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Planificación de Modelación Ambiental (2022)

 IMPRIMIR PLANIFICACIÓN

Información básica

Carrera
Ingeniería Ambiental
Departamento
Medio Ambiente
Sitio Web
No especificada
Plan de Estudios
Plan 2006
Carácter Período
Cuatrimestral 1° Cuatrimestre
Docente Responsable
Leticia Beatriz Rodriguez

Equipo docente

Nombre y Apellido
Fornero, Esteban
Rodriguez, Leticia Beatriz
Veizaga, Emiliano

Carga horaria

Carga horaria total 120 hs
Teoría 55 hs
Resolución de ejercicios 9 hs
Proyecto y diseño 0 hs
Evaluaciones 18.5 hs
Formación experimental 0 hs
Resolución de problemas de ingeniería 24 hs
Otras actividades 13.5 hs

Contenidos mínimos

Revisión de unidades y de notación. Balances de materia y energía. Fenómenos de transporte. Difusión, dispersión. Modelos simples de transporte. Equilibrio químico. Estequiometría. Reacciones ácido-base y redox. Cinética química; constante de velocidad, orden de reacción y ecuaciones constitutivas. Reacciones simples; ciclos y redes de reacción. Calidad del agua y contaminación acuática. Demanda biológica de oxígeno y otros indicadores. Ríos, lagos y reservorios considerados como sistemas cerrados o en flujo.  Productos orgánicos tóxicos y metales pesados. Modelado y ecuaciones de transporte de contaminantes en suelos.

Objetivos

Sobre la base de los antecedentes conceptuales e instrumentales adquiridos por el alumno durante el período de formación general en la carrera, son objetivos particulares de este curso el capacitarlo para:

-   adquirir una adecuada comprensión acerca del destino y el transporte de contaminantes en agua, aire y suelo, cuantificando sus reacciones, especiación y movimiento;

-   determinar concentraciones de exposición a agentes químicos de los organismos acuáticos y/o humanos en el pasado, presente o futuro y

-   predecir condiciones futuras bajo variados escenarios de carga de contaminantes para ayudar a establecer alternativas de acción/decisión.

Conocimientos específicos previos para cursar la asignatura

Cálculo diferencial e integral, con especial énfasis en ecuaciones diferenciales ordinarias.
Nociones de química general e inorgánica. Nociones de física, con especial énfasis en campo eléctrico.
Buen manejo de magnitudes y unidades.
Nociones firmes de equilibrio químico en sistemas homogéneos (fisicoquímica).

Nociones básicas de mecánica de fluidos.

 

Metodología de enseñanza

Clases expositivas con participación de los estudiantes, aprendizaje basado en problemas (ABP), estudio de casos, trabajos grupales dirigidos.

Programa Analítico

Unidad Temática 1.

Alcances del modelado ambiental. Revisión de unidades de concentración. Balances de masa. Calibración y verificación de modelos. Modelado ambiental y ecotoxicología.

Carga horaria de teoría: 180 minutos.
Unidad Temática 2.

Fenómenos de transporte: Difusión/dispersión. Transporte convectivo. Compartimentalización. Modelos simples de transporte en sistemas confinados (lagos) y de flujo (ríos).

Carga horaria de teoría: 360 minutos.
Unidad Temática 3.

Revisión de Conceptos de Equilibrio químico. Estequiometría. Principios del equilibrio en fase homogénea. Sistemas abiertos: Precipitación y disolución. Acomplejamiento superficial y adsorción. Reacciones redox. Nociones de modelado computacional y de técnicas numéricas de resolución.

Carga horaria de teoría: 480 minutos.
Unidad Temática 4.

Revisión de conceptos de cinética de las reacciones químicas. Ley de acción de masas. Constantes de velocidad; efecto de la temperatura. La teoría del estado de transición. Orden de reacción y ecuaciones constitutivas de la reactividad química. Reacciones consecutivas y reversibles. Reacciones paralelas, ciclos y redes de reacción. Relaciones lineales de energía libre.

Carga horaria de teoría: 240 minutos.
Unidad Temática 5.

Calidad del agua en lagos y reservorios como sistemas cerrados. Eutrofización. Ciclos del fósforo y nitrógeno. El fósforo como nutriente limitante. Criterios de carga de nutrientes. Crecimiento de algas. Modelos dinámicos para evaluación de la eutrofización.

Carga horaria de teoría: 480 minutos.
Unidad Temática 6.

Contaminantes convencionales en ríos como sistemas en flujo pistón. La ecuación de Streeter-Phelps y sus modificaciones. Calidad del agua y contaminación acuática. Demanda biológica de oxígeno (BOD) y otros indicadores. Asignaciones de carga de desechos. Modelos de mezcla

Carga horaria de teoría: 480 minutos.
Unidad Temática 7.

Productos orgánicos tóxicos. Revisión de nomenclatura y reacciones. Reacciones orgánicas en lagos y reservorios. Reacciones orgánicas en ríos y estuarios.

Carga horaria de teoría: 480 minutos.
Unidad Temática 8.

Contaminación por trazas de metales pesados. Nomenclatura y reacciones. Formación y solubilidad de complejos. Adsorción y acomplejamiento sobre superficies. Modelos de estado estacionario para trazas de metales en lagos. Balances de masa y asignación de cuotas de descarga el ríos. Reacciones redox y metales microconcentrados (trazas). Migración de metales en suelos.

Carga horaria de teoría: 480 minutos.
Unidad Temática 9.

Contaminación de aguas subterráneas. Ecuaciones de flujo. Ecuaciones de transporte de contaminantes disueltos. Sorción y ‘retardo’. Biotransformaciones y reacciones redox. Líquidos no acuosos. Biofilms y biodisponibilidad. La zona insaturada. Remediación.

Carga horaria de teoría: 240 minutos.

Trabajo de Seminario (Análisis/elaboración personal de la UT 9): 240 minutos.

Bibliografía

Bibliografía básica

Jerald L. Schnoor
Environmental modeling. Fate and transport of pollutants in water, air and soil.
J. Wiley & Sons, New York
Formato: Hardcover - Hay traducción disponible en el Centro de Estudiantes
Descripción:

Los temas señalados en el programa analítico serán desarrollados empleando como bibliografía básica el texto “Environmental modeling. Fate and transport of pollutants in water, air and soil” de Jerald L. Schnoor, J. Wiley & Sons, Inc. 1996.

Los otros libros recomendados para revisión o consulta se dividen en generales y específicos. En los generales el tratamiento de los temas fisicoquímicos o de transporte es general y no contemplan las particularidades del Modelado Ambiental. Por el contrario, en los específicos la temática ambiental es el punto central del desarrollo del libro.

Bibliografía General:

-          Levenspiel, O., “Ingeniería de las Reacciones Químicas”. Editorial Reverté, S.A., Barcelona, 1976.

-          Laidler, K.J., “Cinética de Reacciones, Vol. 1 y 2, Editorial Alhambra, Madrid, 1966.

-          Bird, R.B.; Stewart, W.E. y Lightfoot, E.N., “Fenómenos de Transporte”, Editorial Reverté S.A., Barcelona, 1964.

-          Basmadjian, D.,“The Art of Modeling in Science and Engineering”, Chapman & Hall/CRC, 1999.

 

Bibliografía Específica:

-          Valsaraj, K.T., “Elements of Environmental Engineering. Thermodynamics and Kinetics, 2da. Edición, CRC Press, Boca Ratón, 2000.

-          Stumm, W. y Morgan, J.J., “Aquatic Chemistry”, J. Wiley, 1996.

-          Thibodeaux, L.J., “Environmental Chemodynamics: Movement of Chemicals in Air, Water and Soil, 2da. Edición, J. Wiley, 1995.

-          Weber Jr., W.J. y DiGiano, F.A.,  “Process Dynamics in Environmental Systems”, J. Wiley, 1996.

-          Clark, M.M. “Transport Modeling for Environmental Engineers and Scientists”, J. Wiley, 1996.

-          Stumm M. (Ed.),“Aquatic Chemical Kinetics-Reaction Rates of Proceses in Natural Waters”, 3ra. Edición, J. Wiley, 1990.

-          Zhen-Gang Ji. “ Hydrodynamics and water quality. Modeling rivers, lakes and estuaries”. 1ra Edición, Wiley. 2008
Selección de páginas: Se usará el 80% del libro

Chapra S
Surface Water Quality Modeling
Prentice Hall

 

Bibliografía complementaria

Stumm M.
Aquatic Chemical Kinetics-Reaction Rates of Proceses in Natural Waters
3ra. Edición, J. Wiley

Stumm, W. y Morgan
Aquatic Chemistry
J. Wiley

Valsaraj, K.T.
Elements of Environmental Engineering. Thermodynamics and Kinetics
2da. Edición, CRC Press, Boca Ratón

Thibodeaux, L.J.
Environmental Chemodynamics: Movement of Chemicals in Air, Water and Soil
2da. Edición, J. Wiley

Zhen-Gang Ji
Hydrodynamics and water quality. Modeling rivers, lakes and estuaries
1ra Edición, Wiley.

Weber Jr., W.J. y DiGiano, F.A.
Process Dynamics in Environmental Systems
J. Wiley

Clark, M.M
Transport Modeling for Environmental Engineers and Scientists
J. Wiley

Cronograma de actividades

Unidad temática (UT) 1 Semana 1 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:

Clase expositiva, interactiva con estudiantes.
Observaciones:
Problemas de repaso - UT1 Semana 1 Tipo: EP Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
UT 2 – Parte 1 Semana 1 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero
Descripción:

Clase expositiva, interactiva con estudiantes. Formato virtual.
Observaciones:
UT 2 – Parte 2 Semana 2 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero
Descripción:

Clase expositiva, interactiva con estudiantes.
Observaciones:
Problemas UT2 Semana 2 Tipo: EP Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
UT 2 – Parte 3 Semana 2 Tipo: TP Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero
Descripción:

Clase teórica + resolución de problemas ejemplo.
Observaciones:
UT3-Parte 1 Semana 3 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero
Descripción:

Clase expositiva, interactiva con estudiantes.
Observaciones:

Resolución de problemas abiertos
Problemas UT2/3 Semana 3 Tipo: PI Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
UT3 - Parte 2 Semana 3 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero
Descripción:
Observaciones:
UT 3 - Parte 3 Semana 4 Tipo: TP Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero
Descripción:

Clase teórica + resolución de problemas ejemplo.
Observaciones:
Problemas UT 3 – PA1 - PE1 Semana 4 Tipo: PI Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
UT 4 Parte 1 Semana 4 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero
Descripción:

Clase expositiva, interactiva con estudiantes.
Observaciones:
UT4 - Parte 2 Semana 5 Tipo: TP Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero
Descripción:

Clase teórica + resolución de problemas ejemplo.
Observaciones:
Problemas UT 4 Semana 5 Tipo: EP Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
Revisión/Consulta Semana 6 Tipo: C Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Leticia Beatriz Rodriguez, Emiliano Veizaga
Descripción:

Consulta al finalizar la clase práctica (Problemas UT 4)
Observaciones:
Primer Parcial Semana 6 Tipo: E Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Leticia Beatriz Rodriguez, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
UT 5 - Parte 1 Semana 6 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:

Clase expositiva, interactiva con estudiantes.
Observaciones:
UT5 - Parte 2 Semana 7 Tipo: TP Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:

Clase teórica + resolución de problemas ejemplo.
Observaciones:
Problemas UT5 - PA2 - PE2 Semana 7 Tipo: PI Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
UT6 - Parte 1 Semana 7 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:

Clase expositiva, interactiva con estudiantes.
Observaciones:
Problemas UT6 Semana 8 Tipo: PI Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
UT 6 – Parte 2 Semana 8 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:

Clase expositiva, interactiva con estudiantes.
Observaciones:
UT6-Parte 3 Semana 8 Tipo: TP Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:

Clase teórica + resolución de problemas ejemplo.
Observaciones:
UT 7 - Parte 1 Semana 9 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero
Descripción:

Clase expositiva, interactiva con estudiantes.
Observaciones:
Problemas UT6 - PA3 Semana 9 Tipo: PI Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
UT 7 – Parte 2 Semana 9 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero
Descripción:

Clase expositiva, interactiva con estudiantes.
Observaciones:
PE3 Semana 10 Tipo: E Duración: 0.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
UT 7 - Parte 3 Semana 10 Tipo: TP Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero
Descripción:

Clase teórica + resolución de problemas ejemplo.
Observaciones:
UT8 - Parte 1 Semana 11 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero
Descripción:

Clase expositiva, interactiva con estudiantes.
Observaciones:
Problemas UT7 - PA4 Semana 11 Tipo: PI Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
UT8 - Parte 2 Semana 11 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero
Descripción:

Clase expositiva, interactiva con estudiantes.
Observaciones:
UT 8 – Parte 3 Semana 12 Tipo: TP Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero
Descripción:

Clase teórica + resolución de problemas ejemplo.
Observaciones:
Problemas UT 7/8 PA4 Semana 12 Tipo: PI Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
UT9-Parte 1 Semana 12 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:
UT9-Parte 2 Semana 13 Tipo: T Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Leticia Beatriz Rodriguez
Descripción:
Observaciones:
Problemas UT8 Semana 13 Tipo: PI Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
Revisión/consulta Semana 14 Tipo: C Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Leticia Beatriz Rodriguez, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
Segundo Parcial Semana 14 Tipo: E Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Leticia Beatriz Rodriguez, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
Consulta Semana 14 Tipo: C Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Leticia Beatriz Rodriguez, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
Recuperatorio Parcial 1 Semana 15 Tipo: E Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Leticia Beatriz Rodriguez, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
Consulta Semana 15 Tipo: C Duración: 2.5 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Leticia Beatriz Rodriguez, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
Recuperatorio Parcial 2 Semana 15 Tipo: E Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Leticia Beatriz Rodriguez, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
CFI Semana 16 Tipo: E Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Leticia Beatriz Rodriguez, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
Consulta CFI Semana 16 Tipo: C Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Leticia Beatriz Rodriguez, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:
Recuperatorio CFI Semana 17 Tipo: E Duración: 3 hs
Docente/s responsable/s: Esteban Fornero, Emiliano Veizaga
Descripción:
Observaciones:

Requerimientos para regularizar

 Actividades contempladas durante el desarrollo de la asignatura (Entrega de resolución de problemas y problema abierto, parciales) llevadas a cabo satisfactoriamente, conforme lo establece el Régimen de Enseñanza.

Condiciones particulares:

-        Asistencia a clases prácticas (80 %)

-        Parciales escritos individuales (nota según régimen de enseñanza, es decir mayor o igual a 40% en cada uno de ellos)

-        Resolución de problemas abiertos por grupo (nota mayor o igual a 40% en cada uno de ellos)

-        Entrega de problemas seleccionados por unidad temática y por grupo en formato video (nota mayor o igual a 40% en cada uno de ellos)

Requerimientos para promover

Actividades contempladas durante el desarrollo de la asignatura (Entrega de resolución de problemas y problema abierto, parciales) llevadas a cabo satisfactoriamente, conforme lo establece el Régimen de Enseñanza. Además, conforme lo establece el Régimen de Enseñanza, aprobación satisfactoria del Coloquio Final Integrador.

Condiciones particulares:

-        Asistencia a clases prácticas (80 %)

-        Parciales escritos individuales (nota según régimen de enseñanza, es decir promedio 70% y mayor o igual a 60% en cada uno de ellos)

-        Resolución de problemas abiertos por grupo (nota promedio 70% y mayor o igual a 60% en cada uno de ellos)

-        Entrega de problemas seleccionados por unidad temática y por grupo en formato video. (nota promedio 70% y mayor o igual a 60% en cada uno de ellos)

-        Preguntas de evaluación (nota mínima 60% en cada uno de ellos).

-     Aprobación del CFI

 

Examen final

Alumnos regulares

Alumno regular: examen final escrito (posibilidad de examen oral para mejorar la nota).
Alumnos libres

Alumno libre: examen final escrito y oral.

Evaluaciones

Fecha Tipo Modalidad Descripción
20-04-2022 Parcial Escrita Parcial 1 (Temas 1 a 4).
15-06-2022 Parcial Escrita Parcial 2 (temas 5 a 8).
22-06-2022 Recuperatorio Escrita Recuperatorio - Primer Parcial.
24-06-2022 Recuperatorio Escrita Recuperatorio - Segundo parcial.
29-06-2022 Coloquio Oral/Escrita Coloquio final integrador.
06-07-2022 Recuperatorio Oral Recuperatorio CFI.