Guía docente de Contaminaciones Físicas (22011A6)

• 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.

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

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).

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. 

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.
• 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.

• 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. 

• 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.

• 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 

• 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%

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

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