Guía docente de Simulación y Análisis de Sistemas en Ingeniería Ambiental (MA9/56/1/29)

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

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

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.

• 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.

• 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.

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

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

http://prado.ugr.es

• MD01 Exposiciones en clase del docente
• MD02 Prácticas bajo supervisión del docente
• MD03 Trabajos de forma no presencial
• MD05 Pruebas sobre contenidos

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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:

• Entrega de trabajos prácticos de clase (50%).

• Examen teórico-práctico (50%).

En todas las actividades propuestas, la evaluación podrá ser complementada con defensa oral ante el profesorado. Las explicaciones dadas en la defensa oral serán vinculantes a la hora de calificar las actividades realizadas por el estudiante.

Será necesario obtener una calificación mínima de 4 sobre 10 tanto en los trabajos prácticos como en el examen para aprobar la asignatura.

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 y problemas (sobre 10 puntos). La evaluación podrá ser complementada con defensa oral ante el profesorado. Las explicaciones dadas en la defensa oral serán vinculantes a la hora de calificar las actividades realizadas por el estudiante.

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 y problemas, que será el 100% de la calificación. La evaluación podrá ser complementada con defensa oral ante el profesorado. Las explicaciones dadas en la defensa oral serán vinculantes a la hora de calificar las actividades realizadas por el estudiante.