Créditos ECTS Créditos ECTS: 4.5
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 76.5 Horas de Tutorías: 4.5 Clase Expositiva: 13.5 Clase Interactiva: 18 Total: 112.5
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Centro Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Convocatoria: Primer semestre
Docencia: Sin docencia (En extinción)
Matrícula: No matriculable (Sólo planes en extinción)
Profesorado
Gumersindo Feijoo Costa
Dpto. Ingeniería Química
Teléfono: 881816776
correo-e: gumersindo.feijoo [at] usc.gal (gumersindo[dot]feijoo[at]usc[dot]gal)
0.- Datos descriptivos de la materia
La materia de Balances de Materia y Energía tiene una vinculación directa con aquellas que componen el módulo de “Fundamentos” del máster en Ingeniería Ambiental, así como con otras materias del máster que emplean los balances de materia y energía como herramienta: “Tecnologías de tratamiento de aguas”, “Explotación de EDAR y ETAP”, “Gestión y tratamiento de residuos”, “Medio ambiente atmosférico y reducción de emisiones”, “Tecnologías limpias” y “Diseño ecológico de procesos y productos”.
Nombre
Materia: Balances de Materia y Energía
Tipo: Obligatoria
Curso: 1º Curso do Máster Oficial en Ingeniería Ambiental
Nº de créditos: 4,5 ECTS
Módulo: Fundamentos
1.- Objetivos de la materia
Esta materia tiene como objetivo primordial poseer conocimiento general de los problemas ambientales así como de las posibles soluciones en el ámbito de la prevención y del tratamiento fin de línea. En ambos casos es imprescindible un conocimiento de los flujos de materia y energía de los productos/procesos/servicios involucrados; parámetro previo cara a toma de decisiones de carácter tecnológico (mejoras en el diseño, definición dos parámetros de operación, etc.), económico (incrementar la eficacia y productividad de los sistemas), ambiental (reducción de las emisiones estrategias de minimización, etc.) y social (definición de aspectos de higiene y seguridad en el trabajo, reducción dos efectos perjudiciales para los trabajadores, etc.).
Los contenidos que se desarrollan en el curso relacionados son los contemplados en el descriptor de la materia en el plano de estudios del Máster Oficial en Ingeniería Ambiental: “Balances de materia. Balance de energía total y mecánica. Aplicación de flujo de fluidos y sistema hídricos”. El programa de la materia está dividido en 3 temas:
Tema 1. Balances de materia. Formulación general de la ecuación de balance. Ecuación de balance macroscópico de materia. Balances de materia en sistemas sin y con reacción química.
Tema 2. Balances de energía. Formulación del balance macroscópico de energía. Aplicación a sistemas con y sin reacción química.
Tema 3. Flujo de Fluidos. Balances de energía mecánica: ecuación de Bernouilli. Flujo de fluidos incompresibles: Ecuación de Fanning. Impulsión de fluidos por conducciones. Bombas y compresores.
Objetivos específicos
Los balances de materia y energía consisten en la cuantificación de los flujos de entrada y salida a un determinado sistema. Este sistema pode ser tan sencillo como un equipo de aire acondicionado, o tan complejo como un ecosistema. La realización de los balances implica la resolución de sistemas de ecuaciones lineales o no lineales, donde a partir de un número limitado de datos tenemos que formular diferentes “balances” o “ecuaciones” entre las diversas líneas de flujo, tal que nos conduzcan a la obtención de los valores de las variables problema de cada “sistema”.
El tercer tema tiene como objetivo fundamental que el alumno conozca los fundamentos de la mecánica de fluidos, en especial la ecuación de Bernouilli, con la introducción de los conceptos “perdida de carga” y “trabajo” indicando como se determina la primera, vía Ecuación de Fanning, en conducciones y en los accesorios para sistemas de conducciones simples o complejos. Finalmente, se abordará los principales tipos de bombas y y compresores, realizando una serie de problemas ilustrativos de uso de sistemas de impulsión para o transporte de fluidos en conducciones
Las actividades que desarrollaran los alumnos serán:
(i) Resolución de una serie de boletines de problemas que se abordaran en la propia aula.
(ii) Entrega, a lo largo del desarrollo de la materia, de un problema real que deberán resolver en equipo para su evaluación.
En la primera tutoría obligatoria comenzarán con el primero de los problemas reales que deberán entregar, de esta forma podrán presentar las primeras dudas en la clase.
(iii) Lectura de los capítulos de libro “Guillen, M. (2006) Cinco Ecuaciones que Cambiaron el Mundo. Ed. DeBolsillo, Barcelona”:
(a) “Una experiencia nada provechosa. Rudolf Clausius y la Segunda Ley de la Termodinámica”
(b) “Entre una roca y una dura vida. Daniel Bernouilli y la Ley de la Presión Hidrodinámica”.
En la segunda de las tutorías obligatorias el alumnado deberá entregar una reseña de los dos capítulos para su evaluación
Bibliografía básica
- Feijoo, G., Lema, J.M., Moreira, M.T. Mass Balances for Chemical Engineers. Amsterdam: De Gruyter. 2020: ISBN (E-book): 978-3-11-062431-1. Código BETSE: A110 29 (también accesible como recurso electrónico)
Bibliografía complementaria
- Davis, M.L., Masten, S.J. Ingeniería y ciencias ambientales. México D.F.: Mc-Graw-Hill, 2005. ISBN: 970-10-4978-0. Cödigo BETSE: A200 14 A,B,C,D
- Oloman, C. Material and Energy Balances for Engineers and Environmentalists. London: Imperial College Press, 2009. ISBN: 978-1-84816-368-3. Código BETSE: A200 30
- Potter, M.C., Somerton, C.W. Termodinámica para Ingenieros. Madrid: McGraw-Hill, 2004. ISBN: 84-481-4282-9. Código BETSE: 84-481-4282-9
Básicas
• CB6.- Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
• CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
• CB8. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
• CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
• CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Generales
• GO1. Identifica y enunciar problemas ambientales
Específicas
• E11. Tener un conocimiento global de los problemas ambientales
• E12. Relacionar las leyes de las diferentes esferas para alcanzar la sostenibilidad.
• E14. Conocer en profundidad las tecnologías, herramientas y técnicas en el campo de la ingeniería ambiental
• E42. Compromiso con la protección del medio ambiente y el desarrollo sostenible
• E43. Liderar y trabajar eficazmente en equipos interdisciplinares
• E46. Resolver problemas de forma efectiva
• E47. Asumir con responsabilidad ética su papel de ingeniero en un contexto profesional
La metodología de la materia se basa fundamentalmente en el estudio de casos, con clases magistrales y de seminario presenciales. Estas clases se apoyarán con la utilización de presentaciones en MS Power-Point y MS Excel. Un máximo de 10% de las horas podrán ser impartidas de forma telemática para favorecer la participación de profesorado de otras universidades como conferenciantes.
Se utilizarán las aplicaciones del Campus Virtual y MS Teams como herramientas de comunicación con el alumnado.
Relación entre las metodologías docentes y el desarrollo de competencias:
• Clases magistrales: CB6, CB7, E11, E12, E42
• Seminarios: CB6, CB7, CB8, CB10, G01, E11, E12, E14, E43, E46, E47
• Tutorías: CB9, E11, E42, E47
Evaluación por actividades:
• Resolución de un caso práctico (en equipo): 50%
• Reseña de los capítulos abordados en la tutoría obligatoria: 10%
• Examen: 40%
No superará la materia aquel alumno/a que no obtenga mínimo de 3 puntos sobre 10 en el examen. El examen consistirá en la resolución de 1 caso práctico para el que podrán usar las hojas de cálculo desarrolladas en clase, así como las tablas y material complementario.
Evaluación por competencias:
• Problema real: CB6, CB7, CB10, G01, E11, E12, E14, E43, E46, E47
• Reseña/Tutoría: CB8, CB9, E11, E42, E47
• Examen: CB7, E46
La materia tiene una carga de trabajo de 4,5 ECTS, correspondiendo 1 crédito ECTS a 25 horas de trabajo total, que se reparten de la siguiente forma:
Actividad Horas pres Factor Trabajo personal 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
Tutorías obligatorias 3,0 3,0 9,0 12,0
Examen 3,0 4,0 12,0 15,0
TOTAL 39,0 - 73,5 112,5
Los alumnos que se matriculen en esta materia han de tener una serie de conocimientos básicos: álgebra lineal y análisis matemático, química y física. Además, deberán poseer un conocimiento de Excel a nivel usuario.
También resulta aconsejable que el alumno tenga una serie de conocimientos adicionales dominio del idioma inglés a nivel de lectura e Conocimientos de aplicaciones informáticas a nivel usuario (sobre todo de MS Excel).
En la materia se emplea de forma importante el ordenador portátil, pues muchos de los casos prácticos requieren de aplicaciones informáticas como elemento de apoyo.
El idioma de la materia será el castellano en consonancia con la decisión estratégica del Máster que definió como caladero fundamental la captación de alumnado de fuera de la comunidad autónoma.
Gumersindo Feijoo Costa
- Departamento
- Ingeniería Química
- Área
- Ingeniería Química
- Teléfono
- 881816776
- Correo electrónico
- gumersindo.feijoo [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
| 16.01.2023 10:00-12:00 | Grupo de examen | Aula A8 |
| 12.06.2023 10:00-12:00 | Grupo de examen | Aula A8 |