P4012101 - Balances de Materia e Enerxía (Fundamentos) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 4.50
• Total: 4.5
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 16.00
• Clase Interactiva Seminario: 18.00
• Horas de Titorías: 2.00
• Total: 36.0

Outros Datos

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

Profesores

Nome	Coordinador
FEIJOO COSTA, GUMERSINDO.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo /CLE_01	Ordinario	Clase Expositiva	NON	NON
Grupo /CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	NON	NON
Grupo /TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo /TI-ECTS02	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Inglés

Obxectivos da materia
Profesorado
Gumersindo Feijoo Costa
Dpto. Enxeñaría Química
Teléfono: 881816776
correo-e: gumersindo.feijoo@usc.es

0.- Datos descritivos da materia

A materia de Balances de Materia e Enerxía ten unha vinculación directa con aquelas que compoñen o módulo de “Fundamentos” do máster en Enxeñería Ambiental, tendo así mesmo relación con outras materias do máster que empregan os balances de materia e enerxía como ferramenta: “Tecnoloxías de tratamento de augas”, “Explotación de EDAR e ETAP”, “Xestión e tratamento de residuos”, “Medio ambiente atmosférico e redución de emisións”, “Tecnoloxías limpas” e “Deseño ecolóxico de procesos e produtos”.
Nome
Materia: Balances de Materia e Enerxía
Tipo: Obrigatoria
Curso: 1º Curso do Máster Oficial en Enxeñaría Ambiental
Nº de créditos: 4,5 ECTS
Módulo: Fundamentos

1.- Obxectivos da materia

Nesta materia ten como obxectivo primordial o ter coñecemento xeral dos problemas ambientais así como das súas posibles solucións no ámbito da prevención e do tratamento fin de liña. En ámbolos dous casos é imprescindible un coñecemento dos fluxos de materia i enerxía dos productos/procesos/servicios involucrados; parámetro previo cara a toma de decisións de carácter tecnolóxico (melloras no deseño, definición dos parámetros de operación, etc.), económico (incrementar a eficacia e productividade dos sistemas), ambiental (reducción das emisións, estratexias de minimización, etc.) e social (definición de aspectos de hixiene e seguridade no traballo, reducción dos efectos prexudiciais para os traballadores, etc.).

Contidos
Os contidos que se desenvolven no curso relacionados son os contemplados de forma sucinta no descritor da materia no plano de estudios de Máster Oficial en Enxeñaría Ambiental que indican os seguintes contidos no descritor: “Balances de materia. Balance de enerxía total e mecánica. Aplicación de fluxo de fluídos e sistema hídricos”. O programa da materia está dividido en 3 temas básicos, que se indican a continuación:

Tema 1. Balances de materia. Formulación xeral da ecuación de balance. Ecuación do balance macroscópico de materia. Balances de materia en sistemas sen e con reacción química.
Tema 2. Balances de enerxía. Formulación do balance macroscópico de enerxía. Aplicación a sistemas con e sen reacción química.
Tema 3. Fluxo de Fluídos. Balances de enerxía mecánica: ecuación de Bernouilli. Fluxo de fluídos incompresibles: Ecuación de Fanning. Impulsión de fluídos por conducións. Bombas e compresores.
Obxectivos específicos
Os balances de materia i enerxía consisten na cuantificación dos fluxos de entrada e saída a un determinado sistema. Este sistema pode ser tan sinxelo como un aparello de aire acondicionado, ou tan complexo como un ecosistema. A realización dos balances leva aparellado a resolucións de sistemas ecuacións lineais ou non lineais, onde a partir dun número limitado de datos temos que formular diferentes “balances” ou “ecuacións” entre as diversas liñas de fluxo, tal que nos conduzan á obtención dos valores das variables problema de cada “sistema”.
O terceiro tema ten como obxectivo fundamental que o alumno coñeza os fundamentos da mecánica de fluídos facendo especial fincapé na ecuación de Bernouilli, coa introdución dos conceptos “perda de carga” e “traballo” indicando como se determina a primeira, vía Ecuación de Fanning, en conducións e nos accesorios para sistemas de conducións simples ou complexos. Finalmente, abordarase os principais tipos de bombas e compresores, realizando unha serie de problemas ilustrativos de uso de sistemas de impulsión para o transporte de fluídos en conducións

As actividades que desenvolveran os alumnos:
Entregaranse unha serie de boletíns de problemas, dos cales se resolverán un número limitado deles na aula. Asemade, proporanse os alumnos algúns dos problemas para a súa resolución na propia clase e como traballo persoal (esta actividade deberá facerse obrigatoriamente en grupo).
Lectura de dous capítulos de libro (actividade individual):
o “Una experiencia nada provechosa. Rudolf Clausius y la Segunda Ley de la Termodinámica” e "Entre una roca y una dura vida. Daniel Bernouilli y la Ley de la Presión Hidrodinámica". En: Guillen, M. (2006) Cinco Ecuaciones que Cambiaron el Mundo. Ed. DeBolsillo, Barcelona
Bibliografía básica e complementaria
Bibliografía básica
Davis, M.L., Masten, S.J. "Ingeniería y ciencias ambientales". Ed. Mc-Graw-Hill, México (2005).
Bibliografía complementaria
Kiely, G. "Ingeniería Ambiental: Fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de gestión” (15ª ed.) Ed. McGraw-Hill, Madrid (1999).
Mihelicic, J. “Fundamentos de Ingeniería Ambiental”. Ed. Limusa Wiley, Madrid (2001).
Potter, M.C. y Somerton, C.W. “Termodinámica para Ingenieros”. McGraw-Hill, Madrid (2004).

Competencias
Nesta materia o alumno adquirirá ou practicará unha serie de competencias xenéricas, desexables en calquera titulación universitaria, e específicas, propias da enxeñería en xeral ou específicos da Enxeñería Ambiental en particular. Dentro do cadro de competencias que se deseñou para a titulación, se instruirá ós alumnos nas seguintes competencias:
Xerais
Compromiso coa protección do medio ambiente e o desenvolvemento sostible
Liderar e traballar eficazmente en equipos interdisciplinares.
Resolver problemas de forma efectiva
Asumir con responsabilidade ética o seu papel de enxeñeiro nun contexto profesional.
Específicas
Ter un coñecemento global dos problemas ambientais.
Relacionar as leis das diferentes esferas para atinxir a sosteniblidade.
Coñecer en profundidade as tecnoloxías, ferramentas e técnicas no campo da enxeñaría ambiental.
Identificar e formular problemas ambientais

Metodoloxía da ensinanza
O estudo de casos será a metodoloxía básica para introducir os conceptos e a súa aplicación, O estudo de casos será a metodoloxía básica para introducir os conceptos e a súa aplicación, usando a folla de cálculo Excel como elemento fundamental para a resolución de problemas. A tal efecto traballarase con ordenador portátil en grupos de dúas persoas, de xeito que os alumnos fagan unha serie de “problemas-tipo” con casos prácticos no que se poderá avaliar e simular conceptos como base de cálculo, efecto da recirculación nos fluxos, a reacción, efectos calóricos...
O enfoque pedagóxico para estas clases consistira na introducción da aprendizaxe cooperativa, onde mediante a realización dos grupos serán os propios alumnos os que “ensinen/aprendan” dun xeito pro-activo cara a resolución dun problema específico.
O material didáctico será entregado (programa, formulario, táboas, documentos, apuntes, boletíns de problemas) via a Blackboard ao comezo do cuadrimestre.

Sistema de evaluación
A avaliación do alumno farase en función de dous ítems: realización das actividades e o exame. O reparto da puntuación será función dos rendementos obtidos no exame, 30% da cualificación e 70% 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 consistirá na resolución de 2 casos prácticos para os que poderán usar as follas de cálculo desenroladas na clase así como as táboas e material complementario.

Tempo de estudo e traballo persoal
A materia ten unha carga de traballo de 4,5 ECTS, correspondendo 1 crédito ECTS a 25 horas de traballo total, que se reparten da seguinte forma:

Actividade Horas presenciais Factor Traballo persoal TOTAL
Teoría 10,0* 1,25 12,5 22,5
Problemas 20,0 1,75 35,0 55,0
Prácticas 3,0 1,65 5,0 8,00
Titorías obrigatorias 3,0 3,0 9,0 12,0
Exame 3,0 4,0 12,0 15,0
TOTAL 39,0 - 73,5 112,5
*En amarelo, un total de 36 horas, serían as horas que figurarían no POD do profesor.


Onde as horas presenciais indica o número de horas de clases da materia, a través das diversas actividades que se realizan, o factor indica a estimación de horas que ten que dedicar o estudiante por hora de actividade, sendo as horas de traballo autónomo un computo do producto do factor polas actividades e total a carga de traballo que supón cada actividade.
8. Recomendacións
Presuponse que os alumnos que se matriculen da materia han de ter unha serie de coñecementos básicos que resultan de importancia para lograr superar a mesma: Coñecementos básicos de álxebra lineal e análise matemático, química e física xeral. Asemade, o coñecemento do Excel a nivel usuario será moi importante para poder atinxir os obxectivos.
Tamén resulta aconsellable que o alumno teña unha serie de coñecementos adicionais: dominio do idioma Inglés a nivel de lectura e Coñecementos de aplicacións informáticas a nivel usuario (Word, uso de correo electrónico, consulta de páxinas web).

Recomendacións para o estudo da materia
Presuponse que os alumnos que se matriculen da materia han de ter unha serie de coñecementos básicos que resultan de importancia para lograr superar a mesma: Coñecementos básicos de álxebra lineal e análise matemático, química e física xeral. Asemade, o coñecemento do Excel a nivel usuario será moi importante para poder atinxir os obxectivos.
Tamén resulta aconsellable que o alumno teña unha serie de coñecementos adicionais: dominio do idioma Inglés a nivel de lectura e Coñecementos de aplicacións informáticas a nivel usuario (Word, uso de correo electrónico, consulta de páxinas web).