Guía docente de Contaminaciones Físicas (22011A6)

Grado
Rama
Módulo
Materia
Curso
Semestre
Créditos
Tipo
Profesorado
Teórico
Práctico
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.
- En el caso de utilizar herramientas de IA para el desarrollo de la asignatura, el estudiante debe adoptar un uso ético y responsable de las mismas. Se deben seguir las recomendaciones contenidas en el documento de "Recomendaciones para el uso de la inteligencia artificial en la UGR" publicado en esta ubicación: https://ceprud.ugr.es/formacion-tic/inteligencia-artificial/recomendaciones-ia#contenido0
Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)
Física del medioambiente. Contaminación térmica. Contaminación acústica. Contaminación radiactiva. Contaminación del aire. Prácticas sobre: pérdidas de energía y aislamiento térmico, medidas de radiactividad ambiental y niveles de ruido
Competencias
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
Tema 1. Introducción. La física del medio ambiente. Tiempo: 10 h.
- 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. Cambio climático.
Tema 2. Contaminación térmica. Combustibles fósiles. Tiempo: 15 h.
- 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.
Tema 3. Contaminación del aire. Tiempo: 4 h.
- 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.
Tema 4. Contaminación radiactiva. Tiempo: 15 h.
- 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.
- 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.
Tema 5. Contaminación acústica. Tiempo: 8 h.
- 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.
- 5. Efectos del ruido. Niveles permitidos.
- 6. Factores que influyen en las medidas acústicas.
Tema 6. Energías renovables. Tiempo 8 h
- 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. Olas, mareas, geotérmica.
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.
- Producción de energía a partir de biomasa.
- 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.
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) Realización de prácticas y presentación escrita de informes sobre las mismas.
- 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 trabajos monográficos al final de cada tema y de un trabajo final supervisados por los profesores: 60%
Evaluación Extraordinaria
- Evaluación por incidencias:
Podrán solicitar evaluación por incidencias, los estudiantes que no puedan concurrir a las pruebas finales de evaluación o a las programadas en la Guía Docente con fecha oficial, por alguna de las circunstancias recogidas en el artículo 9 de la Normativa de evaluación y de calificación de los estudiantes de la Universidad de Granada, siguiendo el procedimiento indicado en dicha normativa. - La evaluación en convocatoria extraordinaria se basará en:
- Examen teórico-práctico y/o trabajo monográfico: 100%.
Evaluación única final
- Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura, en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad, o más tarde si hay causa sobrevenida, lo solicitará a través de la sede electrónica, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.
- La evaluación en convocatoria extraordinaria se basará en:
- Examen teórico-práctico y/o trabajo monográfico: 100%.
Información adicional
Alumnos con necesidades específicas de apoyo educativo (NEAE):
Siguiendo las recomendaciones de la CRUE y del Secretariado de Inclusión y Diversidad de la UGR, los sistemas de adquisición y de evaluación de competencias recogidos en esta guía docente se aplicarán conforme al principio de diseño para todas las personas, facilitando el aprendizaje y la demostración de conocimientos de acuerdo a las necesidades y la diversidad funcional del alumnado. La metodología docente y la evaluación serán adaptadas al alumnado con NEAE, conforme al Artículo 11 de la Normativa de Evaluación y de Calificación de estudiantes de la UGR, publicada en el Boletín Oficial de la UGR no 112, de 9 de noviembre de 2016.
Inclusión y Diversidad de la UGR:
En el caso de estudiantes con discapacidad u otras NEAE, el sistema de tutoría deberá adaptarse a sus necesidades, de acuerdo a las recomendaciones de la Unidad de Inclusión de la UGR, procediendo los Departamentos y Centros a establecer las medidas adecuadas para que las tutorías se realicen en lugares accesibles. Asimismo, a petición del profesorado, se podrá solicitar apoyo a la unidad competente de la Universidad cuando se trate de adaptaciones metodológicas especiales.
Información de interés para alumnado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos
(https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad).
Información de interés para estudiantado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos (https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad).