Física
Codi: 103250 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2501925 Ciència i Tecnologia dels Aliments | FB | 1 | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Daniel Campos Moreno
- Correu electrònic:
- daniel.campos@uab.cat
Idiomes dels grups
Podeu accedir-hi des d'aquest enllaç. Per consultar l'idioma us caldrà introduir el CODI de l'assignatura. Tingueu en compte que la informació és provisional fins a 30 de novembre de 2023.
Equip docent
- Rosa Flaquer Galmés
- Daniel Campos Moreno
Prerequisits
L’estudiant hauria de tenir conceptes bàsics de física, especialment els temes relacionats amb forces o energies. Aquests temes es tracten en els cursos de secundària Si l’estudiant no els ha estudiat mai, seria bo fer el curs propedéutic de Física per a Biociències i/o estudiar prèviament llibres de text de nivell de Batxillerat.
Objectius
L'objectiu principal de l'assignatura és explicar clarament que la física és un instrument útil per a l'análisi profund de diversos problemes relacionats amb la Ciència i Tecnología dels aliments, posant especial èmfasi en els fonaments físics en els quals es basen els processos industrials de tractament, caracterizació i/o conservació dels alimentos, així com les diferents tècniques de processat i cuinat dels mateixos.
No es tracta tant, doncs, d'aportar un coneixement de Física a nivell fonamental, sinó de mostrar com lleis i conceptes de la física expressats mitjançant equacions simples ajuden a comprendre millor problemes d'interés tecnològic. Això ajudarà l'alumnat a desenvolupar la capacitat de modelar els fenòmens de manera quantitativa, i a identificar els paràmetres rellevant dels fenomens estudiats i el seu corresponent procés de mesura i anàlisi.
Competències
- Analitzar, sintetitzar, resoldre problemes i prendre decisions en l'àmbit professional.
- Aplicar el mètode científic a la resolució de problemes.
- Aplicar els coneixements de les ciències bàsiques en la ciència i la tecnologia dels aliments.
- Assumir un compromís ètic i valorar la importància de la qualitat i de la feina ben feta.
- Buscar, gestionar i interpretar la informació procedent de diverses fonts.
- Comunicar-se de manera eficaç, oralment i per escrit, a una audiència professional i no professional, en les llengües pròpies i/o en anglès.
- Demostrar que es coneixen les propietats físiques, químiques, bioquímiques i biològiques de les matèries primeres i dels aliments.
- Desenvolupar l'aprenentatge autònom i tenir capacitat d'organització i planificació.
- Mantenir actualitzats els coneixements, adaptar-se a noves situacions i desenvolupar la creativitat.
- Prendre la iniciativa i mostrar esperit emprenedor.
- Utilitzar els recursos informàtics per a la comunicació i la cerca d'informació en l'àmbit d'estudi, el tractament de dades i el càlcul.
Resultats d'aprenentatge
- Analitzar, sintetitzar, resoldre problemes i prendre decisions en l'àmbit professional.
- Aplicar el mètode científic a la resolució de problemes.
- Assumir un compromís ètic i valorar la importància de la qualitat i de la feina ben feta.
- Buscar, gestionar i interpretar la informació procedent de diverses fonts.
- Comunicar-se de manera eficaç, oralment i per escrit, a una audiència professional i no professional, en les llengües pròpies i/o en anglès.
- Descriure de manera senzilla els principis de la termodinàmica i ser capaç d'aplicar-los a un sistema macroscòpic.
- Descriure els principis bàsics de la mecànica i saber aplicar-los en situacions senzilles.
- Desenvolupar l'aprenentatge autònom i tenir capacitat d'organització i planificació.
- Identificar els paràmetres rellevants en els fenòmens de transport.
- Identificar les dimensions de les magnituds físiques i utilitzar correctament el sistema internacional d'unitats.
- Identificar les propietats bàsiques de les forces i dels corrents elèctrics rellevants.
- Identificar les propietats dels fluids rellevants per a la descripció de materials complexos d'origen biològic.
- Mantenir actualitzats els coneixements, adaptar-se a noves situacions i desenvolupar la creativitat
- Prendre la iniciativa i mostrar esperit emprenedor.
- Utilitzar els recursos informàtics per a la comunicació i la cerca d'informació en l'àmbit d'estudi, el tractament de dades i el càlcul.
Continguts
Els continguts teòrics s'impartiran de forma no presencial.
1. Introducció: magnituds i unitats bàsiques de la física.
Principals magnituds i unitats de la física. Relacions entre elles Aplicació: necessitats metabòliques en repòs i en moviment.
2. Propietats mecàniques i tractaments mecànics dels aliments.
Perfil sensorial dels aliments; propietats mecàniques: elasticitat, plasticitat, duresa.Textures i estructures d'aliments. Efectes de la pressió sobre els materials: deformació, premsat, esterilització
3. Propietats fluídiques dels aliments i aplicacions.
Lleis físiques dels fluids. Hidrostàtica. Tensió superficial. Emulsions. Hidrodinàmica. Fluids viscosos newtonians. Llei de Poiseuille. Potència. Fluids no newtonians i reologia. Reologia d’alguns aliments. Pressió osmòtica. Osmosi inversa. Potabilització de l’aigua de mar.
4. Propietats tèrmiques i tractaments tèrmics dels aliments.
Calor i temperatura. Efectes biològics de la temperatura. Tractaments tèrmics dels aliments (pasteurització HTST, UHT). Transport de calor: conducció, convecció, radiació. Transport de matèria: difusió, osmosi. Segon principi de la termodinàmica. Entropia. Refrigeradors i bombes de calor. Canvis de fase. Congelació, evaporació. Conservació dels aliments. Processos culinaris. Olles de pressió. Sols i gels. Desnaturalització proteïnes. Energia i producció d’aliments; sostenibilitat
5. Propietats elèctriques dels aliments.
Electricitat i tecnologia alimentària. Forces i potencials elèctrics en biologia molecular i cel·lular. Corrent elèctric, llei d’Ohm. Efecte Joule. Fogons i forns elèctrics. Magnetisme. Inducció magnètica. Corrent altern. Plaques d’inducció
6. Interacció dels aliments amb les ones electromagnètiques
Radiacions i aliments. Aspectes clàssics i quàntics de la llum: reflexió, refracció, colorimetria, polarimetria. Interacció entre microones i aliments, forns de microones. Efectes de la radiació ionitzant sobre els aliments. Esterilització d’aliments
*En funció de les restriccions que puguin imposar les autoritats sanitàries en funció de la evolució de la pandèmia , es podran dur a terme reduccions o prioritzacions dels continguts de l’assignatura.
Metodologia
Classes teòriques: En les classes magistrals introduïm conceptes bàsics de física a un nivell accessible a estudiants de primer curs, posant especial èmfasi en les aplicacions de tipus biològic, tecnològic i industrial associades al perfil del grau. A les lliçons de teoria s'utilitzarà de manera parcial una metodologia d'aula invertida, amb diversos materials d'introducció prèvia als continguts que després s'avaluaran a classe, disponibles a través del Campus Virtual en forma de presentacionde PPT i/o videos breus. Aquests materials tindran un caracter multinivell i aniran acompanyats d'un test d'autoavaluació que permetrà a l'alumnat saber si disposa dels coneixements previs per poder posteriorment assolir correctament els continguts de l'aula.
Classes de problemes: Els problemes il·lustren l’aplicació biològica de les equacions físiques estudiades a teoria. Una part dels problemes són resolts pel professor de problemes, de manera que els estudiants –que se suposa han fet prèviament els problemes a casa- puguin saber el grau d’encert de les seves solucions i incorporar-hi les correccions pertinents; uns altres problemes han de ser resolts i lliurats per l’estudiant directament al professor. Els exercicis resolts es penjaran al campus virtual en format video.
Tutories: A les tutories individuals (eventualmentes podrà organitzar alguna en grup) es resoldran dubtes i es donaran orientacions de cara a la elaboració dels treballs.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Autoaprenentatge | 30 | 1,2 | 1, 2, 4, 8, 14, 15 |
| Classes de problemes | 15 | 0,6 | 1, 2, 8, 9, 10, 11 |
| Classes teòriques | 38 | 1,52 | 6, 9, 10, 11 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Tutories | 5 | 0,2 | 1, 4 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi | 46 | 1,84 | 1, 2, 3, 4, 8 |
Avaluació
1. Primer examen parcial. (35% de la nota global)
Es realitzarà 1 examen parcial amb un pes del 35% i que inclourà els continguts corresponents als temes 1-3 de l’assignatura. Per tal de poder superar l'assignatura serà necessari que la nota d’aquesta prova d’avaluació sigui igual o superior a 3,5. L’alumnat que no hagin superat els exàmens parcials tindran l'opció de presentar-se a un examen de recuperació que seguirà el mateix funcionament.
2. Segon examen parcial. (45% de la nota global)
Es realitzarà 1 examen parcial amb un pes del 45% i que inclourà els continguts corresponents als temes 4-6 de l’assignatura. Per tal de poder superar l'assignatura serà necessari que la nota d’aquesta prova d’avaluació sigui igual o superior a 3,5. L’alumnat que no hagi superat els exàmens parcials tindran l'opció de presentar-se a un examen de recuperació que seguirá el mateix funcionament que la prova original.
3. Qüestionaris de seguiment. (10 % de la nota global)
Al final de cada tema es proposarà l'entrega d'un qüestionari de seguiment amb preguntes i exercicis breus que serviran per a què el propi alumnat valori el correcte grau d'assoliment dels temes. Aquesta activitat d’avaluació es considera com no recuperable.
4. Qüestionaris Moodle (10% de la nota global)
Durant la segona meitat del curs es proposaran també 3/4 qüestionaris Moodle per tal que l'alumnat hi treballi de manera autònoma temes/conceptes més aplicats de l'assignatura. Aquesta activitat d’avaluació es considera com no recuperable.
FUNCIONAMENT DE L’AVALUACIÓ UNICA
Aquells alumnes que decideixen acollir-se a l’opció d’avaluació única hauran de realitzar un únic examen i entregar els qüestionaris Moodle de l’assignatura en una mateixa data (els qüestionaris de seguiment de l’assignatura, donat que estan explícitament pensats per a un procés d’avaluació continuada, no formaran en aquest cas part de l’avaluació). Per poder aprovar l'assignatura caldrà que la nota mitjana global de les dues proves sigui igual o superior a 5.
1. Examen comú (90% de la nota global)
Es realitzaran un examen que inclourà els continguts de tot el temari (temes 1-6) de l’assignatura. L’alumnat que no superio aquesta prova tindrà l'opció de presentar-se a un examen de recuperació que seguirá el mateix funcionament que la prova original.
2. Qüestionaris Moodle (10% de la nota global)
Durant la segona meitat del curs es proposaran també 3/4 qüestionaris Moodle per tal que l'alumnat hi treballi de manera autònoma temes/conceptes més aplicats de l'assignatura. Aquesta activitat d’avaluació es considera com no recuperable.
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Primer parcial | 35% | 4 | 0,16 | 1, 3, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 13 |
| Qüestionaris Moodle | 10% | 4 | 0,16 | 2, 4, 5, 8, 14, 15 |
| Qüestionaris de seguiment | 10% | 4 | 0,16 | 2, 4, 8, 10, 13 |
| Segon parcial | 45% | 4 | 0,16 | 6, 7, 9, 10, 11, 12 |
Bibliografia
Preparació per a l'assignatura
D Jou, J E LLebot i C Pérez-Garcia, Fisica para las ciencias de la vida. Mc_Graw Hill, 2009
Activitats de la plataforma JoVe (https://www-jove-com.are.uab.cat/es/)
Altres llibres bàsics
J. W. Kane i M. M. Sternheim, Física, Reverté, 1989.
M. Ortuño, Física para biología, medicina, veterinaria y farmacia, Crítica, 1996.
M.J. Lewis. Physical Properties of Foods and Food Processing Systems. Woodhead Publishing Limited, 2006
Lectures complementàries
L.O. Figura & A.A.Teixeira, Food Physics, Springer-Verlag, 2007.
R.P. Singh and D.R. Heldman. Introduction to Food Engineering. Elsevier, 2009
D.-W. Sun. Emerging Technologies for Food Processing. Elsevier, 2014.
Programari
-