Laboratorio de enxeñaría ambiental

Esta materia optativa permite ao alumnado poñer en práctica no laboratorio aqueles coñecementos adquiridos nas correspondentes materias que a precederon (Tecnoloxía do Medio Ambiente, Xestión e Tratamento de Augas) e na que se desenrola en paralelo (Prevención e Tratamento da Contaminación Atmosférica) coa finalidade de asentar e repasar a información recibida.
O obxectivo xeral desta asignatura é obter unha formación académico-técnica, a nivel de pequena escala de laboratorio e planta piloto, no manexo e operación dos sistemas de tratamento de correntes líquidas e gasosas mais usados. Con isto acadarase que o alumnado se familiarice cos equipos e procesos que se poida atopar durante o seu futuro laboral, ao tempo que se fai un especial fincapé en aspectos relacionados coa seguridade e a sostenibilidade.

A materia consta dunha serie de prácticas onde se operan plantas a escala laboratorio e piloto coas tecnoloxías de tratamento, tanto físico-químico como biolóxico, mais habituais de efluentes líquidos e gasosos.
O programa da materia se divide en 2 bloques:
Bloque I. Tratamento de augas residuais.
1.- Operación a escala laboratorio dun sistema de lodos activos
2.- Ensaios de sedimentación para o deseño de decantadores e espesadores
3.-Ensaios de flotación de fangos
4.- Ensaios de coagulación-floculación: Jar-test
5.- Proceso de oxidación Fenton para a decoloración de tintes industriais.
6.- Ozonización.
Bloque II. Tratamento de correntes gseaosas e mapa de ruidos
7.-Separación de sólidos en suspensión de correntes gasosas.
8.- Mapas de ruido ambiental.

Contidos específicos (por bloques): A continuación descríbense os contidos de cada práctica así como o que se pretende acadar en cada unha.

Bloque I. Tratamento de augas residuais
No sistema de lodos activos estudarase a determinación práctica de dous parámetros clave no deseño e operación desde tipo de unidades: a velocidade de consumo de osíxeno e o coeficiente global de transferencia de osíxeno (KLa) do sistema de aireación empregado. Asemade, plantearase o balance de materia para comprobar se a velocidade de consumo de osíxeno se corresponde coa prevista. O seguimento da operación de dito reactor levarase a cabo medindo parámetros operacionais (pH, osíxeno disolto, etc.).
Mediante o seguemento dos perfís de decantación de diversos materiais ( areas, lamas biolóxicas, lamas químicas,…) estudaranse distintos casos que permitirán establecer o deseño de desareadores, decantadores e espesadores. Os datos obtidos permitirán facer o escalado de distintas unidades de separación sólido-líquido en plantas depuradoras.
Unha das unidades que se utilizan para a separación de sólidos de baixa densidade e/ou con tendencia a flotar en lugar de sedimentar son os equipos de flotación por aire disperso ou disolto. Na práctica se estudara a flotación por aire disolto mediante unha unidade que permite saturar de aire a distintas presións o auga residual a tratar, provocándose una flotación que permite obter unha auga clarificada y/ou un fango mais espesado, según cal sexa o efecto que se persiga
Na practica de coagulación-floculación, se realizan ensaios para acadar a sedimentación óptima das partículas sólidas en un auga residual por adición de coagulantes e floculantes. Este é un procedemento habitual no tratamento de augas. O obxectivo principal é estudar o proceso para coagulantes de diferente natureza (orgánicos e inorgánicos), optimizando tanto a dose como o pH de operación. Farase tamén unha análise económica como criterio adicional ao proceso de optimización.
O proceso Fenton aplicarase a efluentes que conteñan tintas industriais coa fin de eliminar a súa cor. Determinaranse as condicións óptimas de operación en canto a pH, dose de Fe2+ e H2O2. Unha vez obtidas as condicións óptimas estudarase a cinética de degradación.
Empregarase ozono como oxidante no tratamento de augas residuais procedentes da industria téxtil. Realizaranse probas para obter a velocidade de eliminación de cor e estimar a posible aplicabilidade desta tecnoloxía.
Bloque II. Tratamento de correntes gaseosas e mapa de ruidos
Na separación de sólidos en suspensión de correntes gasosas determinarase a influencia dos principais parámetros de operación e características dos polvos a separar sobre a eficacia de diversos tipos de separadores. O caudal de gas e a concentración de sólidos serán as variables de operación a variar, mentres que o tamaño de partícula e a densidade da mesma serán as variables da corrente que se van analizar. A medida da concentración de sólidos á entrada e saída, necesaria para o cálculo da eficacia de separación, farase mediante filtrado.
Emprégase un sonómetro para a realización dun mapa de ruídos. Con esta práctica determinaranse os índices de ruído ambiente, en especial o xerado polo tráfico rodado, en zonas previamente definidas e proporanse accións de mellora.

Bibliografía Básica:
Kiely, Gerard. Ingeniería Ambiental. Fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de gestión. Madrid: McGraw-Hill, 1999. ISBN 84-481-2039-6. Signatura A 200 1C

Bibliografía Complementaria
Bueno Julio E., Sastre Herminio, Lavín Antonio G. Contaminación e Ingeniería Ambiental Modulo II: Contaminación atmosférica Oviedo: FICYT Edit., 1997. ISBN 84-923131-3-7. Signatura A240 2
Coulson, J.M., Richardson, J.F., Backhurst, J.R., and Harker, J.H. Chemical Engineering: Vol.2 Particle Technology and Separation Processes 4ª ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1991. ISBN 0-08-037956-7. Signatura 100 2A
Díaz M. Ecuaciones y cálculos para el tratamiento de aguas. Paraninfo. 2019 Madrid. Signatura A212 63 (ISBN: 8428341524 on-line)
Henze, Mogens et al. Wastewater treatment: biological and chemical processes 2ª ed. Berlin: Springer Verlag, 1997. ISBN 3-540-62702-2. Signatura A213 10
Metcalf-Eddy Inc. Wastewater engineering: treatment and resource recovery, 5ª ed. Boston: McGraw-Hill, 2014. ISBN 978-0-07-340118-8
Perry, R.H. et al. Perry Manual del Ingeniero Químico. 7 ª ed. (3ªed. Español) Madrid: McGraw-Hill, 2001. ISBN 84-481-3008-1. Signatura 100 3H
Ramalho R.S. Tratamiento de Aguas Residuales, 2ª ed. Barcelona: Editorial Reverte S.A., 1996. ISBN 84-291-7975-5 Signatura A213 16A

Nesta materia o alumnado adquirirá ou practicará unha serie de competencias xerais, desexables en calquera titulación universitaria, e específicas, propias da enxeñería en xeral ou específicas da Enxeñería Química en particular. Dentro do cadro de competencias que se deseñou para a titulación de Grao en Enxeñaría Química, se contribuirá a que o alumnado acade as seguintes competencias:

Xerais:
CG7 - Capacidade de analizar e valorar o impacto social e medioambiental das solucions técnicas

Transversais:
CT4 - Habilidades para el uso y desarrollo de aplicaciones informáticas
CT6 - Resolución de problemas
CT7 - Toma de decisións
CT8 - Traballo en equipo
CT13 - Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica
CT14 - Adaptación a nuevas situaciones
CT16 - Sensibilidade hacia temas medioambientais

Específicas
CI10 - Coñecementos básicos e aplicación de tecnoloxías medioambientais e sostenibilidade.

Ao inicio de cada grupo darase unha visión global da asignatura centrándose nos obxectivos que se buscan acadar, os diferentes tipos de prácticas que se realizarán, a elaboración da libreta, da memoria e da presentación final. Posteriormente o alumnado recibirá a información relativa ás normas de seguridade de traballo no laboratorio que deberán ler e asimilar, entregando a súa conformidade asinada.
Para a realización da experimentación, cada grupo será distribuído en equipos de traballo de máximo 3 persoas. Esperase que no período de prácticas se realicen 4 prácticas por grupo.
Farase uso do Campus Virtual (Moodle) e do MS Teams como ferramentas de comunicación entre profesorado e alumnado; empregando tamén o Campus Virtual para por a súa disposición os guións de laboratorio e todo o material complementario que se considere de interese.

Na táboa seguinte indicase a avaliación de competencias para cada unha das actividades a realizar
Competencias Traballo de laboratorio Memoria de prácticas
CG7······························X······································X
CT4······························X······································X
CT6······························X
CT7······························X
CT8······························X······································X
CT13····························X······································X
CT14····························X
CT16····························X………………………………..X
CI10·····························X······································X

Realizarase a avaliación do rendemento tendo en conta tres aspectos diferentes: i) actitude e traballo no laboratorio (30%), ii) calidade da memoria de prácticas (30%) e iii) presentación e defensa oral (40%), onde se avaliara a calidade da presentación efectuada, a claridade expositiva e a capacidade para responder ás preguntas que lles efectúen as profesoras.
A cualificación final será unha media ponderada dos rendementos obtidos en cada unha das tres partes nas que se fan avaliacións individuais e para supera-la materia requirirase acadar alomenos 30% en cada unha delas.
No caso de non superar a materia na 1ª oportunidade e tendo realizadas as prácticas, na 2ª oportunidade o alumnado terá a opción de recuperar a parte da materia que non teña superada.

Dado o carácter experimental da materia, considérase obrigatoria a asistencia á clase. Non poderá superar a materia a persoa que falte máis de 4 h ás sesiones experimentais, sendo importante a xustificación das ausencias.

Na seguinte táboa amósase a avaliación de competencias segundo a actividade
Actividade Xerais Transversais Específicas
Laboratorios e títorías CG7 CT4;CT6;CT13;CT18 CI10
Memoria de prácticas CG7 CT4;CT7;CT8;CT14;CT16 CI10
Examen CG7 CT6

Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o recollido na Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudiantes e de revisión de cualificacións.

Tempo de estudo e traballo persoal

A materia ten unha carga de traballo de 4,5 ECTS, correspondendo 1 crédito ECTS a 25 horas de traballo total, que se reparten da seguinte forma:

_____________________________________________________________________
Actividade······Horas presenciais······Traballo persoal···········TOTAL

Prácticas···············38·····················45·····························83
Titorías·················1·······················2·································3
Exame y revisión ··5······················25·····························26,5
TOTAL···········································································112,5
______________________________________________________________________

Para poder superar esta materia o alumnado necesita coñecementos matemáticos (métodos numéricos para a resolución de ecuacións e análise estatística de datos) e coñecementos relativos ao tratamento de augas residuais, tratamento de correntes gasosas e mecánica de fluídos.
Ademais é aconsellable ter un coñecemento no manexo de Microsoft Word e Excel, así como estar familiarizado no uso de algún programa de simulación. Tamén se recomenda un dominio básico de inglés para facilitar a consulta de libros, artigos científicos e páxinas web.

A materia se imparte en castelán/galego.

A admisión e permanencia do alumnado matriculado no laboratorio de prácticas require que estes coñezan e cumpran as normas incluídas no Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais da Escola Técnica Superior de Enxeñería, dispoñible no apartado de seguridade da súa web ao que podes acceder do seguinte xeito:
1. Accede á intranet da ETSE.
2. Entra na lapela de Gobierno e Xestión/Seguridade/Formularios para a docencia.
3. Preme en "Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais."