Logo UAB

Monitoratge Industrial i Ambiental

Codi: 102498 Crèdits: 6
2024/2025
Titulació Tipus Curs
2502444 Química OT 4

Professor/a de contacte

Nom:
Julian Alonso Chamarro
Correu electrònic:
julian.alonso@uab.cat

Equip docent

Antonio Calvo Lopez

Idiomes dels grups

Podeu consultar aquesta informació al final del document.


Prerequisits

no hay


Objectius

La asignatura pretende complementar y ampliar los conocimientos básicos de los alumnos en el ámbito de la Química Analítica, como ciencia generadora de información química de calidad (cualitativa y cuantitativa) para la resolución de problemas de monitorización industrial y medioambiental. Esta información debe incorporar junto al dato numérico de composición, el vector temporal y espacial que caracteriza la información relativa a sistemas dinámicos en evolución.

Con este objetivo se dará especial importancia a todo lo relacionado con la simplificación del procedimiento analítico mediante aproximaciones basadas en la automatización e interconexión de las diferentes etapas que lo componen, la reducción e integración de las mismas mediante mejoras de la selectividad de las medidas o de su posterior tratamiento quimiométrico y la miniaturización de la instrumentación para facilitar su utilización fuera del entorno de los laboratorios. convencionales.

Los conocimientos adquiridos en esta asignatura son fundamentales para comprender la importancia de los métodos instrumentales de análisis para la adquisición de información analítica relevante para una gestión y explotación racional de los recursos naturales que permita su preservación y mantenimiento limitando el impacto de actividades antropogénicas en los ecosistemas .

Asimismo, se mostrará cómo los métodos instrumentales de análisis son también una herramienta básica para la optimización de los procesos industriales de producción y la reducción de su impacto medioambiental, mejorando la calidad de los productos obtenidos, minimizando tanto el consumo de materias primas como la generación de residuos.

En esta asignatura se visualizará también la importancia del conocimiento multidisciplinario para la resolución de problemas medioambientales e industriales complejos. El diseño de herramientas analíticas capaces de suministrar información in-situ en tiempo real exigirá comprender y abordar el aprendizaje de materias de otras áreas de conocimiento, mostrando el carácter eminentemente multidisciplinario de la materia Química Analítica.


Los objetivos de esta asignatura son:
1. Describir y profundizar en los fundamentos y la instrumentación asociada a las principales técnicas instrumentales de análisis.
2. Describir y profundizar en las diferentes metodologías analíticas aplicables para la obtención de información en tiempo real en campo.
3. Aplicar los conocimientos adquiridos en la resolución de problemas de monitorización de procesos tanto medioambientales (control de procesos naturales y de contaminación por actividades antropogénicas) como industriales (optimización de la producción y minimización del impacto ambiental).


Competències

  • "Interpretar les dades obtingudes mitjançant mesures experimentals, incloent-hi l'ús d'eines informàtiques; identificar-ne el significat i relacionar les dades amb les teories químiques, físiques o biològiques apropiades."
  • Adaptar-se a noves situacions.
  • Aplicar els coneixements químics a la resolució de problemes de naturalesa quantitativa o qualitativa en àmbits familiars i professionals.
  • Aprendre de manera autònoma.
  • Avaluar els riscos sanitaris i l'impacte ambiental i socioeconòmic associat a les substàncies químiques i a la indústria química.
  • Comunicar-se oralment i per escrit en la llengua pròpia.
  • Demostrar que es comprenen els conceptes, els principis, les teories i els fets fonamentals de les diferents àrees de la química.
  • Emprar correctament la llengua anglesa en l'àmbit de la química.
  • Gestionar l'organització i la planificació de tasques.
  • Gestionar, analitzar i sintetitzar informació.
  • Liderar i coordinar grups de treball.
  • Mantenir un compromís ètic.
  • Mostrar sensibilitat en qüestions mediambientals.
  • Obtenir informació, incloent-hi la utilització de mitjans telemàtics.
  • Proposar idees i solucions creatives.
  • Raonar de forma crítica.
  • Reconèixer i analitzar problemes químics i plantejar respostes o treballs adequats per a resoldre'ls.
  • Resoldre problemes i prendre decisions.
  • Tenir destresa per al càlcul numèric.
  • Treballar en equip i cuidar les relacions interpersonals de treball.
  • Utilitzar la informàtica per al tractament i presentació d'informació.

Resultats d'aprenentatge

  1. Adaptar-se a noves situacions.
  2. Aplicar la informació analítica obtinguda en l'optimització dels processos industrials per millorar la seva competitivitat i reduir-ne l'impacte sobre el medi ambient.
  3. Aprendre de manera autònoma.
  4. Avaluar críticament les metodologies analítiques utilitzades en el control de processos industrials i mediambientals, així com la seva aplicabilitat en funció del tipus d'informació que es desitja obtenir, de la mostra per analitzar i dels mitjans disponibles.
  5. Avaluar els resultats del procés d'un monitoratge mediambiental com a eina per controlar l'evolució de l'ecosistema i permetre així una gestió eficaç dels recursos naturals.
  6. Avaluar i interpretar les dades i la informació química obtinguda mitjançant el monitoratge industrial i mediambiental.
  7. Comunicar-se oralment i per escrit en la llengua pròpia.
  8. Definir els conceptes d'integració i automatització del procediment analític com a eines per a la seva simplificació i avaluar críticament les característiques dels diferents tipus de sistemes automàtics d'anàlisi.
  9. Definir les funcions de l'anàlisi química en el desenvolupament sostenible, tant en el nivell industrial com mediambiental.
  10. Descriure el concepte de sensor com a eina per a la integració del procediment analític, així com els principis bàsics de transducció i reconeixement selectiu.
  11. Diferenciar les diverses etapes del procés analític com a element clau per a l'obtenció d'informació.
  12. Discriminar entre mètodes analítics qualitatius (screening) i quantitatius.
  13. Distingir els problemes associats als diferents tipus de matrius de mostra i analits en l'àmbit industrial i mediambiental (medi hídric, atmosfèric, terres).
  14. Gestionar l'organització i la planificació de tasques.
  15. Gestionar, analitzar i sintetitzar informació.
  16. Identificar els principals agents químics contaminants, conèixer-ne les fonts d'emissió, i la distribució i interacció amb el medi natural.
  17. Identificar les demandes actuals d'informació en l'àmbit industrial i mediambiental, i les noves tendències en l'anàlisi química per tal d'aportar solucions en la millora dels processos.
  18. Liderar i coordinar grups de treball.
  19. Mantenir un compromís ètic.
  20. Mostrar sensibilitat en qüestions mediambientals.
  21. Obtenir informació, incloent-hi la utilització de mitjans telemàtics.
  22. Planificar l'estratègia a seguir en la resolució d'un problema analític relacionat amb la indústria i el control mediambiental, incorporant-hi el vector temporal i espacial a la informació.
  23. Proposar idees i solucions creatives.
  24. Raonar de forma crítica.
  25. Reconèixer els fonaments de les principals tècniques instrumentals d'anàlisi en l'àmbit industrial i mediambiental, per tal de seleccionar adequadament la més idònia en cada cas.
  26. Reconèixer els fonaments químics que permeten interpretar els processos que tenen lloc en el medi natural.
  27. Reconèixer la importància de la miniaturització de la instrumentació analítica en el desenvolupament de metodologies analítiques que aportin informació dotada amb el vector espaciotemporal.
  28. Reconèixer les característiques diferencials dels analitzadors de procés i relacionar-les amb els problemes derivats de la interfase analitzador-procés.
  29. Reconèixer les diferents etapes necessàries en la resolució d'un procés analític, per a l'obtenció de la informació.
  30. Resoldre exemples de seguiment de control amb eines numèriques i gràfiques.
  31. Resoldre problemes i prendre decisions.
  32. Resumir un article redactat en anglès en un temps raonable.
  33. Seleccionar la metodologia d'integració/automatització del procediment analític, adequada en cada cas.
  34. Tenir destresa per al càlcul numèric.
  35. Treballar en equip i cuidar les relacions interpersonals de treball.
  36. Utilitzar la informàtica per al tractament i presentació d'informació.
  37. Utilitzar la terminologia anglesa usual en la química industrial, l'electroquímica i la corrosió, la química ambiental, la química verda, la gestió de la qualitat, els sistemes de monitoratge, i l'economia i gestió empresarial.

Continguts

INTRODUCCIÓN

 
1. La Química Analítica y el Control de Procesos Medioambientales e Industriales. El Proceso Analítico Total. Monitorización: Extracción de información de procesos en evolución. Vector espacial y Vector temporal. Nuevas tendencias y retos de la Química Analítica Industrial y Medioambiental.
 
INSTRUMENTACIÓN
 
2. El procedimiento Analítico. Instrumentación asociada a las diferentes etapas. Muestreo. Operaciones Unitarias del instituto de muestra. Conceptos fundamentales de las técnicas instrumentales de medida. Adquisición y Procesamiento de la Señales.
3. Simplificación del procedimiento analítico. Evaluación de las diferentes aproximaciones metodológicas utilizadas para simplificar cada operación unitaria del procedimiento. Automatización vs Integración de etapas.
4. Automatización global del Instituto Analítico. Clasificación de los Métodos automáticos. Analizadores robotizados. Principios básicos y aplicaciones. Analizadores automáticos discretos. Principios básicos y aplicaciones.
5. Automatización global del Procedimiento Analítico mediante Analizadores de Flujo Continuo. Principios y aplicaciones.
6. Integración del Instituto Analítico. Concepto de sensor. Tipos de Sensores. Sensores ópticos. Sensores electroquímicos. Biosensores. Sensores de gases.
7. Miniaturización de la instrumentación analítica. Fenómenos preponderantes a escala micro. Tecnologías de fabricación. Microsistemas analíticos integrados. Monitorización continua in-situ de parámetros industriales y medioambientales.
8. Métodos de Cribado (screening). Aspectos cualitativos vscuantitativos de los problemas en análisis industrial y medioambiental. Métodos de Índice total y de Respuesta Binaria. Parámetros Indicadores de calidad medioambiental.
9. Monitorización remota. Desarrollo conceptual. Sistemas Geográficos de Información (GIS). Sistemas de Posicionamiento Global (GPS). Plataformas de Observación. Instrumentación analítica asociada. Aplicaciones.
 
 
APLICACIONES
 
10. Monitorización de recursos hídricos. Tipos de Contaminación. Tipos de monitorización. Muestreo. Monitorización discreta y continua: Parámetros físicos, químicos y biológicos. Instrumentación Analítica. Redes de control de la calidad del agua.
11. Monitorización atmosférica. Tipos y características de los poluentes atmosféricos. Toma de muestras. Técnicas de monitorización e instrumentación asociada. Redes de control manual y automático de la calidad atmosférica.
12. Contaminación de suelos. Muestreo y representatividad. Especiación. Extracción secuencial. Técnicas instrumentales de medida in-situ. Perforador Cónico.
13. Control Industrial de procesos. Casos de estudio en la industria agroalimentaria, farmacéutica, petroquímica, minera, etc ...

Activitats formatives i Metodologia

Títol Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Tipus: Dirigides      
Classes teòriques i seminaris 34 1,36 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 12, 13, 16, 17, 19, 20, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 33
Practiques de Laboratori 12 0,48 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 13, 14, 15, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 28, 29, 30, 31, 33, 34, 35, 36, 37
Tipus: Supervisades      
Laboratori Experimental de Camp 4 0,16 2, 3, 5, 6, 12, 13, 15, 19, 20, 21, 22, 24, 26, 30, 35
Tutories 10 0,4 1, 3, 4, 5, 6, 13, 14, 15, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 28, 30, 31, 32, 34, 35, 36, 37
Tipus: Autònomes      
Estudi 56 2,24 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37
Preparació de Seminaris 28 1,12 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37

Classes de teoria, seminaris i pràctiques de laboratori / sortides de camp
Es combinarà el model expositiu (lliçó magistral), amb suport audiovisual, i activitats formatives que es podran fer en grup o individualment.
A les classes teòriques, el professor oferirà una visió global dels temes tractats i incidirà en aquells conceptes clau que ajudin a l'alumne a comprendre i adquirir els coneixements bàsics propis de l'assignatura, responent als eventuals dubtes o qüestions que es plantegin.
Per afavorir l'assoliment dels objectius d'aprenentatge plantejats s'introduiran activitats formatives encaminades a afavorir l'aprenentatge cooperatiu i la participació dels estudiants. Per a lestudi individual i la preparació dels temes en profunditat, sindicarà una bibliografia bàsica i complementària.
Les activitats estan concebudes per adquirir les competències específiques, així com per desenvolupar les competències transversals.
Al final del quadrimestre s'elaboraran també diferents seminaris sobre aplicacions seleccionades a l'àmbit del monitoratge industrial i ambiental. Amb aquests seminaris es pretén aprofundir sobre aspectes tractats a les classes de teoria. Els treballs seran elaborats per un grup classe o per grups més petits i s'exposaran de forma oral per discutir-los i avaluar-los entre parells.
Es realitzaran Pràctiques Experimentals de Laboratori dirigides a fer que l'alumne abordi la resolució de problemes analítics reals previ disseny, construcció i avaluació de la instrumentació analítica necessària per obtenir la informació. Es pretén que l'alumne identifiqui els problemes bàsics i els resolgui utilitzant els coneixements adquirits a l'assignatura.
Es realitzaran també Pràctiques Experimentals de Camp pervisualitzar la importància dels sistemes de monitorització ambiental i industrial en el control i minimització de l'impacte de les activitats antropogèniques al medi natural.

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.


Avaluació

Activitats d'avaluació continuada

Títol Pes Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Activitats Formatives i Seminaris 40 2 0,08 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37
Examen Final 45 2 0,08 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 33
Practiques Laboratori 15 2 0,08 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 36, 37

Avaluacio Continuada

Les competències d'aquesta assignatura seran avaluades mitjançant:

A) Un control de tota la matèria (individual) que té un pes del 45% de la nota final.

B) Una avaluació del treball desenvolupat a les pràctiques de laboratori (en grup) amb un pes del 15% de la nota final.

C) Activitats cooperatives i col·laboratives (en grup) i particulars dutes a terme dins i fora de l'aula. Tindrà un pes del 40% a la nota final.

Es considerarà un "no presentat" a l'assignatura si l'alumne no es presenta a les practiques ni al control de tota la matèria, independentment de si ha fet, o no, les activitats cooperatives i/o col·laboratives.

Per participar en la recuperació, l'alumnat ha dhaver estat prèviament avaluat en un conjunt dactivitats el pes de les quals equivalgui a un mínim de dues terceres parts de la qualificació total de lassignatura.

Per aprovar l‟assignatura es demana un mínim de 5 punts (sobre 10) a la mitjana de les diferents activitats objecte d‟avaluació.

Es considerarà que l'alumne és no avaluable quan les activitats realitzades no siguin equivalents al 50% de les que són avaluades per obtenir la qualificació total de l'assignatura.

 

Avaluació única

L'alumnat que s'hagi acollit a la modalitat d'avaluació única haurà de realitzar una prova final que consistirà en un examen de tot el temari teòric i de problemes de lassignatura. Aquesta prova es farà el dia que els estudiants de l'avaluació continua fent l'examen del segon parcial.

La qualificació de l'estudiant serà:

Notade l'assignatura = (Nota de la prova final · 85% + Nota de laboratori · 15%)/100

Si la nota final no arriba a 5, l'estudiant té una altra oportunitat de superar l'assignatura mitjançant l'examen de recuperació que se celebrarà a la data que fixi la coordinació de la titulació. En aquesta prova es pot recuperar el 85% de la nota corresponent a la part de teoria.

La part de pràctiques no és recuperable.

Es considerarà que lalumne no és avaluable seguint el mateix criteri que en l'avaluació continuada.


Bibliografia

1. Gary D. Christian, Purnendu K. Dasgupta, Kevin A. Schug. Analytical Chemistry. Seventh edition. 2013. John Wiley & Sons. ISBN: 9780470887578

2. Skoog, Douglas A., F. James Holler y Stanley R. Crouch. Principios de análisis instrumental. Sexta edición. 2008. Cengage Learning Editores. ISBN-13: 978-607-481-390-6

3. Frame, Eileen M. Skelly; Frame, George M.; Robinson, James W. Undergraduate Instrumental Analysis. Seventh edition. 2014. CRC Press. ISBN: 9781420061352

4. F. McLennan, B. Kowalski. Process Analytical Chemistry. 1995. Springer Science+Business Media Dordrecht. ISBN: 978-94-010-4262-8

5. T.R. Crompton. Analysis of Seawater. A Guide for the Analytical and Environmental Chemist. 2006 . Springer. ISBN-10 3-540-26762-X 123

6. Karl Heinz Koch. Process Analytical Chemistry. 1999. Springer-Verlag. ISBN 978-3-642-08468-3

7. Jacek Namiesnik & Piotr Szefer. Analytical measurements in aquatic environments. 2010. CRC Press Taylor & Francis Group. ISBN 978-1-4200-8268-5.

8. Roger N. Reeve. Introduction to Environmental Analysis. 2002. John Wiley & Sons, ISBN: 9780471492955

9. J. Buffle, G. Horvai, In Situ Monitoring of Aquatic Systems. 2000. Wiley. ISBN: 9780471489795

10.www.epa.gov

11. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. E.W. Rice, R.B. Baird, A.D. Eaton. Editorial: American Public Health Association; 23rd Revised edition. 2017. ISBN-10 : 087553287X.

12. Groundwater Monitoring. Anne Marie Fouillac; Rob Ward; Philippe Quevauviller; Johannes Grath. John Wiley & Sons Incorporated. 2009. ISBN: 978-0-470-77809-8.

13. Marine Chemical Monitoring: Policías, Techniques and Metrological Principles. Philippe Quevauviller , Grayson, S. John Wiley & Sons. 2016. ISBN: 978-1-848-21740-9.


Programari

Microsoft Office

Acrobat Reader


Llista d'idiomes

Nom Grup Idioma Semestre Torn
(PCAM) Pràctiques de camp 1 Espanyol segon quadrimestre matí-mixt
(PLAB) Pràctiques de laboratori 1 Espanyol segon quadrimestre matí-mixt
(TE) Teoria 1 Espanyol segon quadrimestre matí-mixt