Técnicas y metodologías en laboratorios de I+D

- Llevar a cabo una revisión de las distintas herramientas básicas y metodologías disponibles tanto en el Departamento de Ingeniería Química como en los servicios generales de la USC que permitan al alumno conocer las herramientas utilizadas en las diferentes líneas de investigación del Departamento.
- Estudiar la aplicabilidad de algunas de estas metodologías para determinar los parámetros más importantes para su utilización posterior en actividades de seguimiento, modelización y control de los distintos equipos y procesos utilizados.
- Poner en contacto a los alumnos con los distintos doctorandos del Departamento con el fin de conocer el día a día de los trabajos de investigación de los mismos.

Los contenidos que se desarrollarán en el curso están directamente relacionados con los indicados en los descriptores de la materia: "Revisión de las distintas herramientas metodológicas básicas disponibles en I+D. Equipos y servicios generales de apoyo a la investigación en la USC. Técnicas instrumentales y analíticas en laboratorios de investigación del Departamento de Ingeniería Química de la USC. Metodologías para la interpretación y aplicación a la investigación de los resultados obtenidos. Gestión de residuos en laboratorios de I+D."


El programa de la materia está constituido por los siguientes temas:

Tema 1. Caracterización de muestras ambientales I (Sólidos y biomasa): Parámetros físicos: velocidad de sedimentación, índices volumétricos, densidad y tamaño de partícula. Composición: DQO, sólidos en suspensión volátiles, proteínas, polisacáridos, ADN, análisis elemental. Morfología e identificación: microscopía electrónica, FISH y citometría de flujo.

Tema 2. Caracterización de muestras ambientales II (Fases líquidas y gaseosas): Espectrofotometría, cromatografía de gases, TOC, NTK, HPLC, FPLC, electroforesis capilar, electroforesis en gel, RMN, GC-MS, electrodos, microsensores, espectrometría de masas, espectroscopía.

Tema 3. Evaluación de actividades biológicas y aplicaciones - Determinación de actividades: Introducción. Producción de biogás. Consumo de sustrato. Respirometría. Actividades encimáticas. Métodos titrimétricos. Microcalorimetría. Medida de bioactividades de sustancias naturales. Aplicaciones: Obtención de parámetros cinéticos. Biodegradabilidad y caracterización de aguas residuales. Toxicidad e inhibición. Control y monitorización.

Tema 4. Técnicas basadas en la medida de propiedades físicas: Análisis termogravimétrico. Técnicas calorimétricas. Técnicas de análisis térmico (DSC y DMA). Técnicas reológicas. Técnicas viscosimétricas.

Tema 5. Equipos e infraestruturas de apoyo a la investigación en la USC (RIAIDT): Resonancia magnética. Rayos X. Microscopía electrónica y confocal. Espectrometría de masas. Espectroscopía IR-Raman. Análisis elemental. Otros servicios. Instituto de Cerámica de Galicia.

Tema 6. Gestión de residuos en laboratorios de I+D: Gestión de residuos líquidos y sólidos. Identificación y clasificación de los residuos. Almacenaje y gestión de los mismos. El caso de la USC.

Tema 7. Casos de estudio.

Bibliografía básica

APHA-AWWA-WPCF. Standard Methods for examination of water and wastewater. 17th Ed. Washington. (1989).

Bibliografía complementaria

SEVIOUR, R.J y L.L. BLACKALL. The microbiology of activated sludge. Dordrecht, Holanda.: Kluwer Academic Publishers, 1999.ISBN 0412793806
SOTO M., R MENDEZ. y J.M. LEMA. Bases cinéticas y microbiológicas en el diseño de digestores anaerobios. Ingeniería Química,1993, XXIV (274), 191-201. ISSN 0210-2064
SOTO M.,R. MENDEZ y J.M. LEMA. Methanogenic and non-methanogenic activity tests. Theoretical basis and experimental set up. Water. Res,1993, 27, 1361-1376.ISSN 1879-2448
SPANJERS, H. et al. Respirometry in control of the activated sludge process: Principles. Scientific and Technical Report Nº 7. London : IAWQ, 1998. ISBN 1900222043


https://www.usc.gal/gl/investigar-na-usc/RIAIDT

Conocimiento:
(CN02) Adquirir conocimientos avanzados y demostrar, en un contexto de investigación científica y tecnológica o altamente especializado, una comprensión detallada y fundamentada de los aspectos teóricos y prácticos y de la metodología de trabajo en uno o más campos de estudio en Ingeniería Química.

Competencia:
(CP03) Diseñar productos, procesos, sistemas y servicios de la industria química, así como la optimización de otros ya desarrollados, tomando como base tecnológica las diversas áreas de la ingeniería química, comprensivas de procesos y fenómenos de transporte, operaciones de separación e ingeniería de las reacciones químicas, nucleares, electroquímicas y bioquímicas.
(CP04) Diseñar, construir e implementar métodos, procesos e instalaciones para la gestión integral de suministros y residuos, sólidos, líquidos y gaseosos, en las industrias, con capacidad de evaluación de sus impactos y de sus riesgos.

Habilidad:
(HD01) Tener habilidad para solucionar problemas que son poco familiares, incompletamente definidos, y tienen especificaciones en competencia, considerando los posibles métodos de solución, incluidos los más innovadores, seleccionando el más apropiado, y poder corregir la puesta en práctica, evaluando las diferentes soluciones de diseño.
(HD09) Abordar los problemas desde una perspectiva científica, reconociendo la importancia de la búsqueda y gestión de la información existente.

En todos los casos se empleará el Campus Virtual de la materia (Moodle) como repositorio de todo el material entregado así como para la comunicación alumno – profesor.

El desarrollo de la materia está muy ligado a las actividades de investigación en los laboratorios de los grupos de investigación del Departamento de Ingeniería Química. En las sesiones de seminario los alumnos visitarán los distintos laboratorios. Durante dichas visitas se explicará el funcionamiento de los diversos equipos y se harán demostraciones de algunos de ellos. En los casos en los que sea posible, los alumnos podrán realizar determinaciones de algunos parámetros relevantes sobre distintas muestras.
Caso práctico: Los alumnos elaborarán por lo menos un caso práctico tutelado por el profesor, que resolverá las dudas que pueda tener el alumno en la realización del estudio propuesto. Este trabajo se llevará a cabo en grupos de 2 a 4 alumnos en función del número total de los mismos. Estas horas estarán dirigidas a fomentar la interacción no solo entre los propios alumnos sino también con el profesor. Los alumnos harán una exposición oral de su trabajo delante de los compañeros y del profesor.
Tutoría grupal: Servirá para resolver alguna cuestión específica que tengan los alumnos relativa al caso práctico.
Tutorías individualizadas: Se realizarán mediante la plataforma MS Teams a demanda del alumno.

Las competencias a adquirir por el alumno durante las diversas actividades de la materia se distribuyen de la siguiente forma:
- Seminarios: CN02, HD09
- Laboratorios: CN02, CP03, HD09
- Tutorías y trabajos: CP04, HD01

La naturaleza de la materia, asociada a las actividades en los laboratorios de investigación, hace que sea obligatoria la asistencia a todas as actividades mencionadas.

La calificación del alumno será una media ponderada de las actividades realizadas en función de los rendimientos obtenidos en cada uno de los siguientes apartados:

1. Participación en clase: 10%. Participación en las tutorías: 10%
2. Trabajo individual de cada alumno a propuesta del profesor: 40%
3. Presentación y discusión individual del trabajo anterior: 40%

A continuación se indican las actividades en las que se evalúan las diversas competencias:
- Tutoría grupal y seminarios/laboratorios: CN02, CP03, HD01, HD09
- Trabajos realizados: CP04, HD01

La consideración de "no presentado" se tendrá si no se asiste a ninguna actividad evaluable (examen, tutoría grupal, seminarios de laboratorio o trabajo en equipo).

Para la segunda oportunidad en el mismo curso académico, se conservarán las calificacións obtenidas en los apartados de trabajo en equipo, tutoría grupal y laboratorio.

Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la "Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións".

Se estima un total de 75 h (3 ECTS), que se reparten entre 29 h presenciales y 46 h de trabajo autónomo del alumno. La distribución de las horas presenciales según la tipología de la actividad será la siguiente:

- Clases expositivas: 6 h
- Docencia interactiva de laboratorio / aula de informática: 20 h
- Tutorización en grupo reducido: 1 h
- Examen y revisión: 2 h

Es recomendable un dominio básico del inglés para facilitar la consulta de libros, artículos científicos y páginas web.

El idioma principal en la impartición de esta asignatura será el castellano.

Para el laboratorio el alumno deberá venir provisto de bata de laboratorio y gafas de seguridad. La admisión y permanencia del alumnado matriculado en el laboratorio de prácticas requiere que conozca y cumpla las normas incluidas en el “Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais” de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería, disponible en el apartado de seguridad de su página web, al que se puede acceder de la siguiente manera:

1. https://www.usc.gal/gl/centro/escola-tecnica-superior-enxenaria
2. Acceder a la intranet con las credenciales personales
3. Entrar en Comisións > Seguridade e Saúde > Formación
4. Pulsar en "Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais"

En relación a la seguridad y prevención de riesgos laborales, para cada una de las prácticas el alumnado dispondrá de un manual básico de funcionamiento en el que se recogen los aspectos más relevantes.

Se empleará el Campus Virtual como herramienta para facilitar información/anuncios sobre la actividad docente a lo largo del curso y materiales complementarios para el estudio de la materia. También se podrá emplear MS Teams en caso de resultar conveniente.