Ver guía docente

Guía docente de la asignatura / materia:

Simulación y Análisis de Sistemas en Ingeniería Ambiental (MA9/56/3/34)

Curso 2021/2022
Fecha de aprobación por la Comisión Académica 06/09/2021

Máster

Máster Doble: Máster Universitario en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos + Máster Universitario en Hidráulica Ambiental

Módulo

Ampliación de Formación Científica

Rama

Ingeniería y Arquitectura

Centro en el que se imparte la docencia

E.T.S. de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos

Centro Responsable del título

Escuela Internacional de Posgrado

Semestre

Primero

Créditos

4.5

Tipo

Obligatorio

Tipo de enseñanza

Presencial

Profesorado

  • Domingo Barrera Rosillo
  • Miguel Pasadas Fernández
  • José Manuel Poyatos Capilla
  • Francisco José Rueda Valdivia

Horario de Tutorías

Domingo Barrera Rosillo

dbarrera@ugr.es
Anual
  • Martes 11:00 a 14:00
  • Jueves 11:00 a 14:00

Miguel Pasadas Fernández

mpasadas@ugr.es
Anual
  • Miércoles 10:30 a 13:30 (Etsi Caminos Desp 47B)
  • Jueves 10:30 a 13:30 (Etsi Caminos Desp 47B)

José Manuel Poyatos Capilla

jpoyatos@ugr.es
Anual
  • Lunes 11:00 a 14:00 (Despacho 84)
  • Jueves 9:30 a 12:30 (Despacho 84)

Francisco José Rueda Valdivia

fjrueda@ugr.es
Anual
  • Miércoles 8:30 a 14:30 (Despacho 90)

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

Métodos de resolución de problemas de valores iniciales y de problema de contorno en el análisis de sistemas distribuidos y de mezcla perfecta, métodos de resolución de problemas de ecuaciones en derivadas parciales en el análisis de problemas de transporte reactivo. Aplicaciones al diseño, simulación y control de reactores de tratamiento de agua, masas naturales de agua y otros sistemas en Ingeniería Ambiental

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Competencias

Competencias Básicas

  • CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en 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.

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

Esté familiarizado con la técnica de interpolación univariada y de tipo spline y sepa aplicarla a numerosos problemas técnicos a sistemas ambientales. Analice y sea capaz de aplicar los distintos métodos de resolución de sistemas de ecuaciones no lineales a diferentes y variados problemas relacionados con la Ciencia y la Ingeniería a sistemas ambientales. Entienda y aplique diversos métodos numéricos de resolución de problemas de valores iniciales y de contorno a numerosos problemas de Ingeniería ambiental. Sea capaz de identificar, aplicar y programar las técnicas numéricas más habituales a la hora de resolver de forma aproximada diferentes problemas de Ecuaciones en Derivadas Parciales.

El alumno será capaz de:

  • Analizar el comportamiento de sistemas biogeoquímicos naturales/artificiales, y, en general, estudiar problemas que surgen en el ámbito de la Ingeniería Ambiental mediante la formulación de ecuaciones de conservación (balances de materia y cantidad de movimiento, teniendo en cuenta la reacción bioquímica).

  • Aplicar métodos numéricos de valores iniciales, de contorno, y en derivadas parciales para la resolución de ecuaciones de conservación.

  • Analizar y estudiar las soluciones de las ecuaciones de conservación para resolver problemas que se presentan en el ejercicio de la Ingeniería Ambiental.

  • Calibrar los parámetros de modelos de simulación, así como y analizar/cuantificar la incertidumbre paramétrica.

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

  • BLOQUE 1.- Introducción a la ingeniería bioquímica y su aplicación a aspectos medioambientales, como pueden ser el tratamiento de aguas o de residuos. Reactores químicos mediante procesos biológicos, diferenciando entre los reactores mezcla perfecta y los reactores flujo pistón, utilizándose ambos en tratamiento de aguas residuales. Balances de materia, teniendo en cuenta la generación de microorganismos que conlleva un biorreactor, e introducción al diseño de un biorreactor. Aplicación a la determinación de parámetros cinéticos en experimentos de respirometría.
  • BLOQUE 2.- Métodos numéricos para la resolución numérica de sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias y de ecuaciones en derivadas parciales. Resolución numérica de sistemas de ecuaciones no lineales. Solución numérica de modelos matemáticos.
  • BLOQUE 3.- Aplicaciones en investigación y ejercicio de la Ingeniería Ambiental. Simulación y análisis de reactores biogeoquímicos en el estudio de sistemas naturales y de tratamiento de agua/ residuos sólidos: formulación de modelos conceptuales y matemáticos, solución de modelos matemáticos y análisis/visualización de resultados con software científico. Estudio de columnas de retención para la eliminación de contaminantes en agua: Ecuaciones de flujo y transporte 1D en un medio poroso. Isotermas de adsorción. Estudio de la dispersión de contaminantes en el entorno de emisarios submarinos: Análisis de experimentos, ecuaciones de conservación, comparación de modelos numéricos y datos experimentales.

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • Chapra, S. (2008). Surface Water Quality Modelling.

  • Fischer, et al. (1979). Mixing in Inland and Coastal Waters, Academic Press.

  • Holzbecher, E. (2007). Environmental Modelling using Matlab, Springer.

  • Judd. S. (2011). The MBR Book, 2nd Edition: Principles and Applications of Membrane Bioreactors for Water and Wastewater Treatment. Butterworth-Heinemann.

  • Metcalf, E. (1995). Ingeniería de Aguas Residuales. Redes de alcantarillado y bombeo de aguas residuales. Mc. Graw-Hill. Madrid.

Bibliografía complementaria

  • Crittenden, J.C. et al. (2005). Water Treatment: Principles and Design. Second Edition. 2005.

  • Clark, M.M. (2009). Transport Modelling for Environmental Engineers and Scienctis, 2nd edition, Wiley.

Enlaces recomendados

Metodología docente

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

Evaluación Ordinaria

​​​​​​

El artículo 17 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que la convocatoria ordinaria estará basada preferentemente en la evaluación continua del estudiante, excepto para quienes se le haya reconocido el derecho a la evaluación única final.

En la evaluación continua se valorarán:

  • Asistencia y participación en actividades presenciales del master (5%).

  • Entrega de trabajo práctico (10%).

  • Exámen de prácticas (25%).

  • Exámen teórico (60%).

Será necesario obtener una calificación mínima de 5 sobre 10 en los exámenes para aprobar la asignatura.

Evaluación Extraordinaria

El artículo 19 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que los estudiantes que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria dispondrán de una convocatoria extraordinaria. A ella podrán concurrir todos los estudiantes, con independencia de haber seguido o no un proceso de evaluación continua. De esta forma, el estudiante que no haya realizado  la evaluación continua tendrá la posibilidad de obtener el 100% de la calificación mediante la realización de una prueba y/o trabajo.

La evaluación extraordinaria constará de un único examen de teoría, problemas y prácticas con ordenador (sobre 10 puntos).

Evaluación única final

El artículo 8 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que podrán acogerse a la evaluación única final, el estudiante que no pueda cumplir con el método de evaluación continua por causas justificadas.

Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura o en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad al inicio de las clases o por causa sobrevenidas. Lo solicitará, a través del procedimiento electrónico, a la Coordinación del Máster, quien dará traslado al profesorado correspondiente, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

La evaluación única final constará de un único examen de teoría, problemas y prácticas con ordenador.

Información adicional

Escenario A (Enseñanza-Aprendizaje presencial y tele-presencial)

Horario (Según lo establecido en el POD)

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

  • Videoconferencia con Meet o plataforma autorizada por la UGR concertada con el profesorado.

  • Correo electrónico, que se responderá en horario de tutoría.

Medidas de adaptación de la metodología docente

  • En función de la planificación sobre presencialidad realizada por el centro se complementarán las clases presenciales con clases síncronas con videoconferencia (Meet) en el horario oficial de docencia de la asignatura.

  • Material de la asignatura en Prado. En dicha plataforma se pone a disposición del alumnado las presentaciones de los contenidos de los temas.

Evaluación Ordinaria

En la evaluación continua se valorarán:

  • Asistencia y participación en actividades presenciales del master (5%).
  • Entrega de trabajo práctico (10%).
  • Exámen de prácticas (25%).
  • Exámen teórico (60%).

Será necesario obtener una calificación mínima de 5 sobre 10 en los exámenes para aprobar la asignatura.

Los exámenes individuales podrán ser presenciales o, alternativamente, podrán ser casos prácticos a resolver por los alumnos de forma individual fuera de clase. Los casos prácticos deberán se entregados en 24 horas. La información necesaria para la resolución del caso práctico se pondrá a disposición del alumno a través de PRADO con la herramienta tarea. Esta información y los objetivos del caso práctico se pondrán a disposición del alumno el día establecido por la ETSICCP para el examen. La solución del caso práctico será entregada a través de la plataforma PRADO. El profesorado podrá requerir al alumnado explicaciones sobre su prueba mediante videoconferencia o correo electrónico, si lo estima necesario, de manera que las explicaciones dadas serán tenidas en cuenta en la calificación.

En caso de no ser posible la evaluación presencial de alguna de las pruebas, ésta se adaptará a lo especificado en el Escenario B. Los/as estudiantes que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria dispondrán de una extraordinaria, a la que se podrá concurrir con independencia de haber seguido o no el proceso de evaluación continua.

Evaluación Extraordinaria

La evaluación extraordinaria constará de un único examen presencial, siempre que sea posible, de teoría, problemas y prácticas con ordenador (sobre 10 puntos). En caso  de no ser posible la evaluación presencial se adaptará a lo especificado en el Escenario B.

Evaluación única final

La evaluación única final constará de un único examen presencial, siempre que sea posible, de teoría, problemas y prácticas con ordenador (sobre 10 puntos). En caso de no ser posible la evaluación presencial, se adaptará a lo especificado en el Escenario B.

Escenario B (Suspensión de la actividad presencial)

Horario (Según lo establecido en el POD)

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

  • Videoconferencia con Meet o plataforma autorizada por la UGR concertada con el profesorado.

  • Correo electrónico, que se responderá en horario de tutoría.

Medidas de adaptación de la metodología docente

  • Clases teóricas y prácticas con videoconferencia (Meet) en el horario oficial de docencia de la asignatura.

  • Material de la asignatura en Prado.

Evaluación Ordinaria

En la evaluación continua se valorarán:

  • Asistencia y participación en actividades presenciales del master (5%), - Entrega de trabajo práctico (10%).
  • Exámen de prácticas (25%).
  • Exámen teórico (60%).

Según los temas/bloques formativos, los exámenes individuales podrán ser realizados de manera síncrona utilizando la videoconferencia con Meet o, alternativamente, serán casos prácticos a resolver por los alumnos de forma individual fuera de clase. Los casos prácticos deberán ser entregados en 24 horas. La información necesaria para la resolución del caso práctico se pondrá a disposición del alumno a través de PRADO con la herramienta tarea. Esta información y los objetivos del caso práctico se pondrán a disposición del alumno el día establecido por la ETSICCP para el examen. La solución del caso práctico será entregada a través de la plataforma PRADO. El profesorado podrá requerir al alumnado explicaciones sobre su prueba mediante videoconferencia, si lo estima necesario, de manera que las explicaciones dadas serán tenidas en cuenta en la calificación.

Evaluación Extraordinaria

La evaluación extraordinaria constará de un único examen de teoría, problemas y prácticas con ordenador (sobre 10 puntos). La prueba se realizará de manera síncrona utilizando la videoconferencia con Meet. El profesorado podrá requerir al alumnado explicaciones sobre su prueba mediante videoconferencia o correo electrónico, si lo estima necesario, de manera que las explicaciones dadas serán tenidas en cuenta en la calificación.

Evaluación única final

La evaluación única final constará de un único examen de teoría, problemas y prácticas con ordenador (sobre 10 puntos). La prueba se realizará de manera síncrona utilizando la videoconferencia con Meet. El profesorado podrá requerir al alumnado explicaciones sobre su prueba mediante videoconferencia o correo electrónico, si lo estima necesario, de manera que las explicaciones dadas serán tenidas en cuenta en la calificación.