Con relación a la distribución altitudinal, los géneros con los mayores rangos de distribución fueron Neotrichia, Leucotrichia y Smicridea, recolectados desde los 244 m hasta los 3.533 m. Con el fin de establecer las relaciones entre los géneros de Trichoptera y las zonas de vida, se hizo un análisis de correspondencia cuyos resultados permitieron identificar que la mayor riqueza específica de este grupo faunístico en el departamento del Tolima se concentró en las zonas de vida correspondientes a bosque seco tropical, bosque húmedo premontano y bosque húmedo montano bajo.

This taxonomic list of the Trichoptera larvae references data from the Zoological Voucher Collection at Universidad del Tolima, Colombia (Colección Zoológica de la Universidad del Tolima - CZUT-Ma). This collection includes 14 families and 35 genera of Trichoptera (out of the 15 families and 45 genera currently registered in Colombia). The most abundant families were Hydropsychidae, Hydroptilidae and Leptoceridae. The most abundant genera were Smicridea, Leptonema and Hydroptila. Regarding altitudinal distribution of the taxa found in the collection, Neotrichia, Leucotrichia and Smicridea exhibited the widest distribution, since they were found from 244m to 3533m. Results from a correspondence analysis performed on the taxa vs Holdridge life zones data, revealed that the highest species richness of the order Trichoptera in Tolima (Colombia) concentrated in the tropical dry forest, wet pre-mountain forest and lower wet mountain forest zones.

**Nine new species of the genus Sticta (Ascomycota liquenizados: Lobariaceae) of the fuliginosa sensu lato morphodeme from Colombia**

Como parte de una revisión taxonómica y sistemática del género Sticta en Colombia, se describen nueve especies nuevas correspondientes al morfotipo de Sticta fuliginosa: Sticta arbusculotomentosa Moncada & Betancourt sp nov., Sticta gallowayana Moncada & Lücking sp. nov., Sticta globulifuliginosa Moncada & Lücking sp. nov., Sticta hirsutofuliginosa Moncada & Lücking sp nov., Sticta jaguirreana Moncada & Lücking sp. nov., Sticta macrofuliginosa Moncada & Lücking sp. nov., Sticta minutula Moncada & Lücking sp. nov., Sticta phyllidiofuliginosa Moncada & Lücking sp. nov., y Sticta plumbeociliata Moncada & Lücking sp. nov. Todas las especies se discuten e ilustran. Se agrega una clave para las especies del morfotipo de S. fuliginosa presentes en Colombia.

As part of a taxonomic and systematic revision of the genus Sticta in Colombia, nine species corresponding to the Sticta fuliginosa morphodeme are described as new: Sticta arbusculotomentosa Moncada & Suárez sp nov., Sticta gallowayana Moncada & Lücking sp. nov., Sticta globulifuliginosa Moncada & Lücking sp. nov., Sticta hirsutofuliginosa Moncada & Lücking sp nov., Sticta jaguirreana Moncada & Lücking sp. nov., Sticta macrofuliginosa Moncada & Lücking sp. nov., Sticta minutula Moncada & Lücking sp. nov., Sticta phyllidiofuliginosa Moncada & Lücking sp. nov., and Sticta plumbeociliata Moncada & Lücking sp. nov. All species are discussed and illustrated. A key to the species of the S. fuliginosa morphodeme in Colombia is provided.

Characterization of aquatic entomologic fauna in four streams of San Juan river (Chocó - Colombia)

Se estudió la entomofauna acuática de cuatro quebradas de la cuenca del río San Juan en el departamento del Chocó (Colombia). Entre febrero y julio de 2007 se recolectaron 2.377 especímenes distribuidos en nueve órdenes, 35 familias y 52 géneros. El orden Ephemeroptera fue el más representativo en términos de abundancia (61,09 %) y de riqueza (11 géneros), seguido de Coleoptera (13,38 %), con 12 géneros. El índice de diversidad de Shannon-Weaver, de 2,95 bits/ind, así como la riqueza total de géneros (52) encontrada en las quebradas, demuestran su gran diversidad, con diferencias significativas entre ellas, pero no en cuanto a los meses de muestreo. De acuerdo con el índice de Jaccard, basado en la presencia de diferentes géneros identificados, se observó que las quebradas Profundo y Colorado presentaron mucha similitud (0,65), mientras que el mayor valor de disimilitud lo presentó la quebrada San Francisco (0,48). Los parámetros físicos y químicos estaban dentro de los rangos normales y presentaron poca variación, lo que indica que las quebradas tienen buenas condiciones ecológicas para el establecimiento de una comunidad acuática diversa.

The aquatic entomofauna of four streams of the San Juan river in the department of Chocó (Colombia) was studied. Between February and July 2007, 2,377 specimens belonging to nine orders, 35 families and 52 genera were collected. The order Ephemeroptera was the most representative in terms of abundance (61.09%) and biological richness (11 genera), followed by the order Coleoptera (13.38%). A Shannon-Weaver diversity index of 2.95 and the total number of genera found in the streams showed their high diversity; we found significant differences between them, but not between sampling months. According to the Jaccard index based on the presence of different identified genera, we observed that the Profundo and Colorado streams had high similarity (0.65), while the highest value of dissimilarity was found in the San Francisco stream (0.48). The physical and chemical parameters were within normal ranges and showed little variation, indicating that the streams have good ecological conditions for the establishment of a diverse aquatic community.

Daily and seasonal behavior of optical and thermical structures in a Colombian tropical reservoir (La Fe reservoir)

Esta investigación se preguntó sobre la variación temporal en las escalas diaria y estacional (anual) de las estructuras óptica y térmica en la presa del embalse de La Fe. Se preveía que la estructura óptica tendría poca variación tanto en la escala diaria como en la anual. En cuanto a la estructura térmica, la hipótesis era que tendría una mayor variación en la escala diaria que en la estacional. Con el propósito de corroborar estas presunciones, se realizaron diez muestreos nictémeros en la columna de agua de la presa a intervalos de cuatro horas durante diez meses (diciembre de 2002 a noviembre de 2003). Las variables evaluadas fueron: temperatura del aire y del agua, velocidad y dirección del viento, profundidad Secchi, profundidad de mezcla, color aparente y turbidez, al igual que los perfiles de temperatura, luz, conductividad eléctrica, oxígeno disuelto, CO2 total y pH. La forma óptica presentó diferencias levemente significativas en la escala diaria y no significativas en la estacional. Por razones como la intensidad del color, el cinturón litoral de Egeria densa, las floraciones de algas, los aportes alóctonos y el patrón atelomíctico del sistema, dicha forma puede ajustarse al tipo GA. Dado que el viento no incidió lo suficiente para desestabilizar la columna de agua, esta se mantuvo estratificada a lo largo del tiempo de muestreo, mezclándose solo en los primeros metros como se espera en un embalse atelomíctico en el que la mezcla se debe principalmente a fuerzas convectivas. En consecuencia, la temperatura del fondo varió muy poco, el perfil de pH tendió a disminuir, y la conductividad eléctrica y el CO2 total, a aumentar.

The objective of this research was to find out about the temporal variation of optical and thermal structures in La Fe dam both in daily and seasonal scales. Our hypothesis on the optical structure was that there would be little variation in both time scales. As for the thermal structure, we predicted that it would vary more on a daily basis that in the seasonal scale. In order to corroborate these assumptions, we took ten nictemeral samples in the water column of the dam at four hour intervals during 10 months (December 2002 to November 2003). We evaluated the following variables: air and water temperature, wind direction and speed, Secchi depth, mixing depth, apparent color and turbidity, and profiles of electrical conductivity, dissolved oxygen, total CO2 and pH. The optical shape presented slightly significant differences on the daily scale and non-significant differences in the seasonal scale. Given its intense color, littoral belt of Egeria densa, algal blooms, allochthonous inputs, and the atelomictic pattern of the system, its shape may be considered as being a GA type. As the wind didn't work long enough to destabilize the water column, it remained stratified all along the sampling period and mixture was present only in the first few meters as can be expected in an atelomictic reservoir in which the mixture is mainly due to convective forces. Consequently, bottom temperature varied very little, the pH profile tended to decrease, and the electrical conductivity and total CO2 to increase.

Malformation in crabs of the superfamily Xanthoidea (Crustacea: Brachyura) in the Cispatá Bay (Córdoba, Colombia)

Mediante muestreos para determinar la composición y los cambios estacionales de las poblaciones de los crustáceos decápodos del departamento de Córdoba entre junio de 2005 y mayo de 2006, se recolectó material asociado a las raíces de mangle de la bahía de Cispatá. En las estaciones de Punta Nisperal y Caño Mocho se capturaron varios ejemplares de cangrejos de la superfamilia Xanthoidae con malformaciones, entre ellas, la fusión de dientes anterolaterales, la malformación del dáctilo con un apéndice caminador en forma de espiral, el crecimiento exagerado de pleópodos en hembras, además de enfermedades como las manchas negras que resultan en la destrucción de la capa de quitina. Durante el primer muestreo (julio de 2005), se recolectaron cinco ejemplares (2,4 %) con deformaciones en Caño Mocho y 67 en Punta Nisperal (3,8 %). La incidencia de malformaciones se relacionó con el período de lluvias, durante la cual se incrementa la descarga del río Sinú con el consecuente aumento en la descarga de nutrientes y contaminantes, lo que puede inducir a alteraciones durante la fase larval (teratogénesis) y resultar en las malformaciones descritas. Estudios recientes demuestran que la entrada constante de metales como el mercurio, catalogado como un agente teratogénico, es la causa más probable de esta problemática.

Material associated with the roots of mangrove in the Cispatá Bay (Department of Córdoba, Colombia) was collected during surveys carried out to determine the composition and seasonal changes of the populations of decapods crustaceans in this Department between June 2005 and May 2006. At Punta Nisperal and Caño Mocho stations, several specimens of crabs belonging to the Xanthoidae superfamily with malformations were captured. Malformations included the fusion of the anterolateral teeth, malformation of the dactyl in the form of a spiral-like walking appendix, overgrowth of pleopods in females, as well as the incidence of diseases such as black spots and subsequent destruction of the chitin layer. During the first sampling (July 2005), five specimens with deformations were collected in Caño Mocho (2.4%), and 67 in Punta Nisperal (3.8%). The incidence of malformations was associated to the rainy season, during which the discharge of the Sinú River increases and with it the discharge of polluting nutrients which can induce alterations during the larval phase (teratogenicity), resulting in the malformations described. Recent studies have shown that the constant input of metals such as mercury, classified as a teratogenic agent, is most likely the cause of this problem.

Morphotectonics of the Abriaquífault, historical seismicity and their relation with the 1903 earthquake in Frontino, Antioquia

En el sistema orogénico de los Andes del Norte se han desarrollado importantes fallas activas que revelan un grado moderado a alto de amenaza sísmica en el borde noroccidental de Colombia. Este estudio presenta un análisis morfotectónico que señala la ocurrencia de deformaciones recientes a lo largo de la falla Abriaquí e introduce nuevos datos de sismicidad histórica que permiten la atribución preliminar del sismo de 1903 en Frontino a esta estructura, y ubica la edad de su último desplazamiento en periodos históricos.

Major active faults have developed in the North Andean orogenic system that reveal moderate to high seismic hazard in the northwestern border of Colombia. This study presents a morphotectonic analysis of recent deformations along the Abriaquífault and introduces new historical seismicity data that allows for preliminarily assigning the 1903 earthquake in Frontino to this structure, and modifying the age of its last displacement to historical time periods.

***Trypanosoma rangeli: an infective but non-pathogenic protozoon for humans which contributes to the understanding of the vector-borne transmission and the pathogenesis of Trypanosoma cruzi,* causative agent of Chagas' disease**

A diferencia de Trypanosoma cruzi, agente causal de la enfermedad de Chagas, Trypanosoma rangeli es un parásito infectivo y no patógeno para el humano, pero sí para los vectores del género Rhodnius. Con base en polimorfismos del ADN del cinetoplasto (kADN), del gen miniexón o líder de empalme (Spliced Leader), del espaciador interno transcrito (ITS) y de la subunidad pequeña del ribosoma (SSU rARN), se han descrito varios genotipos de T. rangeli (KP1+/A, B, KP1-/C, KP1-/D y E), los cuales son transmitidos selectivamente por dos líneas filogenéticas de Rhodnius, lo que indica la ocurrencia de procesos coevolutivos entre el parásito y los vectores. La línea Robustus (Rhodnius prolixus, Rhodnius robustus y Rhodnius neglectus) transmite exclusivamente el genotipo KP1+/A y la línea Pallescens (Rhodnius pallescens, Rhodnius colombiensis y Rhodnius ecuadoriensis) transmite el genotipo KP1-/C. Aunque el conocimiento de las bases moleculares de la interacción parásito-vector es todavía escaso, este trabajo presenta observaciones inéditas sobre la capacidad de los genotipos KP1+/A y KP1-/C para completar el ciclo de vida en algunas de las 19 especies de Rhodnius y la detección de factores tripanolíticos en R. prolixus, R. robustus y R. neglectus contra el genotipo KP1-/C y varios genotipos de T. cruzi. Los avances recientes en los estudios de transcripción genómica de T. rangeli, y su comparación con T. cruzi constituyen el punto de partida para entender cabalmente la transmisión vectorial selectiva de T. rangeli y T. cruzi, así como de la patogenia de T. rangeli para el vector y de la incapacidad de T. rangeli y la capacidad de T. cruzi para invadir células del mamífero.

Unlike Trypanosoma cruzi, the causative agent of Chagas' disease, T. rangeli is an infective, non-pathogenic parasite for humans, but pathogenic for vectors from the Rhodnius genus. Several T. rangeli genotypes (KP1+/A, B, KP1-/C, KP1-/D and E) have been described based on kinetoplast DNA (kDNA) polymorphisms, the spliced leader or miniexon, the intergenic transcribed spacer (ITS) and the small ribosomal subunit (SSUrRNA). These are selectively transmitted by two Rhodnius phylogenetic lines, thereby indicating co-evolutionary processes between parasite and vector genotypes. The Robustus line (Rhodnius prolixus, R. robustus and R. neglectus) exclusively transmits the KP1+/A genotype and the Pallescens line (R. pallescens, R. colombiensis and R. ecuadoriensis) only transmits the KP1-/C genotype. Even though little knowledge is available regarding the molecular basis of parasite- vector interaction, the present work presents unpublished observations about KP1+/A and KP1-/C genotype ability to complete the life-cycle of some of the 19 Rhodnius species and the detection of trypanolytic factors in R. prolixus, R. robustus and R. neglectus against the KP1-/C genotype and some T. cruzi genotypes. Several advances regarding molecular, transcriptome and genomic studies dealing with T. rangeli are presented and compared to T. cruzi; these are the starting point for understanding the selective vectorial transmission of T. rangeli and T. cruzi, T. rangeli pathogenicity for the vector, as well as T. rangeli inability and T. cruzi ability to invade mammalian cells.