P1111216 - Fundamentos de Inxeñaría Ambiental (Coñecementos Básicos para o Estudo dos Sistemas Ambientais) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 3.00
• Total: 3.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 9.00
• Clase Interactiva Laboratorio: 6.00
• Clase Interactiva Seminario: 6.00
• Horas de Titorías: 3.00
• Total: 24.0

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007
• Departamentos: Enxeñaría Química
• Áreas: Enxeñaría Química
• Centro: Facultade de Bioloxía
• Convocatoria: 2º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: Primeiro Curso (1º 1ª vez)

Profesores

Nome	Coordinador
ROCA BORDELLO, ENRIQUE.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo /CLE_01	Ordinario	Clase Expositiva	NON	NON
Grupo /CLIL_01	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	NON	NON
Grupo /CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	NON	NON
Grupo /TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Obxectivos da materia
0.- Datos descritivos da materia

Nome e código
Materia: Fundamentos de Enxeñaría Ambiental.
Código: P1111216
Tipo: Obligatoria
Nº de créditos: 3 ECTS
Módulo: Primeiro curso, segundo cuadrimestre. Máster de Medioambiente e Recursos Naturais.
Horario: ver calendario titulación
1.- Obxectivos da materia
Os contidos que se desenvolven no curso están directamente relacionados cos contemplados no descritor da materia: “Procesos Industriais e Sistemas Naturais. Balances de materia e enerxía. Fenómenos de Transporte”.

O obxectivo da materia é capacitar ao alumno para a aplicación (formulación e resolución) de balances de materia e enerxía en diferentes sistemas. Preténdese familiarizar ao alumno na aplicación desta ferramenta na resolución de problema de enxeñaría ambiental (balance de contaminantes, xeración, transferencia e acumulación de contaminantes en procesos e sistemas naturais, etc.). Para esto presentarase un fundamento teórico claro dos balances de materia e enerxía aplicados a sistemas abertos ou pechados, sin e con reacción química/bioquímica.
Obxectivos específicos:
1. Sintetizar, integrar e aplicar a información dos sistemas de estudo (sistemas antrópicos e naturais) na resolución de problemas concretos:
- Entender e aplicar os principios das leis de conservación da materia e enerxía.
- Aplicalos conceptos de balances de materia e enerxía ao estudo destes sistemas.

2. Fomentar no alumno o pensamento analítico e crítico orientado a resolver problemas, polo que prestarase especial atención á realización de traballos individuais de aplicación dos conceptos e metodoloxías do curso, e a presentación dos mesmos na clase. En cada tema se proporán traballos de resolución de problemas, que serán entregados para su revisión polo profesor.

Contidos
2.- Contidos da Materia
Os contidos da materia se desenvolven en torno ás seguintes palabras chave:

Actividades contaminantes. Sistemas Naturais. Balances macroscópicos. Fluxo Turbulento. Transporte entre fases. Coeficientes de transporte.

O curso de 3 créditos está estructurado nos seguintes temas (indícanse as horas presenciais a dedicar a cada tema):

1. A contaminación. Procesos Industriais e Sistemas Naturais. Enxeñaría Ambiental. (0,5h E)
2. Balances macroscópicos de materia. Ecuación xeral de balance. Sistemas sen reacción química. Sistemas con reacción química. Estado estacionario e non estacionario. (2h E + 2h I)
3. Balances macroscópicos de enerxía. Formas de enerxía. Ecuación xeneral de balance. Balance de enerxía a sistemas abertos. Balance de enerxía en estado estacionario. (2h E + 3h I)
4. Transporte molecular. Réximen laminar e turbulento. Leis cinéticas (Leis de Newton, Fourier e Fick). Fluxo laminar e fluxo turbulento. Balance microscópico.( 2h E + 2h I)
5. Transporte en réximen turbulento. Coeficientes individuais de transporte. Transporte de cantidade de movemiento. Factores de fricción. Ecuación de Fanning. Transporte de calor por convección. Correlacións empíricas. (2h E + 2h I)
6. Transporte entre fases. Coeficientes globais de transporte. Transporte de calor entre fluidos separados por unha parede. Transporte de materia entre fases fluidas. Procesos de absorción. (2,5h E + 3h I)

No tema 1 preséntanse os conceptos chave introductorios e que se manexaran ao longo dol curso. Se introducirán os procesos antrópicos e os naturais ee como interaccionan entre eles. O concepto de Enxeñaría Ambiental e o seu papel no deseño de procesos con menos impacto no medio, a xestión máis eficiente dos recursos ou o deseño de sistemas de tratamento e mitigación da contaminación. Defínese a operación unitaria e como se clasifican, e as formas de operación. Introdúcense os criterios a ter en conta na concepción de procesos de producción máis limpos.
No tema 2 preséntase a ecuación xeneral dos balances de materia. Se tratarán sistemas sen reacción química en estado estacionario, aplicando balances a sistemas dunha sola unidade (balance de materia total e de componente) e a sistemas de unidades en serie. Se plantexarán balances en sistemas con corrente de derivación (correntes de recirculación e purga). Posteriormente trataranse os balances en sistemas con reacción química en estado estacionario, introducindo o concepto de reactivo limitante, conversión, selectividade e rendemento, realizando balances a sistemas dunha sola unidade e sistemas con separación de productos e recirculación e corriente de purga. Finalmente presentarase o tratamento de sistemas con balances en estado non estacionario.
O tema 3 está dedicado ao plantexamento de balances macroscópicos de enerxía. Se comenzará cunha parte introductoria na que se presentarán os diferentes tipos de enerxía e se fará un repaso a diferentes cuestións e conceptos termodinámicos que se manexarán neste tema. Posteriormente se plantexarán os diferentes términos da ecuación xeneral de balance e se aplicará a sistemas abertos. A continuación se introducirá a problemática dos balances de enerxía en sistemas en estado estacionario, tanto en sistemas pechados como en sistemas abertos (se deducirá o balance de enerxía mecánica e o balance entálpico).
No tema 4 se introducirán as problemáticas concretas dos diferentes rexímenes de circulación (laminar e turbulento) para a continuación presentar a aplicación das ecuacións de velocidade de transporte de cantidade de movemento, transmisión de calor e transferencia de materia (Leis de Newton, Fourier e Fick) e o balance microscópico de propiedade. Finalmente se analizarán casos concretos de transporte de propiedade en réximen laminar.
O tema 5 está dedicado a analizar o comportamento dos sistemas en réximen turbulento. Se comenzará co estudio do transporte de cantidade de movemento, incorporando no balance microscópico as perdas de enerxía mecánica por fricción (Ecuación de Fanning). Posteriormente estudiarase a transmisión de calor por convección, introducindo os coeficientes individuais de transporte de calor.
Por último no tema 6, se estudiará o transporte entre fases mediante a aplicación dos coeficientes globais de transporte. Se analizará o transporte de calor entre dous fluidos separados por unha parede (coeficientes globais de transmisión de calor) e, finalmente, o transporte de materia entre duas fases fluidas mediante a aplicación de coeficientes globais de transferencia de materia e, específicamente, os procesos de absorción de gases.


Bibliografía básica e complementaria
3.- Bibliografía básica e complementaria
Gulliver, J.S. Introduction to Chemical Transport in the Environment. Cambridge University Press, New York (2007).
Calleja, G., García, F., de Lucas, A., Prats, D y Rodríguez, J.M. Introducción a la Ingeniería Química. Editorial Sintesis, Madrid (1999).
Bueno, J.L., Sastre, H. y Lavin, A.G. Contaminación e Ingeniería Ambiental. Vol I. Princios Generales y Actividades Contaminantes. Edit. FICYT (1997).
Kiely, G. Ingeniería Ambiental. Fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de gestión. Ed. McGraw-Hill/Interamericana (1999).


Competencias
4.- Competencias
Competencias xenerais
Nesta materia o alumno adquirirá ou practicará as seguintes competencias xenéricas, desexables en calquera titulación universitaria:
CG1.- Capacidade para a aplicación dos coñecementos adquiridos e a súa capacidade de resolución de problemas en entornos novos ou pouco coñecidos dentro de contextos más amplos (ou multidisciplinares) relacionados coa área de estudio.
CG2.- Posesión das habilidades de aprendizaxe que lles permitan continuar estudiando dun modo que haberá de ser en gran medida autónomo.

Competencias específicas
As competencias específicas, propias da enxeñería en xeral ou, en particular, da Enxeñería Ambiental que se desenvolverán son as seguintes:
CE1.- Aplicar os fundamentos de Enxeñaría Ambiental
CE2.- Resolver problemas de forma efectiva
CE3.- Coñecer e saber aplicar os balances de materia e enerxía en procesos industriais e sistemas naturais ou relacións entre eles.
CE4.- Coñecer e saber aplicar as leis cinéticas.
CE5.- Coñecer e saber aplicar as ecuacións de transferencia baseadas en coeficientes de transporte, para resolver problemas ambientais.
CE6.- Realizar estudios bibliográficos e sintetizar resultados.


Metodoloxía da ensinanza
5.- Metodoloxía de ensinanza
A materia será impartida, en cada un dos temas de que consta, combinando clases de teoría e a aplicación dos coñecementos teóricos na realización de casos prácticos e/ou problemas para amplialos e afianzalos.

Sistema de evaluación
6.- Sistema de avaliación da aprendizaxe
Se efectuará un seguimento da aprendizaxe dos estudiantes mediante a realización de actividades, traballos ou resolución de problemas de forma individual e/ou por grupo. Asemade os estudiantes realizarán un exame con cuestións teóricas e resolución de problemas que permitirá individualizala cualificación final.
O reparto da puntuación será función dos rendementos obtidos no exame, 60% da cualificación e 40% as actividades complementarias programadas na materia. Non superará a materia aquel alumno que non obteña un mínimo de 3 puntos sobre 10 no exame. O exame estará baseado en unha serie de preguntas sobre conceptos teóricos e prácticos impartidos previamente e a resolución de problemas.


Tempo de estudo e traballo persoal
7. Tempo de estudio e de traballo persoal que debe dedicar un estudiante para superala materia
A materia ten unha carga de traballo de 3,0 ECTS, correspondendo 1 crédito ECTS a 25 horas de traballo total, que se reparten da seguinte forma:

Distribución da actividade formativa en créditos ECTS Distribución da actividade formativa en créditos ECTS
Actividade Horas
Presenciais Horas traballo alumno ECTS Competencias
CG CE
Clases maxistrais 9,0 12,0 0,84 CG1, CE.1, 2, 3, 4, 5
Seminarios 12,0 24,0 1,44
Titorías grupo (*) 3,0 6,0 0,36 CG2 CE. 5, CE. 6
Subtotal 24,0 42,0 2,64
Titorías individualizadas 0 0 0 CE.1, 2, 3, 4, 5
Examen e revisión 2,0 8,0 0,4
Total 26,0 50,0 3,0
(*) Hai dous grupos de titorías.

Recomendacións para o estudo da materia
8.- Recomendacións
É recomendable que o alumno teña coñecemento do manexo de MS Word, Excel e PowerPoint. É aconsellable un dominio básico do inglés posto que parte da documentación do curso encóntrase nese idioma, ademais precísase para unha axeitada consulta de libros, artigos científicos e páxinas web.

Observacións
Profesorado
Nome do profesor: Enrique Roca Bordello
Dpto. Enxeñaría Química
Teléfono: 16774
correo-e: enrique.roca@usc.es

Horario de titorías
Titorías obligatorias: Ver a programación docente da titulación.
Titorías do profesor:
Horario: Luns e Martes 10 a 12, e xoves de 12 a 14.
Despacho: D1.5
Departamento de Enxeñaría Química, ETSE