Planificación de Fisicoquímica y Transporte en Suelos (2020)

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Información básica

Carrera
Ingeniería Ambiental
Departamento
Medio Ambiente
Sitio Web
No especificada
Plan de Estudios
Plan 2006
Carácter Período
Cuatrimestral 2° Cuatrimestre
Docente Responsable
Leticia Beatriz Rodriguez

Equipo docente

Nombre y Apellido
Baraggio, Nancy Guadalupe
Gomez, Andrea Alejandra
Rodriguez, Leticia Beatriz
Vionnet, Carlos Alberto

Carga horaria

Carga horaria total 75 hs
Teoría 36 hs
Resolución de ejercicios 16 hs
Proyecto y diseño 0 hs
Evaluaciones 3 hs
Formación experimental 15 hs
Resolución de problemas de ingeniería 3 hs
Otras actividades 2 hs

Contenidos mínimos

Evolución histórica de la fisicoquímica de suelos. Contaminantes en el complejo suelo-agua. Componentes inorgánicos de los suelos. Propiedades físicas y caracterización de los suelos. Fases en el sistema suelo. Materia orgánica en suelos. Equilibrio de las fases sólido-líquido. Actividad Iónica. Procesos de disolución y solubilidad. Absorción/desabsorción. Intercambio iónico. Cinética de los procesos químicos en suelos. Óxido-reducción. Acidez y Salinidad. El complejo arcillas-agua. Potenciales y termodinámica del agua en el suelo. Interfase aire-agua. Componentes del potencial del agua en el suelo. Principios del movimiento del agua en el suelo. Zona no saturada y saturada. Conductividad hidráulica en condiciones de no saturación. Procesos físicos en el movimiento de solutos. Transporte acoplado de calor, agua y vapor de agua. Transporte de contaminantes

Objetivos

Los objetivos se establecen en base a resultados del aprendizaje del alumno: 

1) Reconoce y describe las propiedades físicas y químicas del suelo a fin de analizar su influencia en los procesos fisicoquímicos que afectan el transporte y destino de los contaminantes en el suelo, con base en definiciones conceptuales, técnicas analíticas de campo y laboratorio estandarizadas.

2) Reconoce e interpreta básicamente procesos fisicoquímicos relevantes en el suelo que involucran impactos ambientales mediante descriptores conceptuales,  aplicación de herramientas matemáticas simples y realización de prácticas de laboratorio.

3) Comprende los mecanismos básicos que gobiernan el transporte y transformación de materia y calor en el suelo a fin de cuantificar en forma simplificada su distribución espacio temporal a través de herramientas matemáticas  sencillas.

Conocimientos específicos previos para cursar la asignatura

Se requieren conocimientos de quimica general, física, ecuaciones diferenciales, mecánica de fluidos.

Metodología de enseñanza

La asignatura cuenta con clases teóricas, trabajos prácticos en laboratorio, trabajos prácticos en campo y resolución de problemas.

Programa Analítico

Unidad 1: Introducción. Propiedades físicas del suelo.

Contaminantes en el complejo suelo - agua. Casos de estudio de polución y contaminación de suelos.  Relaciones de masa/volumen de los constituyentes del suelo. Superficie específica. Granulometría. Análisis granulométrico. Ensamblaje y organización de las partículas. Estructura. Clases. Importancia de la estructura. Porosidad. Estabilidad estructural. Densidad del suelo. 

Unidad 2: La fracción mineral

Alteración y génesis de las arcillas. Generalidades. Alteración.  Minerales de arcilla. Estructura interna. Oxihidróxidos amorfos y cristalinos en los suelos (hierro, aluminio, manganeso, sílice).

Unidad 3: Materia orgánica del suelo

Materia orgánica (MO) en suelos. Relación entre factores formadores de suelos y contenido de MO. Composición. Fraccionamiento. Estructura. Substancias húmicas. Interacción con metales.

Unidad 4: Contenido de agua en el suelo y potencial

El agua en el suelo. Estados energèticos del agua en el suelo. Componentes del potencial del agua en el suelo: gravitacional, osmòtico, neumàtico, matricial, hidrostàtico. Curva característica. Histèresis. Funciones de pedotransferencia. Relaciòn de Brooks-Corey. Ecuaciòn de Van Genutchen.

Unidad 5: Movimiento del agua en el suelo.

Darcy: flujo saturado. Flujo no saturado. Ecuaciòn de Richards. Modelo del Green-Ampt. Mecanismos de transporte de solutos. Ecuaciòn de transporte.

Unidad 6: Fundamentos de la mecánica del movimiento de DNAPL-NAPL en suelo

Fundamentos de la mecánica del movimiento de DNAPL-NAPL en suelo. Tensión interfacial. Fase humectante. Saturación de la fase humectante. Curvas Pc-SW. Presión de desplazamiento. Permeabilidad relativa. NAPL residual. LNAPLs. Casos de aplicación. 

Unidad 7: Intercambio ionico

Intercambio iónico. Adsorción y absorción, fenómenos básicos, características del intercambio. Origen de las propiedades de cambio iónico en el suelo. Clases de iones cambiables y capacidad de cambio.  Influencia de la temperatura. Cambio catiónico: efecto de la dilución, capacidad de cambio y valencia; influencia del material de cambio; poder de sustitución relativo. Cambio de aniones: adsorción negativa; adsorción y cambio de aniones.

Unidad 8: pH y salinidad

pH y Salinidad.Mecanismos de regulación del pH de los suelos: suelos ácidos, suelos calizos y suelos halomorfos. Salinidad y sodicidad en suelos. Causas de salinidad. Fuentes de sales solubles. Parámetros de salinidad y sodicidad. Clasificación. Efectos de las sales y el sodio en el suelo. Causas de problemas ambientales debido a salinidad. 

Unidad 9: Flujo de calor y temperatura del suelo

Flujo de calor y temperatura del suelo. Régimen térmico del suelo. Mecanismo de transmisión de calor en el suelo. Propiedades térmicas  del suelo. Ecuación de flujo de calor por conducción. Flujos acoplados. Medida de la temperatura del suelo. Efectos de la temperatura del suelo y sus variaciones.

Unidad 10: Componente aire

Componente aire: aireaciòn y fenòmenos de oxido reducciòn en el suelo. La atmòsfera del suelo. Los gases disueltos. Flujo de gases por difusiòn. Medida del estado de aireaciòn de los suelos.

 

 

Bibliografía

Bibliografía básica

Porta Casanellas, J.; López-Acevedo Reguerín, M.; Roquero de Laburu, C.
EDAFOLOGÍA PARA LA AGRICULTURA Y EL MEDIO AMBIENTE.
Ediciones Mundi-Prensa.

Soriano Soto, Ma.D.; Pons Martí, V.
PRÁCTICA DE EDAFOLOGÍA Y CLIMATOLOGÍA.
Universidad Politécnica de Valencia. Alfaomega Grupo Editor, S.A. de C.V.

Tan, K.H.
PRINCIPLES OF SOIL CHEMISTRY.
CRC Press.

Porta Casanellas, J.; López-Acevedo Reguerín, M.
AGENDA DE CAMPO DE SUELOS. INFORMACIÓN DE SUELOS PARA LA AGRICULTURA Y EL MEDIO AMBIENTE.
Ediciones Mundi Prensa.

Jackson, M.L.
ANÁLISIS QUÍMICO DE SUELOS.
Omega.

Bonneau, Maurice y Souchier, Bernard.
CONSTITUYENTES Y PROPIEDADES DEL SUELO.
Masson, S.A.

Hillel, D.
ENVIRONMENTAL SOIL PHYSICS.
Academic Press. Amsterdan.

Pansu, M.; Gautheyrou, J.
HANDBOOK OF SOIL ANALYSIS. Mineralogical, organic and inorganic methods.
Springer.

Faithfull, Nigel T.
MÉTODOS DE ANÁLISIS QUÍMICO AGRÍCOLA. Manual práctico.
Acribia S.A.

Llorca Llorca, R.; Carrascosa, I. B.
PRÁCTICAS DE ATMÓSFERA, SUELO Y AGUA.
Universidad Politécnica de Valencia. Alfaomega Grupo Editor, S.A. de C.V.

Conti, M. (coord.).
PRINCIPIOS DE EDAFOLOGÍA. CON ÉNFASIS EN SUELOS ARGENTINOS.
Facultad Agronomía.

Domènech Xavier; Peral, José.
QUÍMICA AMBIENTAL DE LOS SISTEMAS TERRESTRES.
Reverté.

Tindall, J. A., Kunkel, J. R, and Anderson, D. E.
Unsaturated Zone Hydrology for Scientists and Engineers. .
Prentice Hall

 

Bibliografía complementaria

Wild, Alan.
CONDICIONES DEL SUELO Y DESARROLLO DE LAS PLANTAS SEGÚN RUSSELL.
Ediciones Mundi-Prensa.

Duchaufour, P.
EDAFOGÉNESIS Y CLASIFICACIÓN.
Masson S.A.

Cobertera, E.
EDAFOLOGÍA APLICADA.
Cátedra, S.A.

Duchaufour, P.
MANUAL DE EDAFOLOGÍA.
Masson S.A.

Buckman, Harry O. y Brady, Nyle C.
NATURALEZA Y PROPIEDADES DE LOS SUELOS.
Montaner y Simon, S.A.

Navarro, Ginés.
QUÍMICA AGRÍCOLA.
Mundi Prensa.

Cronograma de actividades

Introducción a la asignatura. Propiedades físicas del suelo. Semana 1 Tipo: T Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:
Propiedades físicas de suelo. La fracción mineral de suelos Semana 1 Tipo: T Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:
Guía de problemas sobre propiedades físicas de suelos Semana 2 Tipo: EP Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Andrea Alejandra Gomez
Descripción:
Observaciones:
Toma de muestras. Rotulado- Preparación-acondicionamiento de muestras - Determinación de densidad real, densidad aparente, porosidad. Textura VIDEOS Semana 2 Tipo: PC Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Nancy Guadalupe Baraggio, Andrea Alejandra Gomez
Descripción:

Trabajo de gabinete en reemplazo de la salida a campo y trabajos prácticos de propiedades físicas de suelos.

Observaciones:
CUESTIONARIO 1 (Tema 1 y 2) Aplicaciones Semana 3 Tipo: T Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Andrea Alejandra Gomez, Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:
Materia orgánica Semana 3 Tipo: T Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Nancy Guadalupe Baraggio
Descripción:

Laboratorio Sedimentología

Observaciones:
Determinación de materia orgánica de los suelos Semana 4 Tipo: PL Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Nancy Guadalupe Baraggio, Andrea Alejandra Gomez
Descripción:
Observaciones:
CUESTIONARIO 2 – TEMA 3 MO. Agua en el suelo- Potencial. Semana 4 Tipo: T Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Nancy Guadalupe Baraggio, Andrea Alejandra Gomez, Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:

Laboratorio Medio Ambiente

Observaciones:
Curva característica-Histéresis-Funciones de pedotransferencia Semana 5 Tipo: T Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:
Flujo saturado – Permeabilidad VIDEO Semana 5 Tipo: T Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Andrea Alejandra Gomez
Descripción:
Observaciones:
Guía de problemas relacionados a potenciales del agua en suelo, movimiento en zona saturada Semana 6 Tipo: EP Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Andrea Alejandra Gomez, Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:

Laboratorio informática

Observaciones:
CUESTIONARIO 3 – TEMA 4 Aplicación del software RETC Semana 6 Tipo: EP Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Andrea Alejandra Gomez, Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:

Principios y manejo de software RETC

Observaciones:
Infiltración - Modelo Green-Ampt Semana 7 Tipo: T Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Carlos Alberto Vionnet
Descripción:
Observaciones:
Determinación de capacidad de infiltración. VIDEO- DATOS ANTERIORES Semana 7 Tipo: PC Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Andrea Alejandra Gomez, Leticia Beatriz Rodriguez, Carlos Alberto Vionnet
Descripción:

Tareas de gabinete en reemplzado de salida a campo por COVID-19

Observaciones:
Guía aplicación de G-A. Semana 8 Tipo: EP Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Nancy Guadalupe Baraggio, Andrea Alejandra Gomez, Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:
CUESTIONARIO 4 – TEMA 5. Flujo no saturado 1 Semana 8 Tipo: EP Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Andrea Alejandra Gomez, Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:
Flujo no saturado 1 - Transporte Semana 9 Tipo: T Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:
Transporte Semana 9 Tipo: T Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:

Laboratorio Medio Ambiente

Observaciones:
Guia de problemas. Flujo no saturado y transporte Semana 10 Tipo: EP Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Andrea Alejandra Gomez, Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:
Mecánica del movimiento de DNAPLs 2 Semana 10 Tipo: T Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:
CUESTIONARIO 5 – TEMA 5 Y 6. Capacidad de intercambio catiónico Semana 11 Tipo: T Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Nancy Guadalupe Baraggio, Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:
Capacidad de intercambio catiónico Semana 11 Tipo: PL Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Nancy Guadalupe Baraggio, Andrea Alejandra Gomez
Descripción:

Laboratorio medio ambiente

Observaciones:
Capacidad de intercambio cationico Semana 12 Tipo: PL Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Nancy Guadalupe Baraggio, Andrea Alejandra Gomez
Descripción:

Laboratorio de Medio Ambiente

Observaciones:
pH y salinidad VIDEOS Semana 12 Tipo: TP Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Nancy Guadalupe Baraggio, Andrea Alejandra Gomez
Descripción:
Observaciones:
CUESTIONARIO 6 – TEMA 7 y 8 - Flujo de calor Semana 13 Tipo: PL Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Nancy Guadalupe Baraggio, Carlos Alberto Vionnet
Descripción:

Laboratorio de ambiente

Observaciones:
Flujo de calor y temperatura del suelo 1 Semana 13 Tipo: T Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Carlos Alberto Vionnet
Descripción:

Clase de consulta

Observaciones:
Guía problemas Semana 14 Tipo: EP Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Andrea Alejandra Gomez
Descripción:
Observaciones:
Taller integrador Semana 14 Tipo: PI Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Nancy Guadalupe Baraggio, Andrea Alejandra Gomez, Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:
Consula Semana 15 Tipo: C Duración: 2 hs
Docente/s responsable/s: Nancy Guadalupe Baraggio, Andrea Alejandra Gomez, Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:
Recuperatorio cuestionarios Semana 15 Tipo: E Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Nancy Guadalupe Baraggio, Andrea Alejandra Gomez, Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:

Requerimientos para regularizar

1) Asistencia (y participación) en clases de práctica/laboratorio.

2) 6 evaluaciones en formato de cuestionarios en la plataforma e-FICH. Al finalizar el cursado de la asignatura, se podrán recuperar como máximo tres de ellos. ().

3) Entrega de la resolución de problemas seleccionados de las guías al inicio de las clases de discusión de las mismas. La entrega deberá realizarse en la fecha definida en el cronograma. Si el/la alumno/a tuviera alguna causa que justifique el incumplimiento de la entrega, por favor ponerse en contacto con la cátedra antes del vencimiento. De lo contrario se considerará no entregado.

4) Entrega grupal de los resultados y/o discusión de los prácticos de laboratorio. La entrega deberá realizarse en la fecha definida en el cronograma. Si el/la alumno/a tuviera alguna causa que justifique el incumplimiento de la entrega, por favor ponerse en contacto con la cátedra antes del vencimiento. De lo contrario se considerará no entregado.

Actividades que den cuenta de un seguimiento de la asignatura y manejo adecuado de conceptos básicos de la misma.

a) 75% de asistencia a clases prácticas y laboratorios.

b) Promedio de las evaluaciones o sus respectivos recuperatorios entre 40-60%. Ninguno menor a 40 %.

c) Aprobación del 80 % de la resolución de los problemas seleccionados de las guías entregadas antes de la clase práctica respectiva y de los prácticos de laboratorio. Se podrán recuperar/rehacer dichos problemas en cuyo caso la nota será Aprobado (60%).

Requerimientos para promover

Actividades que den cuenta de un manejo suficiente e integral de conceptos relacionados con la materia. 

a) 75% de asistencia

b) Promedio mínimo del 70 % en las evaluaciones o en sus respectivos recuperatorios. La calificación en ninguna debe ser inferior a 60%.

 

c) Promedio mínimo de 70 % de las actividades de los incisos 3 y 4,  ninguna con calificación menor a 60%.

PROMOCIÓN FINAL DE LA MATERIA

1) examen teórico/práctico escrito al finalizar el cursado.

2) examen oral individual al finalizar el cursado.

Examen final

Alumnos regulares

Examen teórico-práctico sobre cualquiera de los temas vistos en clase. Suele contar de dos partes.

 

Alumnos libres

Además de lo consignado en el apartado anterior, deben realizar/explicar alguno de los prácticos de laboratorios desarrollados durante el cuatrimestre.

Evaluaciones

Fecha Tipo Modalidad Descripción
11-12-2020 Otras Evaluaciones Escrita Recuperatorio.

Información complementaria

Los horarios de las clases de consulta se coordinaran con los docentes de la asignatura.