P1033204 - Quimiometría Avanzada e Cualimetría (Análise Química) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 3.00
• Total: 3.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 9.00
• Clase Interactiva Seminario: 12.00
• Horas de Titorías: 3.00
• Total: 24.0

Outros Datos

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

Profesores

Nome	Coordinador
CARRO DIAZ, ANTONIA MARIA.	NON
CELA TORRIJOS, RAFAEL.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo /CLE_01	Ordinario	Clase Expositiva	SI	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

Inglés

Obxectivos da materia
1) Seleccionar os factores mais importantes que influen nun determinado problema analítico-industrial baseandose nos enfoques estadísticos do deseño de experimentos e evaluando os efectos dos factores e as suas interaccións mediante test estadísticos.

2) Debatir os deseños de experimentos para modelar a relación causa-efecto entre respostas e factores e aplicar os métodos de superficie de resposta para localizar o óptimo.

3) Búsqueda do óptimo simultáneo, con un mínimo de traballo, custe e tempo, para respostas múltiples mediante un enfoque baseado en funcións de deseabilidade, aplicable a diferentes técnicas e campos científicos.

4) Aplicación de técnicas de intelixencia artificial como o uso de algoritmos xenéticos que permiten o control da calidade de materiais de interese alimentario e medioambiental, o desenvolvemento de técnicas de diagnóstico ou de métodos de clasificación.

5) Involucrar todos-los coñecementos químicos adquiridos ata o momento á comprensión e resolución de problemas analítico-industriais, mediante o uso de ferramentas matemático estadísticas que permiten au estudiante entrar en contacto coa realidade do seu futuro profesional.

Contidos
Programa de clases expositivas + interactivas (seminarios):

I. DESEÑO EXPERIMENTAL AVANZADO

Se presentan métodos para unha experimentación efectiva, baseados no deseño de experimentos e a optimización que podan ser aplicados indistintamente á optimización dla síntesis duhna sustancia, a un procedimento analítico-industrial ou á formulación dun fármaco.

I.1. Diseños de screening ou cribado e estimación dos efectos dun factor
Os diseños factoriais se basan na variación simultánea de factores nun número limitado de niveis por factor. Este tipo de experimentación é especialmente importante ao principio dun estudo experimental, onde todavía no se coñecen os factores mais influintes, os seus intervalos de influencia e interaccións. Para un número elevado de factores o número de experimentos se pode reducir si se usan deseños factoriais fraccionais.

I.2. Deseños de superficie de resposta
Se utilizarán modelos polinomiais co fin de describir cuantitativamente a relación entre respostas e factores. Cando os factores son continuos os deseños factoriais asumen que os efectos son lineais. Si se espera un efecto cuadrático para un factor, se utilizan deseños central composto, Doehlert, etc. A optimización de factores que teñan efectos cuadráticos é o principal obxectivo da metodoloxía de superficie de resposta (RSM)

I.3. Proceso de optimización: Análise gráfico e funcións de deseabilidade.
Unha maneira de vencer a dificultade da optimización de varias respostas é o uso de unha función multi-resposta baseada no concepto da utilidade da conveniencia ou deseabilidade de unha propiedade asociada con unha determinada función resposta e propoñendo unha transformación de tipo exponencial.

I.4. Deseño de mesturas
Se discuten as bases e metodoloxía para a resolución de problemas nos que os compoñentes deben manter unha condición de suma de proporcións. O enfoque é hacia problemas de tipo industrial.

II. OPTIMIZACIÓN UNI E MULTIVARIABLE.

Se abordan os conceptos xerais de optimización e de modo particular as situacións nas que os obxectivos son múltiples e, con frecuencia, conflictivos. Se introducen como ferramenta de optimización os algoritmos xenéticos. Se discute con detalle a optimalidade Pareto (operador de dominación) e a utilización de algoritmos evolutivos para o desenvolvemento de optimización multiobxectivo baixo o enfoque de optimalidade Pareto.

Bibliografía básica e complementaria
Básica (a ser posible no más de 2).

1.- LEWIS G.A., MATHIEU D., PHAN-TAN-LUU R., Pharmaceutical Experimental Design, Marcel Dekker, Inc. New York (1999).

2.- GOLDBERG D.E., Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning, Addison-Wesley (1989).

Complementaria.

1.- DROESBEKE J.-J., FINE J. SAPORTA G. (Ed.) Plans d’expériences. Applications à l’entreprise, Éditions Technip, Paris (1997).
2.- MYERS R.H., MONTGOMERY D.C., ANDERSON-COOK C.M. Response Surface Methodology, Wiley 3ª ed., New Jersey (2009)
4.- MASSART D.L., VANDEGISTE B.G.M., BUYDENS L.M.C., DE JONG S., LEWI P.J., SMEYERS- MORGAN E., Chemometrics Experimental Design, John Wiley & Sons, New York (1995).
6.- DEMING S.N., MORGAN S.L., Experimental Design, A Chemometric Approoach, Elsevier, Amsterdam (1987).
7.- DEB K., Multiobjetive optimization using evolutionary algorithms.Wiley(2001)
COELLO C.A., LAMONT G.B., VALDHER D.A. Algorithms for solucing multiobjetive problems .2ª ed.Springer (2007)
8.- LEARDI R., (ed), Nature inspired methods in chemometrics: Genetic algorithms and Artificial neural networks, Elsevier, 2003.
9.- CHAMBERS L. ,(ed) Practical Handbook of Genetic Algorithms (vols. I y II), CRC Press (1995)

Na Aula virtual da materia, o profesor porá a disposición dos alumnos as presentacións sobre os temas que serán tratados nas clases expositivas, problemas para resolver nos seminarios e propostas de traballo.

Competencias
Competencias xerais.

Coñecemento en materias básicas e tecnolóxicas, que capacite aos alumnos para a aprendizaxe de novos métodos e teorías, e lles dote de versatilidade para adaptarse a novas situacións.
Capacidade de solventar problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade, raoamento crítico e de comunicar e transmitir coñecementos, habilidades e destrezas no campo no que a quimiometría é aplicable.
Capacidade para aplicar os principios e métodos da calidade.
Promover as capacidades de traballo e colaboración en equipos multidisciplinares
Recoñecer as propias limitacións e a necesidade de manter e actualizar a competencia profesional, prestando especial importancia á autoaprendizaxe de novos coñecementos baseándose na evidencia científica dispoñible.

Competencias específicas.

Capacidade para a resolución dos problemas matemáticos que podan plantexarse na química. Aptitude para aplicar os coñecementos sobre estadística e optimización.

Competencias transversales.

Capacidade de análise e síntese
Capacidade de organizar e planificar
Comunicación oral e escrita en linguas propias e algunha extranxeira
Habilidades para o uso e desenvolvemento de aplicacións informáticas
Capacidade de xestión da información
Resolución de problemas
Capacidade para comunicarse con expertos de outras áreas
Razoamento crítico e compromiso ético
Capacidade de aplicar os coñecementos na práctica
Creatividade
Aprendizaxe autónoma
Iniciativa e espíritu emprendedor

Metodoloxía da ensinanza
Clases expositivas
As explicacións do profesor dos fundamentos teóricos se complementarán con exemplos xerais e resolución de exercicios relacionados coas técnicas quimiométricas desenvolvidas. También serán de gran utilidade os recursos didácticos básicos e novas tecnoloxías da información e comunicación: plataforma virtual da USC, imáxes, videos, presentacións en diapositivas, acceso a Internet.

Clases interactivas de Seminarios
O Profesor proporcionará ao alumno exercicios e casos prácticos. Nunhas sesións o profesor presentará e solventará unha serie de exercicios tipo e noutras sesións o estudante terá que solventar, presentar e discutir exercicios semellantes. O profesor pode contar con apoio de medios audiovisuais e informáticos. A asistencia a estas clases é obrigatoria. Se manexarán diferentes programas para o tratamento estadístico e quimiométrico de datos e supostos, como Statgraphics, NemrodW, etc.

Sesiones de tutorías
Tutorías programadas polo profesor co fin de orientar ao alumno tanto en propostas de carácter global como en cuestións concretas relacionas cos contidos da materia. Se propoñen actividades como a supervisión de traballos dirixidos, lecturas ou outras tarefas propostas; así como a exposición, debate ou comentario de traballos individuais ou realizados en pequenos grupos.

Sistema de evaluación
A avaliación da asignatura se realizará de manera continua en función de todas as actividades desenvolvidas polo alumno, relacionadas coas horas presenciais (clases expositivas e interactivas e tutorías) e non presenciais (traballos propostos polo profesor durante o curso, problemas). Neste sentido, se plantexa a seguinte proporción:

- Exame-traballo práctico individual: Constará dun conxunto de cuestións teórico-prácticas e de varios exercicios numéricos que abarquen os diferentes contidos da materia asimilados coas competencias (xerais e específicas) e habilidades. También poderá avaliarse ao alumno mediante un traballo persoal sobre un tema onde quede reflexada a adquisición de coñecementos. En cada traballo se analizará: estructura, calidade de documentación, originalidade, pertinencia ao contido da materia e presentación, representando o 70% da avaliación global.

- Se avaliará a asistencia e o aproveitamento do alumno das clases interactivas e titorías así como os traballos complementarios realizados polo alumno, capacidade de expresión oral e escrita e debate profesor/alumno, representando o 30 % da avaliación global.

Tempo de estudo e traballo persoal
TRABALLO PRESENCIAL NO AULA HORAS TRABALLO PERSONAL Do ALUMNO HORAS ECTS

Clases expositivas .........................9 Estudio autónomo individual..........15 ...........0,9
en grupo grande

Clases interactivas (seminarios).......12 Resolución de exercicios e..............12 ..........1,2
...............................................................discusión de casos prácticos

Titorías en grupo.............................3 Consolidación de coñecementos,......9............0,6
.................................................................exposición de traballos e discusión

Titorías individualizadas...................1 Orientación e resolución de dubidas..2............0,2

Exames e revisión...........................2 Realización e revisión del examen....15...........0,2

Total horas presenciais....................27 Total horas non presenciais...............54...........3

Recomendacións para o estudo da materia
- A asistencia a clase se configura como un dereito/deber dos alumnos/as, á clases expositivas, interactivas (seminarios) e de titorías.

- Participación activa do alumno nas clases de seminario e entrega dos exercicios propostos polo Profesor.

- Consulta da bibliografía recomendada.

- Aproveitamento das horas de titorías durante o desenvolvemento da materia. Aqueles alumnos que encontren dificultades importantes á hora de traballar as actividades propostas deben de acudir nas horas de titoría individualizada, co obxectivo de que éste poda analizar o problema e axudar a solventar ditas dificultades.

Observacións
Idioma no que é impartida a materia: Castelán.

A coordinadora da materia é Antonia Mª Carro Díaz