Guía docente de Sensores y Sistemas Miniaturizados (SG1/56/1/150)

Sensores químicos. Definición y características generales. Modelo y funciones respuesta. Clasificaciones. Selectividad en sensores: tipos. Diseño de capas selectivas. Sensores ópticos. Sensores electroquímicos. Mecanismos de sensado. Caracterización de sensores. Aplicaciones de sensores químicos. Sensores piezoeléctricos. Miniaturización de sistemas analíticos. Sistemas miniaturizados de análisis (MEMS): tipos y aplicaciones. Sistemas integrados de análisis (lab-on-chip, μTAS).

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

El alumno sabrá / comprenderá:

• Interpretar el mecanismo de actuación de un sensor químico
• Evaluar las características de un sensor
• Planificar las características que debe poseer un sensor para un propósito dado
• Racionalizar las características analíticas de un sensor químico

El alumno será capaz de:

• Resolver problemas relacionados con el uso de sensores y la determinación de analitos
• Comparar sistemas de sensado de acuerdo a sus características
• Hacer un informe sobre uso y funcionamiento de sensores
• Interpretar un protocolo analítico comercial basado en sensores
• Controlar la calidad de los resultados generados por un sensor
• Buscar información sobre metodología de sensores

TEMARIO TEÓRICO:

• Introducción. Papel de los sensores en la sociedad actual. Concepto de sensor.  Características de los sensores. Clasificaciones. Selectividad. Diseño de capas selectivas. Soportes poliméricos y membranas.
• Sensores ópticos. Definición. Características. Fibra óptica. Sensores basados en absorción. Sensores basados en reflexión. Reflexión total atenuada. Onda evanescente. Sensores basados en luminiscencia. Sensores basados en espectroscopía de onda guiada. Sensores de resonancia de plasmón superficial. Sensores interferométricos. Biosensores ópticos enzimáticos y de afinidad.
• Sensores electroquímicos. Sensores potenciométricos. Sensores para iones. Sensores para especies neutras: sensores enzimáticos, electrodo de Severinghaus. Sensores amperométricos. Electrodos modificados. Estrategias para modificación química. Aplicaciones. Biosensores catalíticos y de afinidad. Ejemplos. Sensores conductimétricos. Sensores piezoelectricos. Otros sensores.
• Miniaturización de sistemas analíticos. Introducción. Clasificación. Aspectos teóricos. Miniaturización parcial o total del proceso analítico. Tendencias futuras.
• Sistemas miniaturizados de análisis (MEMS). Tecnología de sensores MEMS. Técnicas de fabricación. Principios de operación de sensores MEMS. MEMS de tipo resistivo, capacitivo, piezoeléctrico, resonante, otros. Aplicaciones.
• Sistemas integrados de análisis. Plataformas lab-on-chip. Tipos. Características. Sistemas capilares. Dispositivos de flujo lateral. Dispositivos actuados linealmente. Dispositivos de flujo laminar actuados por presión. Integración de sistemas microfluídicos. Sistemas microfluídicos de flujo segmentado. Sistemas centrífugos. Sistemas electrocinéticos. Sistemas de electromojado. Sistemas dedicados de alta paralelización. Ejemplos.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO:

• 1. Dispositivo microfluídico para la determinación de potasio.
• 2. Determinación de dióxido de carbono mediante un sensor óptico.
• 3. Sensor amperométrico para la determinación de glucosa usando electrodos serigrafiados desechables.

TALLERES

• Taller 1. Discusión sobre el informe de la práctica 1.
• Taller 2. Discusión sobre el informe de la práctica 2.
• Taller 3. Discusión sobre el informe de la práctica 3.

ACTIVIDAD COMPLEMENTARIA

• Cada estudiante desarrollará un trabajo sobre un tema concreto correspondiente al temario de la asignatura, con el objetivo de poner en práctica los conocimientos adquiridos. La realización del trabajo se llevará a cabo bajo la supervisión del profesorado responsable de la asignatura y la exposición del mismo se realizará de forma presencial en horario de clase.

BIBLIOGRAFÍA FUNDAMENTAL:

• Fiber optic chemical sensors and biosensors. O.S. Wolfbeis. CRC Press. 1991.
• Sensors. A comprensive survey. W. Göpel, J. Hesse, J.N. Zemel. VCH. 1991.
• Flow-through (Bio)chemical Sensors. M. Valcárcel, M.D. Luque de Castro. Elsevier. 1994.
• Chemical sensors and biosensors for medical and biological applications. U.E. Spichiger-Keller. Wiley-VCHCRC. 1998.
• Chemical sensors and biosensors. B.R. Eggins. John Wiley & Sons. 2002.
• Handbook of Optical Chemical Sensors. A. Lobnik, B. Mizaikoff. Springer. 2006.
• Encyclopaedia of Sensors. Editores: Craig A. Grimes, Elizabeth C. Dickey, Michael V. Pishko. 1ª ed. 10 vol. American Scientific Publishers. 2005.
• Principles of Chemical Sensors. Jiri Janata. 2ª Ed. Springer. 2009.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:

• Optical Sensors: Industrial, Environmental and Diagnostic Applications. R. Narayanaswamy, O.S. Wolfbeis. Springer. 2004.
• Chemical sensors: fundamentals of sensing materials. Korotcenkov, Ghenadii, editor. New York: Momentum Press, 2010-2012.
• Environmental, Chemical and Medical Sensors. Bhattacharya, Shantanu. editor., Agarwal, Avinash Kumar. editor., Chanda, Nripen. editor., Pandey, Ashok. editor., Sen, Ashis Kumar. editor. Singapore : Springer Singapore. 2018.
• Chemical sensors properties, performance, and applications. Harrison, Ronald V., New York: Nova Science Publishers, 2010.

Escuela de Posgrado

http://escuela de posgrado.ugr.es/

Página oficial del Máster

http://masteres.ugr.es/

Información general del Máster Khemia

http://masteres.ugr.es/khemia/

Plataforma Moodle

http://prado.ugr.es

• MD01 Clases magistrales/expositivas. El equipo docente podrá utilizar para su desarrollo algunos de los siguientes métodos: sesión expositiva, aprendizaje basado en problemas, ejemplificación y estudio de casos. 
• MD03 Clases prácticas. El equipo docente podrá recurrir a métodos como estudio de casos, análisis diagnósticos, prácticas de laboratorio, aula de informática, visitas, búsqueda de datos, etc. 
• MD04 Talleres, seminarios, debates, exposición (y/o defensa) de trabajos individuales o en grupo. El equipo docente podrá utilizar para su desarrollo algunos de los siguientes métodos: aprendizaje basado en problemas, ejemplificación y estudio de casos 
• MD05 Tutorías: Programadas y de seguimiento (para trabajos de fin de Máster y Prácticas de Empresa), pudiéndose utilizar en las modalidades personalizada o en grupo, sincrónica (presenciales) o asincrónica (virtuales). La modalidad seleccionada por el equipo docente quedará recogida en la Guía Docente de cada materia 
• MD07 Estudio y trabajo autónomo, individual y/o en grupo 

CONVOCATORIA 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 les haya reconocido el derecho a la evaluación única final.

EVALUACIÓN CONTINUA

(A) Instrumentos de evaluación:

- Pruebas escritas. Exámenes o pruebas breves a realizar a lo largo del curso basadas en la resolución de ejercicios, casos o problemas propuestos con anterioridad por el profesorado. Su formato (preguntas largas, cortas, de respuesta múltiple, etc.) será seleccionado por el equipo docente encargado de impartir la materia. Su contenido y duración serán establecidos de acuerdo con la Normativa de Evaluación y Calificación aprobada por la UGR en Consejo de Gobierno de 20 de Mayo de 2013.

- Evaluación de asistencia y participación activa. Se basa en la valoración de actitudes e iniciativas de participación activa e interactiva en el desarrollo de la clase, en las tutorías, o en el grado de compromiso en el desarrollo de los trabajos planteados, en las prácticas de laboratorio, o cualquier otra tarea asignada, pudiéndose evaluar, si procede, la capacidad de trabajo en equipo.

- Clases Prácticas. Se evaluará el grado de desempeño en la realización del trabajo experimental, manejo de instrumentación y software, análisis e interpretación de datos experimentales y elaboración de registros e informes de resultados.

(B) Criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final:

CONVOCATORIA 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.

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 sobrevenida, la 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.

El tipo de evaluación utilizada en esta asignatura tratará de valorar las competencias adquiridas, ya que será diseñada de modo que tenga que ver con el rendimiento y el trabajo total del estudiante y no sólo con los conocimientos. Se tratará pues de una evaluación que incluirá una valoración centrada en las capacidades, destrezas y procedimientos relacionados con el trabajo realizado por los alumnos y su relación con los perfiles académicos y/o profesionales definidos.

Por ello, se evaluará de forma continua: 1) la actitud durante el desarrollo de la materia (control de asistencia y participación); 2) las habilidades y destrezas adquiridas (resolución de cuestiones planteadas en los talleres y exposiciones individuales) y 3) los conocimientos alcanzados (examen escrito).

Para materializar el resultado final de la evaluación se utilizarán los siguientes criterios de calificación:

Grabación de imagen y/o audio.

Salvo autorización expresa por parte del profesor, no está permitida la grabación, total o parcial, tanto de sonido como de imagen, de las clases, seminarios o prácticas de la asignatura, con arreglo a las previsiones de la Ley de Propiedad Intelectual, la Ley Orgánica de Protección de Datos de Carácter Personal y la Ley Orgánica de Protección Civil del Derecho al Honor, a la Intimidad Personal y Familiar y a la Propia Imagen. En función, en su caso, del uso posterior que se le diera, la grabación no consentida puede dar origen a responsabilidades civiles, disciplinarias, administrativas y, eventualmente, penales.

Medidas preventivas en los laboratorios de prácticas y/o talleres.

La Guía de Buenas Prácticas para Laboratorios Experimentales Docentes, dirigida a estudiantes y profesorado, está disponible en: https://ssp.ugr.es/informacion/noticias/medidas-preventivas-generales-laboratorios-talleres. En esta guía se proporciona la información relativa a buenas prácticas para los laboratorios experimentales docentes. En esta guía se proporciona la información relativa a los principales riesgos para la seguridad y la salud asociados a las prácticas docentes en laboratorios, así como las medidas preventivas necesarias para eliminar y/o minimizar dichos riesgos. También se informa sobre el procedimiento a seguir en caso de accidente y cómo proporcionar un primer auxilio.

El alumnado deberá cumplir las normas de seguridad y prevención de riesgos aplicables a las prácticas de laboratorio, de acuerdo con las instrucciones del Servicio de Salud y Prevención de la Universidad de Granada y con las medidas específicas establecidas para la asignatura.

Evaluación de trabajos.

Siguiendo las indicaciones recogidas en la Normativa de Evaluación y de Calificación de los estudiantes de la Universidad de Granada (https://sl.ugr.es/NormativUGR), debe tenerse en cuenta que: La Universidad de Granada fomentará el respeto a la propiedad intelectual y transmitirá a los estudiantes que el plagio es una práctica contraria a los principios que rigen la formación universitaria. Para ello procederá a reconocer la autoría de los trabajos y su protección de acuerdo con la propiedad intelectual según establezca la legislación vigente.

Además, en cuanto al plagio, entendido como la presentación de un trabajo u obra hecho por otra persona como propio o la copia de textos sin citar su procedencia y dándolos como de elaboración propia, conllevará automáticamente la calificación numérica de cero en la asignatura en la que se hubiera detectado, independientemente del resto de las calificaciones que el estudiante hubiera obtenido. Esta consecuencia debe entenderse sin perjuicio de las responsabilidades disciplinarias en las que pudieran incurrir los estudiantes que plagien.

Inclusión y Diversidad de la Universidad de Granada.

En el caso de estudiantes con discapacidad u otras necesidades específicas de apoyo educativo, el sistema de tutoría será adaptado a sus necesidades, de acuerdo a las recomendaciones de la Unidad de Inclusión de la Universidad, procediendo el Departamento y el Centro a establecer las medidas adecuadas para que las tutorías se realicen en lugares accesibles. Asimismo, a petición del profesor, podrá solicitarse apoyo a la unidad competente de la Universidad cuando se trate de adaptaciones metodológicas especiales. 

Estudiantes con Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE).

Siguiendo las recomendaciones de la Conferencia de Rectores de las Universidades Españolas (CRUE) y del Secretariado de Inclusión y Diversidad de la Universidad de Granada, 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 a los estudiantes con NEAE, conforme al Artículo 11 de la Normativa de Evaluación y de Calificación de los estudiantes de la Universidad de Granada, publicada en el Boletín Oficial de la Universidad de Granada número 112, de 9 de noviembre de 2016.

Información de interés para estudiantado con discapacidad y/o NEAE sobre gestión de servicios y apoyos, disponible en: 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).