Guía docente de la asignatura

Contaminaciones Físicas

Curso 2021 / 2022
Fecha última actualización: 21/06/2021
Fecha de aprobación: 21/06/2021

Grado

Grado en Ingeniería Química

Rama

Ingeniería y Arquitectura

Módulo

Módulo: Complementos de Formación

Materia

Contaminaciones Físicas

Curso

4

Semestre

2

Créditos

6

Tipo

Optativa

Profesorado

Teoría

  • Juan De Dios García López-Durán. Grupos: A

Tutorías

Juan De Dios García López-Durán

jdgarcia@ugr.es
  • Jueves de 10:30 a 12:30 (Despacho 13)
  • Martes de 10:30 a 12:30 (Despacho 13)
  • Miércoles de 10:30 a 12:30 (Despacho 13)

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

  • Se recomienda tener cursadas las asignaturas: Física I, Física II, Mecánica de Fluidos, Transmisión de Calor y Termotecnia.
  • Tener conocimientos básicos sobre:
    • Termodinámica: máquinas térmicas y transmisión de calor. Mecánica de fluidos.

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Grado)

Contaminación térmica. Contaminación acústica. Contaminación radiactiva. Contaminación del aire. Prácticas sobre pérdidas de energía y aislamiento térmico, medidas de radiactividad y niveles de ruido

Competencias asociadas a materia/asignatura

Competencias generales

  • CG02  - Saber aplicar los conocimientos de Ingeniería Química al mundo profesional, incluyendo la capacidad de resolución de cuestiones y problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad y razonamiento crítico. 
  • CG03  - Adquirir la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes dentro del área de la Ingeniería Química, así como de extraer conclusiones y reflexionar críticamente sobre las mismas. 
  • CG04  - Saber transmitir de forma oral y escrita información, ideas, problemas y soluciones relacionados con la Ingeniería Química, a un público tanto especializado como no especializado. 
  • CG05  - Haber desarrollado las habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores de especialización con un alto grado de autonomía. 
  • CG06  - Capacidad de organizar y planificar 
  • CG07  - Capacidad de gestión de la información 
  • CG08  - Trabajo en equipo 
  • CG13  - Sensibilidad hacia temas medioambientales 

Competencias específicas

  • CE12  - Conocimientos básicos y aplicación de tecnologías medioambientales y sostenibilidad. 
  • CE19  - Conocimientos sobre balances de materia y energía, transferencia de materia, operaciones de separación.  
  • CE21  - Conocimientos sobre valorización y transformación de materias primas y recursos energéticos.  
  • CE22  - Capacidad para el análisis, diseño, simulación y optimización de procesos y productos.  
  • CE24  - Capacidad para el diseño y gestión de procedimientos de experimentación aplicada, para la determinación de propiedades termodinámicas y de transporte, y modelado de fenómenos y sistemas en el ámbito de la ingeniería química, sistemas con flujo de fluidos, transmisión de calor, operaciones de transferencia de materia, cinética de las reacciones químicas y operación de reactores.  

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

Al finalizar esta asignatura el alumno deberá ser capaz de:

  • Establecer los procesos fundamentales que determinan el estado estacionario del sistema Tierra-Sol y que permiten la vida en la Tierra.
  • Dimensionar la importancia relativa sobre el efecto invernadero de los distintos gases atmosféricos y su relación con los cambios climáticos.
  • Comparar las pérdidas de trabajo disponible producidas en máquinas térmicas que utilizan combustibles fósiles.
  • Evaluar pérdidas de energía por propagación de calor y los procedimientos para mejorar el aislamiento térmico.
  • Conocer los fundamentos fisicoquímicos de la producción de energía basada en fuentes renovables y evaluar sus rendimientos.
  • Conocer los fundamentos fisicoquímicos de la producción de energía mediante fisión nuclear y las principales medidas de seguridad en centrales nucleares.
  • Identificar los pasos del ciclo del combustible nuclear y distinguir aquellos susceptibles de producir contaminación o proliferación nucleares.
  • Clasificar los residuos radiactivos y los procesos implicados en su gestión.
  • Conocer las magnitudes físicas que se utilizan para caracterizar los ruidos.
  • Definir los descriptores de ruido utilizados para establecer los niveles de ruido aceptables en distintos entornos (doméstico, comunitario, laboral).

Programa de contenidos teóricos y prácticos

Teórico

El tiempo indicado se refiere a la duración de todas las actividades, teóricas y prácticas, desarrolladas en cada tema

  • Tema 1. Introducción. La física del medio ambiente. 
    • 1. Física del Medio Ambiente: concepto y métodos. 2. Producción de bienes y servicios y contaminación. 3. El invernadero terrestre. 4. El Sol como fuente de energía. 5. Fenómenos de transporte de materia, energía y momento en el planeta. Contaminación global, regional y local. 6. La degradación de la biosfera y el contexto político y social. 7. Seminario: Cambio climático. Tiempo: 10 h.
  • Tema 2. Contaminación térmica. Combustibles fósiles. 
    • 1. Introducción. La producción y conversión de la energía. 2. Producción de energía a partir de combustibles fósiles. 2.1. Conversión de calor en trabajo y viceversa. Trabajo disponible: exergía. Rendimientos. 2.2. Máquinas de combustión externa. 2.3. Máquinas de combustión interna. 2.4. Electricidad: centrales térmicas. 3. Almacenamiento y transporte de energía. 4. Vehículos de transporte. 5. Propagación del calor y aislamiento térmico. Tiempo: 20 h.
  • Tema 3. Contaminación del aire.
    • 1. Definición de contaminante. Criterios de clasificación. 2. Contaminantes del aire: origen, efectos y métodos de reducción. 3. Ozono troposférico. 4. Óxidos de nitrógeno. 5. Óxidos de azufre. 6. Óxidos de carbono. 7. Compuestos orgánicos volátiles. 8. Smog fotoquímico. 9. Lluvia ácida. 10. Partículas en aerosoles.11. Polución térmica. Cogeneración. Tiempo: 5 h.
  • Tema 4. Contaminación radiactiva. 
    • 1. La energía nuclear. 2. Energía de fisión nuclear. 2.1. Conceptos básicos. 2.2. Condiciones de operación de un reactor. 2.3. Seguridad activa, pasiva e inherente. 3. Energía de fusión nuclear. 4. Radiación y seguridad. 4.1. Introducción. 4.2. Radiactividad. 4.3. Unidades de medida. Dosis y dosis equivalente. Normas sobre dosis límite. 4.4. Efectos de la radiación sobre seres vivos y ecosistemas. Factor de concentración. 4.5. Lluvia radiactiva. 4.6. Accidentes nucleares. 4.7. Estimación de riesgos. 4.8. Ciclo del combustible nuclear. Tratamiento y gestión de residuos radiactivos. 5. Detectores de radiación. Tiempo:  10 h.
  • Tema 5. Contaminación acústica. 
    • 1. Fundamentos de acústica. 1.1. Descripción física de sonidos y ruidos. 1.2. El oído. 2. Escalas y niveles. 2.1. Nivel de intensidad sonora. 2.2. Campo de audición: sonoridad. 3. Sonómetros. Redes de ponderación. 4. Descriptores de ruido. 4.1. Nivel continuo equivalente. 4.2. Nivel porcentual. 4.3. Descriptores especiales. 4.4. Sonómetros comerciales y dosímetros. 5. Tipos y fuentes de ruido. Ultrasonidos e infrasonidos. 6. Efectos del ruido. Niveles permitidos. 7. Factores que influyen en las medidas acústicas. Tiempo: 5 h.
  • Tema 6. Energías renovables. 
    • 1. Fuentes de energía renovables. 2. Energía solar. 2.1. Colectores solares. 2.2. Centrales solares térmicas. 2.3. Células fotovoltaicas. 3. Energía eólica. 4. Energía hidroeléctrica. 5. Pilas de combustible. 6. Biocombustibles. 7. Olas, mareas, geotérmica. Tiempo 10 h

Práctico

  • Seminarios / Trabajos monográficos (a título orientativo):
    • Cambio climático.
    • Efectos climáticos de las corrientes oceánicas.
    • Motores de combustión interna. Reducción de contaminación mediante catalizadores TWC.
    • Contaminación atmosférica por CFC, dioxinas y otros compuestos orgánicos volátiles.
    • Contaminación atmosférica por partículas en aerosol.
    • Contaminación por gases de efecto invernadero y gases tóxicos
    • Lluvia ácida.
    • Captura y secuestro de CO2.
    • Contaminación procedente de centrales térmicas de carbón: lecho fluidizado.
    • Producción de energía a partir de biomasa.
    • Biocombustibles. Bioetanol, biodiesel.
    • Centrales solares térmicas.
    • Células fotovoltaicas.
    • Energía Eólica. Aerogeneradores.
    • Pilas de combustible: producción de hidrógeno; membranas poliméricas.
    • Energía de las olas.
    • Gestión de residuos radiactivos.
    • Tratamiento de residuos radiactivos.
    • Contaminación por radioisótopos. Lluvia radiactiva.
    • Aislamiento acústico.
    • Acústica arquitectónica e industrial.
  • Prácticas
    • Práctica 1. Pérdidas de energía y aislamiento térmico. 
    • Práctica 2. Termografía.
    • Práctica 3. Estimación de pérdidas de energía térmica del cuerpo humano.
    • Práctica 4. Medidas de contaminantes del aire.
    • Práctica 5. Medidas de radiactividad ambiental.
    • Práctica 6. Niveles de ruido comunitario y niveles de exposición laboral.
    • Práctica 7. Medida de ruido en el interior de locales.

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • Boeker, E.; R. van Grondelle. Environmental Physics. Wiley. Chichester, Reino Unido. 1995.
  • Boeker, E.; R. van Grondelle. Environmental Physics. Wiley. Chichester, Reino Unido. 2011.
  • Boeker E.; R. van Grondelle. Enviromental Science. Wiley. Chichester, Reino Unido. 2001.
  • Boeker, E.; R. van Grondelle; P. Blankert. Environmental physics as a teaching concept. European Journal of Physics, 24, S59–S68, 2003.
  • González Velasco, J. Energías renovables. Reverté. Madrid. 2010.
  • Baró Casanovas, J. y otros. Origen y gestión de residuos radiactivos. Edita: Ilustre Colegio Oficial de Físicos. Patrocina esta edición: ENRESA. Madrid. 2000. 215 páginas.
  • Ristinen, R. A.; J. J. Kraushaar. Energy and the Environment. Wiley. Nueva York. 1998. 

Bibliografía complementaria

  • Aguilar, J. Curso de Termodinámica. Alhambra Universidad. Madrid. 1981.
  • Baird, C. Química Ambiental. Reverté. Barcelona. 2001.
  • European Enviromental Agency. Air quality in Europe — 2017 report.
  • Harris, C. M. Manual de medidas acústicas y control del ruido. McGraw Hill. Madrid. 1998.
  • Henry, J. G.; G. W. Heinke. Ingeniería Ambiental. 2ª Edición. Pearson Prentice Hall. México. 1999.
  • Holman, J. P. Transferencia de Calor. McGraw Hill. Madrid. 1998.
  • IPCC. Cambio climático 2007: Informe de síntesis. 
  • IPCC. Cambio climático 2013: IPCC. Summary for Policymakers. Full Report. 
  • IPCC WGII AR5 Technical Summary 2014.
  • IPCC. Global Warming of 1.5 oC. IPCC Report 2018.
  • Jaque, F.; I. Aguirre. Bases de la Física Medioambiental. Arial Ciencia.B arcelona. 2002.
  • Kinsler, L.; A. R. Frey; A. B. Coppens; J. V. Sanders. Fundamentos de Acústica. Limusa. México. 1999.
  • Knoll, G. F. Radiation detection and measurement. Wiley. Nueva York. 1989.
  • Ministerio Agricultura Y Pesca, Alimentación y Medio Ambiente. Evaluación de la Calidad del Aire en España 2016.
  • Ministerio de Fomento. Norma básica de edificación CA-88. Condiciones acústicas en los edificios. 1998.
  • Ministerio de Obras Públicas, Transportes y Medio Ambiente. Calidad del Aire en España 1990. Madrid. 1993.
  • Recuero, M. Acústica arquitectónica aplicada. Paraninfo. Madrid. 1999.
  • Rejano, M. Ruido Industrial y Urbano. Paraninfo. Madrid. 2000.
  • Spiro, T. G.; W. M. Stigliani. Química Medioambiental. 2ª Edición. Pearson Prentice Hall. Madrid. 2004.
  • Turner, J.; E. Atoms, Radiation, and Radiation Protection. Wiley. Nueva York. 1995.

Enlaces recomendados

Metodología docente

  • MD01  Lección magistral/expositiva 
  • MD02  Resolución de problemas y estudio de casos prácticos o visitas a industrias 
  • MD05  Realización de trabajos o informes de prácticas 

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final)

Evaluación ordinaria

  • En convocatoria ordinaria, la evaluación continua se realizará mediante: i) ejercicios y actividades en clase; ii) trabajos monográficos dirigidos por los profesores; iii) presentación escrita y oral de trabajos. iv) Presentación escrita de informes de laboratorio. 
  • La calificación final responderá al siguiente baremo:
    • Ejercicios y actividades en clase: 20 %.
    • Prácticas, elaboración de informes escritos: 20%
    • Examen: evaluación de presentaciones orales de breves trabajos monográficos al final de cada tema (20%) y de un trabajo final (40%) supervisados por los profesores.

Evaluación extraordinaria

  • La evaluación en convocatoria extraordinaria se basará en:
    • Examen teórico-práctico y/o trabajo monográfico: 100 %.

Evaluación única final

  • La evaluación en convocatoria extraordinaria se basará en:
    • Examen teórico-práctico y/o trabajo monográfico: 100 %.

Información adicional

ESCENARIO A (ENSEÑANZA-APRENDIZAJE PRESENCIAL Y TELE-PRESENCIAL)

Horario (Según lo establecido en el POD)

  • Juan de Dios García López-Durán, ver en:
    • https://directorio.ugr.es/static/PersonalUGR/*/show/0ffce78e3e819aaf8c0135dbaaa60572

Herramientas para la atención tutorial (Indicar medios telemáticos para la atención tutorial)

Foros en plataforma PRADO; correo electrónico; videoconferencias síncronas grupales o asíncronas individuales o en pequeño grupo mediante Google Meet

Medidas de adaptación de la evaluación (Instrumentos, criterios y porcentajes sobre la calificación)

  • Todas las actividades docentes se realizarán preferentemente de forma presencial. 
  • En caso de que algunas actividades no puedan realizarse de forma presencial, se realizarán mediante teleconferencia síncrona grupal o individual o en pequeño grupo. Las actividades previstas son: 
    • Clases magistrales presenciales o por teleconferencia síncrona.
    • Resolución de ejercicios presencial o por teleconferencia síncrona grupal o individual o en pequeño grupo.
    • Trabajos monográficos supervisados por el profesor. Supervisión presencial o por teleconferencia individual o en pequeño grupo. Presentación oral presencial o por teleconferencia síncrona grupal.
    • Prácticas de laboratorio presenciales. Elaboración de informes escritos. Supervisión, en su caso, por teleconferencia síncrona grupal, individual o en pequeño grupo.

Evaluación ordinaria

  • En convocatoria ordinaria, la evaluación continua se realizará mediante: i) ejercicios y actividades en clase; ii) trabajos monográficos dirigidos por los profesores; iii) presentación escrita y oral de trabajos. iv) Presentación escrita de informes de laboratorio. 
  • La calificación final responderá al siguiente baremo:
    • Ejercicios y actividades en clase: 20 %.
    • Prácticas, elaboración de informes escritos: 20%
    • Examen: evaluación de presentaciones orales de breves trabajos monográficos al final de cada tema (20%) y de un trabajo final (40%) supervisados por los profesores.
    • Si la presencialidad fuese muy reducida, alguna parte podría llevarse a través de Google Meet y la plataforma PRADO, siempre siguiendo las instrucciones que dicte la UGR al respecto.

Evaluación extraordinaria

  • Examen teórico-práctico y/o trabajo monográfico: 100 %.
  • La prueba sería presencial. Si no fuese posible, se realizará como conjunto de entregas secuenciadas a través de Google Meet y la plataforma PRADO, siempre siguiendo las instrucciones que dicte la UGR al respecto.

Evaluación única final

  • Examen teórico-práctico y/o trabajo monográfico: 100 %.
  • La prueba sería presencial. Si no fuese posible, se realizará como conjunto de entregas secuenciadas a través de Google Meet y la plataforma PRADO, siempre siguiendo las instrucciones que dicte la UGR al respecto.

ESCENARIO B (SUSPENSIÓN DE LA ACTIVIDAD PRESENCIAL)

Horario (Según lo establecido en el POD)

  • Juan de Dios García López-Durán, ver en:
    • https://directorio.ugr.es/static/PersonalUGR/*/show/0ffce78e3e819aaf8c0135dbaaa60572

Herramientas para la atención tutorial (Indicar medios telemáticos para la atención tutorial)

Foros en plataforma PRADO; correo electrónico; videoconferencias síncronas grupales o individuales o en pequeño grupo mediante Google Meet

Medidas de adaptación de la evaluación (Instrumentos, criterios y porcentajes sobre la calificación)

  • Clases magistrales por teleconferencia síncrona grupal.
  • Resolución de ejercicios por teleconferencia síncrona grupal o individual o en pequeño grupo. Entrega por escrito.
  • Trabajos monográficos supervisados por el profesor por teleconferencia individual o en pequeño grupo o por correo electrónico. Presentación oral por teleconferencia grupal síncrona.
  • Prácticas de laboratorio virtuales. Elaboración de informes escritos. Supervisión por teleconferencia síncrona grupal o individual o en pequeño grupo.

Evaluación ordinaria

  • Se realizará en evaluación continua mediante: i) ejercicios y actividades en clase; ii) trabajos monográficos dirigidos por los profesores; iii) presentación escrita y oral de trabajos. iv) Presentación escrita de informes de laboratorio. 
  • La calificación final responderá al siguiente baremo:
    • Ejercicios y actividades en clase mediante teleconferencia grupal síncrona o teleconferencia individual o en pequeño grupo: 20 %.
    • Prácticas virtuales, elaboración de informes escritos: 20%.
    • Examen: evaluación de presentaciones orales (mediante teleconferencia sincronía grupal) de breves trabajos monográficos al final de cada tema (20%) y de un trabajo final (40%) supervisados por los profesores.

Evaluación extraordinaria

  • Examen teórico-práctico y/o trabajo monográfico presentado por escrito y de forma oral (teleconferencia síncrona): 100 %.
  • La prueba se realizará a través de Google Meet y la plataforma PRADO, siempre siguiendo las instrucciones que dicte la UGR al respecto.

Evaluación única final

  • Examen teórico-práctico y/o trabajo monográfico presentado por escrito y de forma oral (teleconferencia síncrona): 100 %.
  • La prueba se realizará a través de Google Meet y la plataforma PRADO, siempre siguiendo las instrucciones que dicte la UGR al respecto.