Técnicas e metodoloxías en laboratorios de I+D

- Levar a cabo unha revisión das distintas ferramentas básicas e metodoloxías dispoñibles tanto no Departamento de Enxeñaría Química como nos servizos xerais da USC que permitan ao alumno coñecer as ferramentas utilizadas nas diferentes liñas de investigación do Departamento.
- Estudar a aplicabilidade dalgunhas destas metodoloxías para determinar os parámetros máis importantes para a súa utilización posterior en actividades de seguimento, modelización e control dos distintos equipos e procesos utilizados.
- Poñer en contacto aos alumnos cos distintos doutorandos do Departamento co fin de coñecer o día a día dos traballos de investigación dos mesmos.

Os contidos que se desenvolverán no curso están directamente relacionados cos indicados nos descritores da materia: "Revisión das distintas ferramentas metodolóxicas básicas dispoñibles en I+D. Equipos e servizos xerais de apoio á investigación na USC. Técnicas instrumentais e analíticas en laboratorios de investigación do Departamento de Enxeñaría Química da USC. Metodoloxías para a interpretación e aplicación á investigación dos resultados obtidos. Xestión de residuos en laboratorios de I+D."


O programa da materia está constituído polos seguintes temas:

Tema 1. Caracterización de mostras ambientais I (Sólidos e biomasa): Parámetros físicos: velocidade de sedimentación, índices volumétricos, densidade e tamaño de partícula. Composición: DQO, sólidos en suspensión volátiles, proteínas, polisacáridos, ADN, análise elemental. Morfoloxía e identificación: microscopía electrónica, FISH e citometría de fluxo.

Tema 2. Caracterización de mostras ambientais II (Fases líquidas e gasosas): Espectrofotometría, cromatografía de gases, TOC, NTK, HPLC, FPLC, electroforese capilar, electroforese en xel, RMN, GC-MS, eléctrodos, microsensores, espectrometría de masas, espectroscopía.

Tema 3. Avaliación de actividades biolóxicas e aplicacións - Determinación de actividades: Introdución. Produción de biogás. Consumo de sustrato. Respirometría. Actividades encimáticas. Métodos titrimétricos. Microcalorimetría. Medida de bioactividades de substancias naturais. Aplicacións: Obtención de parámetros cinéticos. Biodegradabilidade e caracterización de augas residuais. Toxicidade e inhibición. Control e monitorización.

Tema 4. Técnicas baseadas na medida de propiedades físicas: Análise termogravimétrica. Técnicas calorimétricas. Técnicas de análise térmico (DSC e DMA). Técnicas reolóxicas. Técnicas viscosimétricas.

Tema 5. Equipos e infraestruturas de apoio á investigación na USC (RIAIDT): Resonancia magnética. Raios X. Microscopía electrónica e confocal. Espectrometría de masas. Espectroscopia IR-Raman. Análise elemental. Outros servizos. Instituto de Cerámica de Galicia.

Tema 6. Xestión de residuos en laboratorios de I+D: Xestión de residuos líquidos e sólidos. Identificación e clasificación dos residuos. Almacenaxe e xestión dos mesmos. O caso da USC.

Tema 7. Casos de estudo.

Bibliografía básica

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

Bibliografía complementaria

SEVIOUR, R.J e L.L. BLACKALL. The microbiology of activated sludge. Dordrecht, Holanda.: Kluwer Academic Publishers, 1999.ISBN 0412793806
SOTO M., R MENDEZ. e 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 e 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

Coñecemento:
(CN02) Adquirir coñecementos avanzados e demostrar, nun contexto de investigación científica e tecnolóxica ou altamente especializado, unha comprensión detallada e fundamentada dos aspectos teóricos e prácticos e da metodoloxía de traballo en un ou máis campos de estudo en Enxeñería Química.

Competencias:
(CP03) Deseñar produtos, procesos, sistemas e servizos da industria química, así como a optimización de outros xa desenvolvidos, tomando como base tecnolóxica as diversas áreas da enxeñería química, comprensivas de procesos e fenómenos de transporte, operacións de separación e enxeñería das reaccións químicas, nucleares, electroquímicas e bioquímicas.
(CP04) Deseñar, construír e implementar métodos, procesos e instalacións para a xestión integral de subministros e residuos, sólidos, líquidos e gasosos, nas industrias, con capacidade de avaliación dos seus impactos e dos seus riscos.

Habilidades:
(HD01) Ter habilidade para solucionar problemas que son pouco familiares, incompletamente definidos, e teñen especificacións en competencia, considerando os posibles métodos de solución, incluídos os máis innovadores, seleccionando o máis apropiado, e poder corrixir a posta en práctica, avaliando as diferentes solucións de deseño.
(HD09) Abordar os problemas desde unha perspectiva científica, recoñecendo a importancia da busca e xestión da información existente.

En todos os casos empregarase o Campus Virtual da materia (Moodle) como repositorio de todo o material entregado así como para a comunicación alumno – profesor.

O desenvolvemento da materia está moi ligado ás actividades de investigación nos laboratorios dos grupos de investigación do Departamento de Enxeñaría Química. Nas sesións de seminario os alumnos visitarán os distintos laboratorios. Durante ditas visitas explicarase o funcionamento dos diversos equipos e faranse demostracións dalgúns deles. Nos casos nos que sexa posible, os alumnos poderán realizar determinacións dalgúns parámetros relevantes sobre distintas mostras.
Caso práctico: Os alumnos elaborarán polo menos un caso práctico tutelado polo profesor, que resolverá as dúbidas que poida ter o alumno na realización do estudo proposto. Este traballo levarase a cabo en grupos de 2 a 4 alumnos en función do número total dos mesmos. Estas horas estarán dirixidas a fomentar a interación non só entre os propios alumnos senón tamén co profesor. Os alumnos farán unha exposición oral do seu traballo diante dos compañeiros e do profesor.
Titoría grupal: Servirá para resolver algunha cuestión específica que teñan os alumnos relativa ao caso práctico.
Titorías individualizadas: Realizaranse mediante a plataforma MS Teams a demanda do alumno.

As competencias a adquirir polo alumno durante as diversas actividades da materia distribúense da seguinte forma:
- Seminarios: CN02, HD09
- Laboratorios: CN02, CP03, HD09
- Titorías e traballos: CP04, HD01

A natureza da materia, asociada ás actividades nos laboratorios de investigación, fai que sexa obrigatoria a asistencia a todas as actividades mencionadas.

A cualificación do alumno será unha media ponderada das actividades realizadas en función dos rendementos obtidos en cada un dos seguintes apartados:

1. Participación na clase: 10%. Participación nas titorías: 10%
2. Traballo individual de cada alumno a proposta do profesor: 40%
3. Presentación e discusión individual do traballo anterior: 40%

A continuación indícanse as actividades nas que se avalían as diversas competencias:
- Titoría grupal e seminarios/laboratorios: CN02, CP03, HD01, HD09
- Traballos realizados: CP04, HD01

A consideración de "non presentado" terase se non se asiste a ningunha actividade avaliable (exame, titoría grupal, seminarios de laboratorio ou traballo en equipo).

Para a segunda oportunidade no mesmo curso académico, conservaranse as cualificacións obtidas nos apartados de traballo en equipo, titoría grupal e laboratorio.

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

Estímase un total de 75 h (3 ECTS), que se reparten entre 29 h presenciais e 46 h de traballo autónomo do alumno. A distribución das horas presenciais segundo a tipoloxía da actividade será a seguinte:

- Clases expositivas: 6 h
- Docencia interactiva de laboratorio / aula de informática: 20 h
- Titorización en grupo reducido: 1 h
- Exame e revisión: 2 h

É recomendable un dominio básico do inglés para facilitar a consulta de libros, artigos científicos e páxinas web.

O idioma principal na impartición desta asignatura será o castelán

Para o laboratorio o alumno ha de vir provisto de bata de laboratorio e gafas de seguridade. A admisión e permanencia do alumnado matriculado no laboratorio de prácticas require que coñeza e cumpra as normas incluídas no “Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais” da Escola Técnica Superior de Enxeñaría, dispoñible no apartado de seguridade da súa páxina web, ó que se pode acceder do seguinte xeito:

1. https://www.usc.gal/gl/centro/escola-tecnica-superior-enxenaria
2. Acceder á intranet coas credenciais personais
3. Entrar en Comisións > Seguridade e Saúde > Formación
4. Pulsar en "Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais"

En relación á seguridade e prevención de riscos laborais, para cada unha das prácticas o alumnado disporá dun manual básico de funcionamento no que se recollen os aspectos máis relevantes.

Empregarase o Campus Virtual como ferramenta para facilitar información/anuncios sobre a actividade docente ao longo do curso e materiais complementarios para o estudo da materia. Tamén se poderá empregar MS Teams no caso de resultar conveniente.