Academia de Ingeniería Ambiental - itmerida.mx · de Ingeniería Ambiental Plan IAMB-2010-206. Dicho módulo consta de 25 créditos y se propo-ne que tenga 5 asignaturas. En el trabajo,

Instituto Tecnológico de Mérida

Subdirección Académica

Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica

Academia de Ingeniería Ambiental

Ingeniería Ambiental

Módulo de Especialidad:

Procesos para el Desarrollo Sustentable (IAME-PDS-2013-01)

Proyecto:

MIA Guadalupe Valladares Gamboa

Ing. Rubén Flores Bagundo

MIA Luis Jorge Morales Arjona

MIA Jorge Tun Cuevas

Ing. Herbert B. Loria Sunza

MC José Humberto Alvarez Hernández

INDICE

Capítulo Tema Página

Prólogo 3

1 El contexto 4

1.1. Antecedentes

1.1.1 Sistema Nacional de Educación Superior Tecnológica

1.1.2 Plan de Desarrollo del Estado de Yucatán

1.1.3 Necesidad Social

1.1.4 Necesidad Económica

1.1.5 Retos

1.1.6 Instituto Tecnológico de Mérida

1.2. Atención a las necesidades sociales de formación profesional

1.2.1 Matrícula del Instituto Tecnológico de Mérida

5

5

5

6

8

9

9

10

10

2 Perfil de la Carrera 12

2.1 Antecedentes

2.2 Objetivo General

2.3 Perfil Profesional de la carrera de Ingeniería Ambiental

2.4 Campo de Trabajo

13

14

14

15

3 Módulo de Especialidad Desarrollo Industrial Sustentable 16

3.1 Introducción

3.2 Análisis por Asignaturas

3.3 Distribución de las Horas Teóricas, Prácticas y Créditos de las

asignaturas

3.4 Integración de las Asignaturas del Módulo de Especialidad en

la Retícula

17

18

19

20

4 Contenido Programático de las Asignaturas del Módulo 21

Muestreo y Caracterización de Aguas

Geohidrologia

Sistema de Tratamiento de de Aguas Claras

Tecnologías de Tratamiento de Residuos

Tecnologías de Remediación de Suelos

Tratamiento Biológicos de Aguas Residuales

22

31

37

43

48

54

PROLOGO

El presente trabajo se ha realizado en base a la comisión asignada a los responsables por acuerdo

del Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica y de la Academia de la Ingeniería Am-

biental.

En el trabajo se hace la propuesta de las asignaturas para el módulo de especialidad de la carrera

de Ingeniería Ambiental Plan IAMB-2010-206. Dicho módulo consta de 25 créditos y se propo-

ne que tenga 5 asignaturas.

En el trabajo, se plantea el contexto del SNEST, del estado y del Instituto Tecnológico de Mérida

en el primer apartado. En el segundo apartado se habla del perfil de la carrera de Ingeniería Am-

biental y, por último, en el tercero se plantea el contenido del módulo de especialidad y los con-

tenidos de los programas de estudio desarrollados por competencias.

Por último, queremos agradecer a los compañeros de la Academia que de alguna manera colabo-

raron en este trabajo, ya sea proporcionando información o por medio de sus valiosas opiniones.

A todos, muchas gracias.

1. EL CONTEXTO

1.1 Antecedentes

1.1.1. Sistema Nacional de Educación Superior Tecnológica (SNEST). El SNEST es respon-

sable de la formación de capital intelectual, ético y propulsor capaz de generar, dirigir y operar

proyectos viables y sustentables que transformen la riqueza de las diversas regiones geográficas

de la nación en bienestar de la sociedad mexicana.

Nuestro país, en el que más del noventa por ciento de plazas laborales en el sector formal se ge-

neran por pequeñas y medianas empresas, se enfrenta a una competencia más abierta ante un

mundo con economía cada vez más globalizado, donde las grandes empresas multinacionales

controlan recursos tecnológicos, comerciales, naturales y financieros. Esto representa un desafío

formidable para México, su economía, sus Instituciones, sus empresas y en general para su po-

blación. En particular, la educación debe tener una estrategia perfectamente definida con planes

y programas que permitan enfrentar este reto.

Como respuesta a lo anterior, el SNEST diseñó el Modelo Educativo para el siglo XXI como

estrategia para afrontar el desafío que plantean las transiciones demográficas, económicas, polít i-

cas y sociales que marcan el presente y el devenir histórico próximo del país.

El SNEST atiende actualmente a más de 300 mil alumnos, con una planta de casi 23 mil profeso-

res en sus planteles en todos los estados de la República. Está integrado por Institutos Tecnológi-

cos Industriales, Institutos Agropecuarios, Institutos Tecnológicos del Mar y Tecnológicos Des-

centralizados que dependen de los gobiernos de los estados. De todos los programas de Licencia-

tura y de postgrado que ofrece, el 80% corresponde a carreras de ingeniería y el resto a progra-

mas de administración. En general, el SNEST atiende el 13% del total de la matrícula nacional

de educación superior. Teniendo como objetivo la modernización de sus programas y la actuali-

zación de su oferta académica, el sistema busca nuevas alternativas que satisfagan las necesida-

des actuales y futuras del país.

1.1.2. Plan de desarrollo del Estado de Yucatán. El Estado de Yucatán se ubica en el Sureste

de la República, al norte de la Península de Yucatán; limita al norte con el Golfo de México, al

este con el Estado de Quintana Roo y al Sur este con el Estado de Campeche. Hallándose dentro

de la zona tropical, cuenta con una superficie de 43 mil 379 km2 y un litoral de 378 KM. Tiene

una población de casi dos millones de habitantes, con una densidad de 40 personas por km2 y una

tasa de crecimiento anual de aproximadamente 2 por ciento. Está conformado políticamente por

106 municipios.

En el plan de desarrollo se pretende contar con un sistema educativo al que tengan oportunidad

de acceso todos los habitantes del estado, independientemente de su edad, condición y caracterís-

ticas socioculturales y se constituya como una herramienta eficaz en la formación de seres

humanos capaces de participar activamente en la construcción de una vida social incluyente y

respetuosa, dotados de las competencias necesarias para funcionar en una economía globalizada

e interdependiente y sean y se sientan sujetos de su propio desarrollo.

Para lograr lo anterior, se parte de la base de que la educación es el proceso social que hace posi-

ble que cada generación desarrolle sus actividades a partir de lo creado por las generaciones an-

teriores y no tenga que reinventar las formas de relacionarse y obtener lo necesario para la super-

vivencia. En una sociedad como la nuestra, la educación tiene la triple función de atender el de-

sarrollo de las capacidades individuales físicas, intelectuales, artísticas, afectivas, sociales y mo-

rales de cada uno de los integrantes de la comunidad, de fomentar los valores que aseguran una

convivencia solidaria y comprometida, es decir, de formar a los individuos para la ciudadanía y

propiciar el desarrollo de las competencias que requiere un mercado laboral cada vez más com-

plejo, cambiante y diversificado.

En Yucatán, la población estudiantil es de más de medio millón de alumnos, atendidos por

aproximadamente 30 mil profesores en 3,700 escuelas aproximadamente; lo que permite alcanzar

una cobertura del 71.6% en promedio en los distintos niveles educativos. El 89.2% de los alum-

nos están en instituciones públicas y el 10.8% en instituciones privadas. El nivel de educación

superior es el que ha reportado el mayor crecimiento en el estado con 14.1%, seguido por los

correspondientes a la educación media superior, secundaria y preescolar, con 6.2%, 3.1% y

2.2%, respectivamente.

1.1.3. Necesidad Social. Uno de los más grandes anhelos de los yucatecos es vivir en un estado

con desarrollo social y humano sostenido, basado en una distribución equitativa de los recursos,

que redunde en mejores condiciones de salud, educación, infraestructura, empleo, recreación y

uso del tiempo libre, en el que la sociedad se caracterice por su intensa participación en la solu-

ción de sus problemas, que respete los derechos humanos, la diversidad y el medio ambiente.

Los yucatecos han manifestado el deseo de cambio en todos los ámbitos de la sociedad y para

lograrlo, se distinguen dos tareas estrechamente relacionadas; una, es abandonar los esquemas

que inhiben el pleno desarrollo de las potencialidades de las personas en la construcción de un

mejor futuro para todos, y paralela a ésta, la de generar de manera corresponsable entre el sector

público, privado y social un nuevo paradigma que permita enriquecer el recurso humano, consi-

derado como el más valioso de nuestro estado.

El nuevo enfoque implica alinear planes, objetivos y estrategias dirigidos a los cuatro aspectos

torales del desarrollo humano, el personal, social, físico y económico.

En materia de educación, está ubicado en el lugar 23 del país con un promedio de 7 años de esco-

laridad de la población mayor de 15 años, por debajo de la media nacional de 7.7 años.

La estructura de la población en Yucatán, en la que predominan los grupos de edad con gente

joven, hace impostergable la creación de más y mejores empleos durante los próximos años, ne-

cesidad que involucra mejoras en factores determinantes para el desarrollo económico como son

la educación, salud, infraestructura, investigación y desarrollo tecnológico y clima de negocios.

Según el Censo General de Población y Vivienda INEGI 2000, el estado cuenta con casi dos

millones de habitantes, cifra que representa el 1.8% aproximadamente de la población del país.

Con una población preponderantemente joven que en 1995 agrupaba al 27.7%, es decir, a casi 2

de cada 7 de sus habitantes como menores de 12 años y sólo un 5.4% entre los mayores de 65

años. Actualmente, clasifica a un 24.4%, es decir, casi 1 de cada 4 como menores de 12 años y

un 5.8% como mayores de 65 años. De acuerdo con el Consejo Nacional de Población, las pro-

yecciones del estado para el 2020, sitúan a los menores de 12 años cerca del 16%, es decir, 1 de

cada 6 habitantes y a los mayores de 65 ligeramente por debajo del 10% lo que equivale a 1 de

cada 10. En la próxima década, el estado tendrá, en términos proporcionales, menos niños, me-

nos estudiantes, más adultos retirados y una mayor base laboral considerando como centro de la

misma a los habitantes entre 20 y 50 años de edad. No se puede dejar de señalar factores cualita-

tivos que influirán en la composición de la población económicamente activa para el futuro, tales

como una incorporación más decidida de la mujer a la actividad empresarial y la difusión de una

nueva cultura empresarial.

1.1.4. Necesidad Económica. Se desea aumentar la competitividad en el estado, en términos de

desarrollo empresarial, con un crecimiento económico sustentable, equilibrado e incluyente con

alto sentido de responsabilidad social que incorpore vocaciones, habilidades, infraestructura y

recursos naturales de sus regiones haciéndolo muy atractivo para la inversión.

Yucatán, al igual que el resto del país, ha mostrado mayor dinámica en la generación de riqueza

en los últimos años, sin embargo, aún presenta rezagos económicos y sociales de importancia. En

cuanto a la generación de riqueza, el estado se ha rezagado en el desarrollo de su PIB. La tasa

general de crecimiento promedio del PIB en el estado fue inferior a las tasas generales de creci-

miento de los Estados del Noroeste, Noreste, Occidente y Norte. Existen importantes atrasos en

educación, salud, infraestructura y nivel de competitividad empresarial, en términos de eficien-

cia, calidad, uso de tecnología y adopción de mejores prácticas.

Sin embargo, Yucatán registró una tasa promedio de crecimiento del PIB anual de 3.5% entre

1993 y 1999, lo que equivale a un 22.6% global durante dicho período. Durante el bienio 1998 -

1999, el PIB estatal representó el 1.3% del nacional y ocupó el lugar 23 a nivel nacional; el PIB

estatal creció a una tasa del 4.5% anual contra un 3.8% del país, arrojando un PIB estatal per

cápita real a precios de 1993, de 11 mil 111 pesos, ubicándose en el lugar 18 a nivel nacional.

El estado se constituye como una entidad con una economía en crecimiento como lo muestran

los datos anteriores. Se ha avanzado en el comercio exterior; en la industria ha habido una evolu-

ción importante y la comunidad yucateca en general es más participativa. Sin embargo, existen

algunos factores de impacto negativo que inhiben el desarrollo económico del estado, tales como

el bajo nivel educativo de la fuerza laboral y en algunos casos de la empresarial, la falta de inno-

vación y de cultura de la calidad, tecnología y diseños obsoletos y carencia de insumos a precios

competitivos, lo que resulta en una baja competitividad de las empresas y en salarios poco remu-

nerativos e inferiores al promedio nacional. La micro y pequeña empresa del Estado no ha logra-

do consolidarse debido a problemas de comercialización, regulaciones excesivas, inadecuado

sistema de financiamiento y régimen fiscal complejo; mientras que en el comercio existen pro-

blemas de información insuficiente de mercados y competencia desleal. A su vez, en el turismo

falta definir muchos aspectos que puedan impulsarlo para lograr mejores resultados. Luego en-

tonces, es indispensable promover y fomentar el desarrollo económico sustentable del estado

para generar condiciones propicias para las actividades empresariales y productivas y mejorar el

nivel de vida de la sociedad.

1.1.5. Retos. Lo anterior significa que el estado tiene los retos siguientes para el futuro cercano:

• Promover la innovación y el desarrollo de tecnologías de manera permanente como herra-

mientas efectivas para elevar la rentabilidad de las empresas.

• Promocionar de manera efectiva, permanente y estratégica al estado como una entidad de

vanguardia y destino efectivo de inversiones que generen empleos y mejores niveles de

bienestar.

• Impulsar el desarrollo de micro, pequeñas y medianas empresas competitivas mediante la

capacitación de los empresarios y la participación de los mismos con sus comunidades.

• Contar con las condiciones suficientes de infraestructura para el desarrollo que propicien

nuevas inversiones y que éstas generen empleos bien remunerados.

• Involucrar a la sociedad en la actividad económica del estado, promoviendo una cultura em-

prendedora y de compromiso social con la entidad.

• Acompañar el crecimiento económico del estado con directrices y políticas que ordenen su

desarrollo e impulsen su despegue en beneficio de la sociedad y no mitigue el espíritu em-

prendedor.

1.1.6. Instituto Tecnológico de Mérida (ITM). Es una institución de Enseñanza Superior crea-

da en el año de 1961. En ese entonces, daba servicio a toda la región Sureste: Campeche, Q. Roo,

Chiapas, Tabasco y Yucatán con 410 alumnos en los ciclos de Secundaria Técnica, Preparación

Técnica para Trabajadores, Subprofesional, Vocacional de Ingeniería y la carrera de Ingeniería

Industrial Mecánica.

Con el paso del tiempo, la secundaria y el ciclo de agropecuaria se separaron del Instituto. A

partir de 1970, inició su proceso de consolidación y experimentó mayor crecimiento en otras

áreas de la Ingeniería y la Administración, tales como la Ingeniería Bioquímica, Ingeniería Civil,

Administración de Empresas y Administración de Empresas Turísticas, además, se incursionó en

los estudios de posgrado al abrir la Maestría en Planificación Industrial. Durante estos años in-

corporó en su esquema de trabajo el plan semestral y el sistema de créditos y fue hasta 1989 que

se realizó la separación definitiva del bachillerato, dedicándose exclusivamente a ofrecer estu-

dios de nivel superior.

Es importante señalar que el Instituto inició su operación con apoyo tripartita. En principio recib-

ía recursos del gobierno federal, del gobierno estatal y de la iniciativa privada; hasta que se fede-

ralizó completamente.

Actualmente, la educación que se ofrece en el Instituto Tecnológico de Mérida, se apoya en los

siguientes objetivos:

a) Vincular la Educación e Investigación Tecnológica con el sistema productivo de bienes y

servicios nacionalmente necesarios.

b) Elevar la calidad de la educación.

c) Mejorar la eficiencia de los servicios.

La dependencia jurídica, académica y administrativa que tiene el ITM del Sistema Nacional de

Educación Superior Tecnológica regula sus acciones.

El ITM ofrece servicios educativos de nivel superior al formar profesionistas de calidad que con-

tribuyan al desarrollo de su área de influencia. Se ofrecen dos niveles de formación:

• Licenciatura; en dos modalidades, Escolarizada y Abierta.

• Postgrado con niveles de Maestría y Doctorado.

1.2.- Atención a las necesidades sociales de formación profesional.

1.2.1. Matrícula del Instituto Tecnológico de Mérida. Podemos mencionar, basados en infor-

mación registrada en el Departamento de Planeación del Instituto, que la matrícula ha crecido

con el paso del tiempo. Desde luego que algunas carreras han crecido más que otras, pero de

manera general se registra incremento en ellas. En el caso de la carrera de Ingeniería Ambiental,

aunque ha crecido paulatinamente.

Puede agregarse que el Instituto tiene gran presencia y prestigio en el sector educativo del estado,

por tanto, siempre se ha dado que la demanda ha sido mayor que la capacidad de atención que se

tiene en cada semestre.

Tabla. Matrícula de Ing. Ambiental

Año Matrícula

2008 32

2009 83

2010 132

2011 198

Tabla. Demanda en Ing. Ambiental

Periodo Solicitantes Aceptados

A-D/2008 45 32

E-J/2009 48 29

A-D/2009 40 22

E-J/2010 15 8

A-D/2010 60 41 E-J/2011 34 14

A-D/2011 65 40

2. PERFIL DE LA CARRERA

2.1. Antecedentes. Los ingenieros ambientales deben de estar preparados para dar solución a los

problemas de contaminación del aire, del agua, del suelo, el desarrollo normativo, y la planea-

ción estratégica para la reducción de la generación de contaminantes mediante la producción de

tecnologías limpias, el cambio en los procesos, mejorando las condiciones de operación al de-

terminar la vida útil del equipo de producción; el reciclado; los tratamientos físicos, químicos,

fisicoquímicos y biológicos, nuevas medidas de confinamiento. Es necesario el arribo a nuevos

sistemas regulación que confronten de manera consistente todo el espectro de impactos ambien-

tales generados por las ramas de actividad económica que merecen atención prioritaria, lo que

permitirá tomar en consideración aspectos de productividad, posibilidades de cambio tecnológico

y eficiencia ambiental global, que nos acercaría a conciliar objetivos de protección ambiental con

los objetivos de competitividad. En este nuevo enfoque habrá que privilegiar normas que pro-

muevan el uso de tecnologías limpias, ampliando el concepto de los que actualmente se conoce

como tecnologías de control ambiental y que tiende a identificarse únicamente, por ejemplo, con

sistemas de lavado de gases, plantas de tratamiento de aguas residuales y confinamiento e incine-

ración de residuos. La tecnología ambiental debe utilizar insumos menos dañinos, la sustitución

de sustancias químicas peligrosas, utilización de mejores combustibles y reciclaje de residuos o

subproductos.

En el Estado de Yucatán se presenta un difícil panorama en materia de medio ambiente y recur-

sos naturales, por lo que hay que trabajar muy duro en la construcción de una agenda de desarro-

llo ambiental, actuando sobre cuatro vertientes elementales para la conservación y prevención

del medio ambiente y los recursos naturales, encaminando nuestras acciones a la prevención,

control y saneamiento ambiental; a la conservación y manejo de recursos naturales; a la educa-

ción ambiental y participación social y al mismo tiempo en la gestión ambiental, para que los

sectores productivos y la población adopten modalidades de producción y consumo que aprove-

chen con responsabilidad los recursos naturales y se logre la sustentabilidad ambiental indispen-

sable en la región.

En respuesta a lo anterior, se diseña una primera especialidad denominada Desarrollo Industrial

Sustentable, como rama de la Ingeniería, orientada a brindar soluciones mediante el desarrollo y

la aplicación de sistemas tecnológicos y biotecnológicos para prevenir y controlar la contamina-

ción del agua y del suelo, recursos tan frágiles dentro del ecosistema regional que requieren de

una atención inmediata, por ello que en esta primera etapa se pretenda sentar las bases ingenieri-

les para el control de la contaminación del agua subterránea, causada en gran medida por la infil-

tración de aguas negras y lixiviados producto de la degradación de la materia orgánica sin con-

trol. Otro aspecto que se proyecta atender es el del tratamiento y disposición de los residuos sóli-

dos urbanos y peligrosos, los cuales requieren de una pronta atención, por el daño que están cau-

sando al agua y el suelo, por ello que el planteamiento de la propuesta del contenido de las mate-

rias en esta rama contemple tecnologías innovadoras y limpias para el control y la eliminación de

los residuos sólidos.

2.2. Objetivo General. Formar profesionistas en Ingeniería Ambiental éticos, analíticos, críticos

y creativos con las competencias para identificar, proponer y resolver problemas ambientales de

manera multidisciplinaria, asegurando la protección, conservación y mejoramiento del ambiente,

bajo un marco legal, buscando el desarrollo sustentable en beneficio de la vida en el planeta

2.3. Perfil Profesional de la carrera de Ingeniería Ambiental.

Vincular el valor de los recursos naturales para promover su uso sustentable de acuerdo a las

necesidades de la región, mediante instrumentos de concientización, sensibilización y comunica-

ción.

Participar en el desarrollo y ejecución del protocolo de investigación básica o aplicada para la

resolución de problemas ambientales.

Elaborar, implementar y mantener sistemas de gestión ambiental.

Participar en la realización de auditorías ambientales en el sector público y privado.

Realizar diagnósticos y evaluaciones de impacto y riesgo ambiental sustentados en métodos y

procedimientos certificados conforme a los criterios Nacionales e Internacionales.

Elaborar estudios de factibilidad económica y técnica de los procesos para la prevención y con-

trol ambiental.

Proponer e innovar tecnologías para el manejo de los residuos cumpliendo la legislación ambien-

tal vigente.

Conocer y aplicar criterios de ingeniería básica y aplicada, así como de las ciencias biológicas

para el dimensionamiento, adecuación, operación, mantenimiento y desarrollo de tecnologías de

tratamiento, prevención, control y transformación de efluentes sólidos, líquidos y gaseosos con-

taminados.

Conocer y aplicar las TIC, así como sistemas computacionales o software especializados en el

área ambiental.

Ser analítico, ético, critico, y consiente de la importancia de su entorno para la vida y respetuoso

de la misma, siendo promotor del desarrollo sustentable.

Ser capaz de formar recursos humanos, realizar actividades de docencia, investigación y capaci-

tación.

Tener una actitud emprendedora y de liderazgo para interactuar con grupos multidisciplinarios e

interdisciplinarios en la búsqueda de soluciones a los problemas del deterioro del medio ambien-

te.

2.4. Campo de Trabajo. Puedes integrarte con éxito a empresas públicas o privadas, laborato-

rios de investigación, industrias extractivas, de transformación y de procesos químicos para co-

adyuvar a su transformación en industrias limpias, empresas del manejo integral de los recursos

naturales y de prevención de desastres naturales, así como en empresas de plantas de tratamiento

y control de residuos y emisiones atmosféricas, con criterios sustentables. Aún más, puede iniciar

tu propia empresa para coadyuvar en la formación de nuevos profesionales en instituciones edu-

cativas.

3. MÓDULO DE ESPECIALIDAD

Procesos para el Desarrollo Sustentable

IAME-PDS-2012-1

3.1. Introducción. En el Estado de Yucatán se presenta un difícil panorama en materia de medio

ambiente y recursos naturales, por lo que hay que trabajar muy duro en la construcción de una

agenda de desarrollo ambiental, actuando sobre cuatro vertientes elementales para la conserva-

ción y prevención del medio ambiente y los recursos naturales, encaminando nuestras acciones a

la prevención, control y saneamiento ambiental; a la conservación y manejo de recursos natura-

les; a la educación ambiental y participación social y al mismo tiempo en la gestión ambiental,

para que los sectores productivos y la población adopten modalidades de producción y consumo

que aprovechen con responsabilidad los recursos naturales y se logre la sustentabilidad ambiental

indispensable en la región.

En respuesta a lo anterior, se diseña una primera especialidad denominada Procesos para el De-

sarrollo Sustentable, como rama de la Ingeniería, orientada a brindar soluciones mediante el de-

sarrollo y la aplicación de sistemas tecnológicos y biotecnológicos para prevenir y controlar la

contaminación del agua y del suelo, recursos tan frágiles dentro del ecosistema regional que re-

quieren de una atención inmediata, por ello que en esta primera etapa se pretenda sentar las bases

ingenieriles para el control de la contaminación del agua subterránea, causada en gran medida

por la infiltración de aguas negras y lixiviados producto de la degradación de la materia orgánica

sin control. Otro aspecto que se proyecta atender es el del tratamiento y disposición de los resi-

duos sólidos urbanos y peligrosos, los cuales requieren de una pronta atención, por el daño que

están causando al agua y el suelo, por ello que el planteamiento de la propuesta del contenido de

las materias en esta rama contemple tecnologías innovadoras y limpias para el control y la elimi-

nación de los residuos sólidos.

3.-2 Objetivo de la especialidad Contribuir en la preparación de profesionistas capaces de

afrontar y resolver problemas de distribución y almacenamiento de aguas superficiales y sub-

terráneas, realizar la gestión, tratamiento y disposición de los residuos sólidos urbanos, especia-

les y peligrosos, y el análisis, evaluación y tratamiento de contaminantes en aguas residuales

domesticas e industriales y de emisiones a la atmosfera, usando las tecnologías apropiadas para

lograr disminuir o evitar la contaminación de los recursos naturales, causantes del desequilibrio

ecológico

3.2. Análisis por Asignaturas.

1.- Contaminación Sonora. Aporta al perfil. Es importante remarcar también que en esta

asignatura se establece las bases teóricas-prácticas para el desarrollo de tecnologías, su adecua-

ción o innovación, referentes al control y prevención de la contaminación sonora.

2.- Muestreo y Caracterización de Aguas. Aporta al perfil de egreso: Proporciona al estudiante

los elementos necesarios para que identifiquen los factores causantes de la contaminación del

agua, sus efectos y consecuencias sobre el ambiente. Proporciona un panorama general de la con-

taminación del agua y el papel de la Ingeniería Ambiental en su prevención y control. Generar

una visión integral para detectar y solucionar problemas ocasionados por el vertido indiscrimina-

do de aguas residuales sin tratamiento. Brinda los elementos para asumir actitudes de compromi-

so y de servicio con su entorno social, para que con creatividad e iniciativa identifique y resuelva

problemas de contaminación del agua, y busque su actualización y superación personal con espí-

ritu emprendedor

3.- Geohidrologia. Aporta al perfil de egreso: Un panorama general sobre la captación, distribu-

ción y almacenamiento de aguas superficiales y subterráneas para su mejor aprovechamiento

4.- Tecnologías de Tratamiento de Residuos. Esta materia aporta al perfil de egreso: Innovar,

mejorar y asimilar tecnologías y procesos de tratamiento de residuos para su minimización, valorización y

reincorporación socioeconómica, estabilización y eliminación

5.-Modelos de Simulación para Lodos Activados. Aporta al perfil.El propósito de este curso es

brindar una introducción al modelado y simulación de procesos biológicos de lodos activados. El

contenido y configuración del curso se ha planeado poniendo énfasis en la modelación de proce-

sos de la conversión de la materia orgánica y contaminantes biodegradables tanto estacionarios

como dinámicos, al mismo tiempo que se introduce al alumno en áreas fundamentales para

afrontar la tarea del diseño y modelado integral de procesos biológicos de lodos activados.

3.3. Distribución de las Horas Teóricas, Prácticas y Créditos de las asignaturas.

No Asignatura HT HP Créditos

1 Contaminación Sonora 3 2 5

2 Muestreo y Caracterización de Aguas 1 4 5

3 Geohidrologia 3 2 5

4 Tecnologías de Tratamiento de Residuos 3 2 5

5 Modelos de Simulación para Lodos Activados 2 3 5

Total 25

3.4. Integración de las Asignaturas del Módulo de Especialidad en la Retícula.

4. Contenido Programático de las Asignaturas del Módulo

1.- DATOS DE LA ASIGNATURA

Nombre de la asignatura: Contaminación Sonora

Carrera: Ingeniería Ambiental

Clave de la carrera: IAMB-2010-206 (IAME-PDS-2012-1)

SATCA: 3-2-5

2.- PRESENTACION

Caracterización de la asignatura

Esta asignatura es considerada “sello” de la carrera de Ing. Ambiental, pues es de carácter

integradora con la mayoría de los conocimientos adquiridos previos, como son las materias

“comunes”, y “de Ingeniería”, siendo también antecesora de las de ciencia aplicada o

denominadas de “especialidad”. Es importante señalar su estrecha interrelación con la ma-

yoría de las materias que le anteceden en la retícula de la carrera y aun mas con mate-

rias de carrera a fines como fenómenos de transporte, balances de materia, fisicoquímicas,

termodinámica, mecánica de fluidos, análisis instrumental entre otras, sin embargo, se dife-

rencia de las demás carreras en el sentido de la aplicación, enfoque y contexto que se le da, es

decir en el área ambiental. Por lo que esta asignatura tiene además un carácter de especiali-

dad en el área de las ingenieras dándole al ingeniero ambiental su identidad y sello en el

campo de la aplicación y laboral. Es importante remarcar también que en esta asigna-

tura se establece las bases teóricas-prácticas para el desarrollo de tecnologías, su adecuación

o innovación, referentes al control y prevención de la contaminación sonora.

Intención didáctica

Se organiza el temario, en 5 unidades temáticas, agrupando los contenidos conceptuales de la

asignatura en la primera unidad que facilitará el entendimiento de las demás unidades.

En la segunda unidad se abordan los principios y fundamentos de la legislación referen-

tes a la contaminación sonora, integrando tanto conceptos nuevos como previos.

La tercera unidad ya engloba las dos primeras y sigue su camino a la meta de la aplicación de

conceptos, teorías y principios de la ingeniería básica y aplicada.

La tercera unidad se deberá estudiar en detalle y profundidad pues es integrativa acerca de

varias áreas como, las matemáticas, computacional y la instrumentación. Su intención es el

desarrollo de las competencias que concierne a las instrumentales y sistémicas principalmente

por lo que se propone que sea impartida en detalle.

Las unidades cuatro y cinco se integran una con la otra pues una necesita del desarrollo de

la otra y viceversa en términos prácticos y de aplicación. Las dos unidades deberán ser liga-

das y evocar temas de análisis instrumental para su ejecución. La dos unidades son teóricas

y de seguimiento de lineamientos, normas y parámetros ingenieriles; sin embargo ambas

son más hacia la práctica, o razón de ser desde el punto de vista técnico de las activida-

des de monitoreo. El nivel de aprendizaje que quiere en estas dos últimas unidades temáticas

es desde lo básico hasta lo especifico de cada uno de los temas abordados. Los temas de dis-

positivos de control y prevención, deberán ser abordados si bien no tan a detalles sí dominar

sus principios de operación y su vínculo con los tipos de contaminación sonora y su validez de

estimación.

El enfoque sugerido para la materia requiere que las actividades prácticas promuevan el desa-

rrollo de habilidades para la experimentación, tales como: identificación, manejo y control de

variables y datos relevantes; planteamiento de hipótesis; trabajo en equipo; asimismo, propi-

cien procesos intelectuales como inducción-deducción y análisis-síntesis con la intención

de generar una actividad intelectual compleja. En las actividades prácticas sugeridas, también

es conveniente que el profesor busque sólo guiar a sus alumnos para que ellos hagan la

elección de las variables a controlar y registrar. Para que aprendan a planificar, que no plani-

fique el profesor todo por ellos, sino involucrarlos en el proceso de planeación.

La lista de actividades de aprendizaje es significativa con miras al desarrollo de competencias profesionales y en algunas prácticas al desarrollo de competencias laborales.

Se busca partir de experiencias concretas, cotidianas, para que el estudiante se acostumbre a

reconocer los fenómenos ambientales en su alrededor y no sólo se hable de ellos en el aula.

Es importante ofrecer escenarios distintos, ya sean construidos, artificiales, virtuales o natura-

les.

En el transcurso de las actividades programadas es muy importante que el estudiante aprenda

a valorar las actividades que lleva a cabo y entienda que está construyendo su hacer futuro y

en consecuencia actúe de una manera profesional; de igual manera, aprecie la importancia

del conocimiento y los hábitos de trabajo; desarrolle la precisión y la curiosidad, la puntua-

lidad, el entusiasmo y el interés, la tenacidad, la flexibilidad y la autonomía.

3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR

Competencias específicas Competencias genéricas:

Conocer y aplicar los conceptos y funda-

mentos teóricos-prácticos de las

ciencias de la ingeniería, y relacionar estos

para proponer tecnologías, métodos y técni-

cas para el muestreo de contaminantes con

un enfoque de cultura responsable de la ca-

lidad ambiental y salud pública, así como

en la prevención, control de contaminantes

sonoros desde fuentes fijas y móviles.

Competencias instrumentales

• Capacidad de análisis y síntesis

• Capacidad de organizar y planificar

• Conocimientos generales básicos

• Conocimientos básicos de la carrera

• Comunicación oral y escrita en su propia

lengua

• Conocimiento de una segunda lengua

• Habilidades básicas de manejo de la

computadora

• Habilidades de gestión de información

(habilidad para buscar y analizar in-

formación proveniente de fuentes diver-

sas

Competencias sistémicas • Capacidad de aplicar los conocimientos

en la práctica • Habilidades de investigación

• Capacidad de aprender

• Capacidad de adaptarse a nuevas situacio-

nes

• Liderazgo

• Habilidad para trabajar en forma autóno-ma

• Preocupación por la calidad

• Búsqueda del logro

4.- HISTORIA DEL PROGRAMA

Lugar y fecha de

Elaboración o revisión

Participantes Observaciones

(cambios y justificación)

5.- OBJETIVO GENERAL(ES) DEL CURSO

Conocer y aplicar los conceptos y fundamentos teóricos-prácticos de las ciencias de la inge-

niería y relacionar estos para proponer tecnologías, métodos y técnicas para el muestreo de

contaminantes sonoros con un enfoque de cultura responsable de la calidad ambiental y salud

pública, así como en la prevención, control, y tratamiento de contaminantes sonoros des-

de fuentes fijas y móviles.

6.- COMPETENCIAS PREVIAS

• Manejo de equipos e instrumentos de laboratorio.

• Leer y comprender textos científicos.

• Establecer adecuadamente las ecuaciones matemáticas necesarias para cada sis-tema.

• Conocer y manejar funciones estadísticas

• Conocer y manejar propiedades de logaritmos.

• Conocer los fundamentos fisicoquímicos de la atmósfera.

• Conocer y aplicar los conceptos de masa, presión, temperatura, velocidad y fenómenos relacionados al transporte de calor y energía y mecánica de fluidos.

• Conocer y aplicar conceptos de toxicología de contaminantes.

• Manejar temas básicos y aplicados de matemáticas.

• Conocer y aplicar los términos y conceptos de ingeniería básica.

• Conocer e identificar los pasos del método científico.

7. TEMARIOS

Unidad Temas Subtemas

1. Introducción 1.1 Que es el sonido

1.2 Características del sonido.

1.3 Propagación del sonido

1.4 Que es el ruido.

1.5 Tipos de ruido

1.6 Identificación de fuentes de ruido

1.7 Efectos del ruido

2. Legislación 2.1 Ley General del Equilibrio Ecológico y

Protección al Ambiente

2.2 Ley de Protección al Ambiente Estatal

2.3 Reglamento de Protección al Ambiente

Municipal

2.4 Normas Oficiales Mexicanas

2.5 Normas Mexicanas

2.6 Normas Internacionales

3. Terminología, parámetros y equipo de

medición del ruido

3.1. Ruido industrial

3.1.1 Fuentes fijas

3.1.2 Fuentes móviles

3.2. Ruido ambiental

3.3. Equipo de medición

3.3.1. Sonómetros

3.3.2. Dosímetros

4. Monitoreo de ruido industrial 4.1. Exposición al ruido.

4.2. Medición de ruido permanente 4.3. Medición de ruido impulsivo 4.4. Medición de dosis de ruido

4.5 Calibración de equipo

4.6. Informe de medición

5. Monitoreo de ruido ambiental 5.1. Propagación de ruido ambiental

5.1.1. Factores que afectan la propagación

del ruido ambiental

5.2. Medición del ruido ambiental

5.4. Calibración de equipo

4.5. Informe de medición

4.6. Software para medición de ruido

ambiental

8. SUGERENCIAS DIDÁCTICAS (desarrollo de competencias genéricas) • Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumen-

tado de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes.

• Realiza, de manera individual, mapas conceptuales en los que interrelaciona los con-ceptos revisados en clase a lo largo de todo el curso.

• Elabora reportes de medición grupales en los que analiza los resultados obtenidos du-

rante el monitoreo y los correlaciona con la normatividad aplicable.

• Contrasta sus conocimientos mediante la resolución de evaluaciones escritas elaboradas por el facilitador al finalizar cada uno de los temas de estudio, con su correspondiente retroalimentación.

• Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas

fuentes a lo largo de toda la asignatura mediante la asignación de trabajos de investi-

gación tanto individuales como grupales.

• Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asig-

natura mediante la designación de actividades que incluyan forzosamente la utiliza-

ción de estas herramientas. Ej. Durante la cuarta y quinta unidad se propone la

realización de prácticas que cuyo producto sea la realización de un estudio de

medición sonora mediante el uso de equipo.

• Llevar a cabo actividades que promuevan el desarrollo de habilidades para la experi-

mentación, tales como: observación, identificación manejo y control de variables y da-

tos relevantes, planteamiento de hipótesis, de trabajo en equipo. Ej. Desde la tercera

unidad en adelante se propone la realización de prácticas de campo cuyo objetivo

es el integrar y usar sus conocimientos de ingeniería ambiental dentro y fuera del

ámbito de la clase o escuela.

24

9. SUGERENCIA DE EVALUACIÓN

• Rúbrica de evaluación de prácticas de campo.

• Rúbrica de evaluación de exámenes escritos.

• Evaluación y autoevaluación de diagramas con base en exposición, discusión grupal y rúbrica.

• Portafolio de evidencias con las prácticas de campo realizadas.

• Evaluaciones escritas de cada una de las unidades temáticas en las que se refleje la comprensión de los conceptos teóricos analizados. CRITERIOS / COMPETENCIAS

• Exposiciones individuales y grupales.

• Trabajos de investigación y ensayos.

• Análisis de artículos técnico científicos.

• Trabajos de investigación en grupo.

• Reportes de prácticas en campo.

• Reportes de visitas industriales.

• Evaluar su competencia de trabajar en equipo ó en forma autónoma, así como de ex-presar sus ideas, describir los conceptos, y criticar las ideas de los demás durante los coloquios de discusión.

• Durante el curso se le pedirán en las diferentes unidades también como evidencias a

entregar serán: los mapas mentales y conceptuales, reportes de prácticas, resúmenes,

exámenes escritos, presentaciones en power point u otra herramienta.

10. UNIDAD DE APRENDIZAJE

UNIDAD I Introducción

Competencia específica a desarrollar Actividades de aprendizaje

Conocer, comprender y aplicar los fun-

damentos y las características sobre el

sonido y el ruido.

La propagación del sonido y los efectos

del ruido.

• Buscar en diferentes fuentes de

información los componentes y

características del sonido. Apoyando

su búsqueda con videos o documen-

tales acerca de los

componentes del sonido.

• Realizar una exploración de campo

en su institución o localidad para

identificar las diferentes fuentes de

contaminación sonora que existen.

• Tomar fotos o videos de la explora-

ción de campo y realizar mesas de

discusión de las evidencias o infor-

mación captada del punto anterior.

25

UNIDAD II Legislación


Conocer y aplicar la legislación y nor-

matividad vigente en referencia a emi-

siones, muestreo y control de contami-

nantes sonoros.

Conocer trámites gubernamentales refe-

rentes a la contaminación sonora

• Buscar en diferentes fuentes de in-

formación las leyes, normas y re-

glamentos de contaminación sono-

ra. Apoyando su búsqueda con vi-

deos o documentales.

Formar equipos de trabajo para

analizar una problemática ambien-

tal en materia de contaminación

sonora en su localidad y proponer

alternativas de solución.

UNIDAD III Terminología, parámetros y equipo de medición del ruido


Comprender y analizar la terminología

utilizada en la contaminación sonora.

Comprender y analizar los parámetros

utilizados en la contaminación sonora Conocer los equipos de medición sonora

y analizar cómo se utilizan dependien-

do de la fuente sonora

• Buscar en libros y artículos cientí-

ficos temas referentes a la contami-

nación sonora identificando la termi-

nología empleada y realizar mesas

de discusión para su análisis

• Buscar en libros y artículos cientí-

ficos temas referentes a la contami-

nación sonora identificando los

parámetros empleados y realizar me-

sas de discusión para su análisis

Buscar en internet información

técnica sobre los diferentes equipos

de medición sonora y establecer sus

diferencias tecnológicas

Realizar un ensayo escrito sobre

parámetros implicados en la con-

taminación sonora en fuentes fijas

y moviles.

Discutir en grupo las características,

funcionalidad y limitaciones

de los equipos de medición sonora.

26

UNIDAD IV Monitoreo de ruido industrial


• Conocer el concepto de monitoreo por ruido industrial y comprenderá

el objetivo de este. • Establecerá la diferencia entre ruido

permanente y ruido impulsivo.

• Adquirir y aplicar conocimientos de

las técnicas y/o métodos para apren-

der a realizar de los diferentes tipos

de fuentes de emisión; de acuerdo a

la normatividad vigente.

• Proponer estrategias teórico- practi-

cas para minimizar emisiones at-

mosféricas tanto de fuentes fijas co-

mo móviles

• Conocer los criterios para

el monitoreo de ruido industrial

• En forma individual buscar vía inter-

net los diferentes estudios de ruido

industrial de la localidad, estado o

país. Identificar los objetivos de los

estudios y como fueron desarrolla-

dos.

• Realizar visitas a dependencias gu-

bernamentales para conocer sus pro-

gramas de monitoreo sonoro.

• En Las dependencias gubernamentales Identificar las actividades que se desempeñan, equipos utilizados, sis-temas de computo y análisis que se realizan, costos de mantenimiento.

• De las visitas a dependencias gu-bernamentales discutir grupalmente y coordinado con el profesor los hallazgos e información obtenida.

Presentar en grupo un trabajo escrito

final acompañado de una presenta-

ción visual sobre los criterios de ope-

ración, ubicación, equipos, normas y

lineamientos ambientales Nacionales

que se deben considerar para monito-

rear ruido industrial. El trabajo de-

berá dar respuesta a las preguntas :

¿por que monitorear? ¿Qué monitore-

ar? Y ¿Cómo monitorear?

27

UNIDAD V Monitoreo de ruido Ambiental


Conocer el concepto de monitoreo de ruido ambiental y

comprenderá el objetivo de este. • Conocerá la propagación del ruido

ambiental y los factores que lo afec-tan.

• Adquirir y aplicar conocimientos

de las técnicas y/o métodos para

aprender a realizar monitoreos de

ruido ambiental; de acuerdo a la

normatividad vigente. • Proponer estrategias teórico- practi-

cas para minimizar emisiones so-

noras en el ambiente • Conocer los criterios para el moni-

toreo de ruido ambiental

En forma individual buscar vía in-

ternet los diferentes estudios de mo-

nitoreo de ruido ambiental de la lo-

calidad, estado o país. Identificar los

objetivos de los monitoreos y como

fueron desarrollados. • Realizar visitas a dependencias gu-

bernamentales para conocer sus pro-

gramas de monitoreo ambiental.

En Las dependencias gubernamenta-les Identificar las actividades que se desempeñan, equipos utilizados, sis-temas de computo y análisis que se realizan, costos de mantenimiento.

• De las visitas a dependencias gu-

bernamentales discutir grupalmente y coordinado con el profesor los hallazgos e información obtenida.

Presentar en grupo un trabajo escrito

final acompañado de una presenta-ción visual sobre los criterios de ope-ración, ubicación, equipos, normas y lineamientos ambientales nacionales que se deben considerar para monito-rear ruido industrial. El trabajo de-berá dar respuesta a las preguntas : ¿por que monitorear? ¿Qué monito-rear? Y ¿Cómo monitorear?

En forma grupal buscar en internet

software (demos) para monitoreo de

ruido ambiental y presentarlos en cla-

se para su discusión.

28

11. FUENTE DE INFORMACION

1.- http://www.semarnat.gob.mx/leyesynormas/Pages/leyesfederales.aspx

2.-LEY GENERAL DEL EQUILIBRIO ECOLOGICO Y LA PROTECCION AL AM-

BIENTE LEY PUBLICADA EN EL DIARIO OFICIAL DE LA FEDERACION EL 28

DE ENERO DE 1988 TEXTO VIGENTE ULTIMA REFORMA PUBLICADA DOF

01 06 2012

3.- http://www.seduma.yucatan.gob.mx/

4. Henry, J. G, y Heinke, G. W. (1999).“Ingeniería ambiental”, 2da. Edición. Ed. Prenti-

ce Hall. Mexico, D. F.

5. Mugica, A. V y Figueroa L. J. (1996). “Contaminación Ambiental Causas y efec-

tos”.

Universidad Autónoma Metropolitana. México, D. F.

6. Normas Oficiales Mexicanas (NOM´s).

7.- Liu David H.F. and Lipták Béla G. 1999. Environmental Engineers Handbook, Second Edition. Lewis Publishers. International Standard Series Number 1523-3197.

8.- Estudio de Ruido. Secretaría de Ecología. Gobierno del Estado de Yucatán. 2000

9.-Instituto Mexicano del Seguro Social, Jefatura de Conservación. 1975. Manual Básico

para Control de Ruido. Serie de Saneamiento Ambiental.

10.- Norma Mexicana NMX-AA-62-1979 Acústica- Determinación de los niveles de ruido

ambiental. México DF 10 de Noviembre de 1978.

11.-Norma Oficial Mexicana “Clasificación de Ruidos”. DGN: AA-40-1976.

12.- Pacheco Ávila, Julia y Pérez Sánchez, María M., 1993. El ruido en la Ciudad de Méri-

da, Yucatán. Artículo publicado en la Revista de la Sociedad Mexicana de Ingeniería

Sanitaria y Ambiental.

13.-Organización Mundial de la Salud (OMS). “Guidelines for Community Noise” (http://www.who.int/peh/noise/noiseindex.html). Ginebra, 1999.

14.- Norma Oficial Mexicana NOM-081-SEMARNAT-1994.

15.- Norma Oficial Mexicana NOM-011-STPS-2001

16.- Bruel & Kjaer. Ruido Ambiental. Copyright © 2000 Brüel &Kjær Sound & Vibration

Measurement A/S.

17.- POLÍTICA FUTURA DE LUCHA CONTRA EL RUIDO. LIBRO VERDE DE LA

COMISION EUROPEA. Bruselas 1996

18.- Versión Demo de Custic. Software para evaluar la contaminación acústica. Canarina-

www.canarina.com

http://www.semarnat.gob.mx/leyesynormas/Pages/leyesfederales.aspx

http://www.seduma.yucatan.gob.mx/

http://www.who.int/peh/noise/noiseindex.html

29

12. PRACTICAS PROPUESTAS • Mediante un centro de monitoreo sonoro didáctico realizar un monitoreo sonoro en su

escuela considerando parámetros básicos y relacionarlo con los conceptos aprendi-dos.

• Buscar en fuentes bibliográficas o artículos tecno-científicos datos de mediciones o

muestreos en campo (ciudad) de parámetros implícitos en modelos o software

de contaminación sonora. Estudio de la dispersión de contaminantes por medio del

uso de Software

• Realizar visitas a empresas o industrias que usen alguna tecnología para el control de la contaminación sonora e identificar sus partes y funcionalidad.

• Desarrollo de proyecto de un caso de estudio de emisión sonora.

• Revisar y catalogar por orden de gobierno trámites y obligaciones gubernamentales en materia de control de la contaminación sonora.

• Realizar como ensayo trámites gubernamentales en materia de contaminación so-

nora o de cumplimiento de la legislación ambiental.

30


Nombre de la asignatura: Muestreo y Caracterización de Aguas



SATCA: 1-4-5

2.- PRESENTACIÓN

Caracterización de la asignatura.

Esta asignatura proporcionará al estudiante los elementos necesarios para que identifique los

factores causantes de la contaminación del agua, sus efectos y consecuencias sobre el ambien-

te.

Proporcionar un panorama general de la contaminación del agua y el papel de la Ingeniería

Ambiental en su prevención y control.

Generar una visión integral para detectar y solucionar problemas ocasionados por el vertido

indiscriminado de aguas residuales sin tratamiento.

Brindar los elementos para asumir actitudes de compromiso y de servicio con su entorno so-

cial, para que con creatividad e iniciativa identifique y resuelva problemas de contaminación

del agua, y busque su actualización y superación personal con espíritu emprendedor

Intención didáctica :

En esta asignatura se incluyen tres unidades, abordándose en la unidad uno conceptos básicos

del agua, su distribución, y la normatividad que regula su uso y descarga.

En la unidad uno se integran actividades de investigación sobre el marco conceptual, orientan-

do al estudiante al análisis y comprensión de la información, mediante la aportación de ejem-

plos prácticos por parte del estudiante con la guía del facilitador.

Respecto a la unidad dos, en ella se abordan los conceptos de la caracterización de las aguas

claras y la descripción de los parámetros analíticos: físicos, químicos y biológicos. Es impor-

tante que el alumno reconozca la clasificación de los análisis mediante la comprensión de sus

principios. Además en esta unidad se define el muestreo enfocándolo a las aguas claras, to-

mando de referencia los procedimientos normativos y haciendo un análisis del mismo con

ejemplos prácticos en la clase con participación del estudiante mediante preguntas de razona-

miento por parte del facilitador, para que pueda identificar las razones de aplicar un determi-

nado método.

En la unidad tres se describen los métodos analíticos para determinar las características de las

aguas residuales definiendo los objetivos del mismo, así como la interpretación de los resulta-

dos analíticos, por lo que es importante que el alumno investigue los métodos analíticos en la

que podrá identificar el fundamento de análisis, su procedimiento, el objetivo de aplicación,

los valores típicos o recomendados de acuerdo a criterios establecidos para su interpretación,

31

de manera que se dimensione la magnitud del problema y la responsabilidad que representan

las aguas residuales.

El estudiante debe desarrollar la capacidad de seguir procedimientos analíticos, manejo de

equipo e instrumentos y de interpretación en los resultados obtenidos para que aplique crite-

rios de selección de mejores alternativas de remoción de los contaminantes del agua residual.

El profesor brindará los fundamentos teóricos de cada unidad temática, asegurándose de refor-

zarlos con trabajo de campo y laboratorio. Los reportes que los alumnos generen de estas acti-

vidades deberán reflejar el entendimiento del problema que representa el agua residual.



Conocer los métodos de muestreo y caracte-

rización de las aguas claras y residuales, y

cuantificar sus contaminantes y la normativi-

dad aplicable para sus análisis e interpreta-

ción.




• Conocimientos generales básicos


• Comunicación oral y escrita en su

propia lengua

• Habilidades de gestión de información

(habilidad para buscar y analizar informa-

ción proveniente de fuentes diversas

• Solución de problemas

• Toma de decisiones.

Competencias interpersonales

• Trabajo en equipo.

• Habilidades interpersonales.

• Capacidad de trabajar en equipo

interdisciplinario.

• Capacidad de comunicarse con

profesionales de otras áreas.

• Apreciación de la diversidad y

multiculturalidad.

• Habilidad para trabajar en un

ambiente laboral.

• Compromiso ético

Competencias sistémicas

• Capacidad de aplicar los conocimientos en

la práctica.

• Habilidades de investigación.

• Capacidad de aprender.

• Capacidad de adaptarse a nuevas situaciones

• Capacidad de generar nuevas ideas

32


Lugar y fecha de




Instituto Tecnológico de

Mérida.

Del 22 al 26 de Octubre

de 2012

Guadalupe Valladares Gamboa

Rubén Flores Bagundo

Reunión de Academia de

Ingeniería Ambiental para

el Diseño e Innovación Cu-

rricular para la formación y

desarrollo de competencias

profesionales del módulo de

especialidad de la carrera

de Ingeniería Ambiental

5.- OBJETIVO GENERAL(ES) DEL CURSO.

Conocer los métodos de muestreo y caracterización de las aguas claras y residuales, y cuantifi-

car sus contaminantes y la normatividad aplicable para sus análisis e interpretación.

6.- COMPETENCIAS PREVIAS :

•Manejar hábilmente materiales de laboratorio y reactivos químicos.

• Manejo de equipos e instrumentos de laboratorio.

• Preparar y estandarizar soluciones químicas.

• Calcular la composición de una muestra utilizando fórmulas y datos analíticos.

• Interpretar resultados analíticos con referencia a criterios establecidos.

• Leer y comprender textos científicos.

• Conocer diagramas de flujo de procesos y su simbología.

7. TEMARIOS


1 Introducción

Generalidades del agua

Disponibilidad y distribución geográfica del

agua

Captación y suministro.

Usos del agua.

Origen de las aguas y aguas residuales.

33

MARCO LEGAL DE AGUAS

Ley de Aguas Nacionales

Reglamento de la Ley de Aguas Nacionales

Normatividad vigente.

Normas Mexicanas

Normas Oficiales Mexicana

2 Caracterización de aguas claras Parámetros de caracterización de las aguas

claras

Técnicas de muestreo

Muestreo y preservación.

Métodos físico-químicos

Métodos bacteriológicos.

3 Caracterización de aguas residuales Parámetros de caracterización de las aguas

residuales

Técnicas de Muestreo de Aguas Residuales

Muestreo y preservación.

Métodos físico-químicos

Métodos bacteriológicos

8. SUGERENCIAS DIDÁCTICAS (desarrollo de competencias genéricas)

Búsqueda y selección en fuentes de información diversas

Investigación documental sobre los diversos procesos biológicos de tratamiento existen-

tes

Elaboración y presentación de reportes

Análisis de artículos técnico-científicos relacionados con la aplicación de procesos bio-

lógicos al tratamiento de las aguas residuales, preferentemente en otro idioma

Uso de software didáctico

Prácticas de laboratorio y de campo en equipos de trabajo

Visitas industriales

Visitas a laboratorios de investigación

Asistir a diversos eventos académicos y científicos, que difundan la importancia de la

aplicación de los sistemas de tratamiento biológico de aguas residuales

Organizar eventos con la participación de profesionistas externos

34


Aplicar un examen diagnóstico para conocer el nivel de conocimientos básicos de los

estudiantes

Establecer los acuerdos, profesor-estudiante, de los criterios de evaluación que regirán a

los largo del curso.

Participar en clase.

Exponer los temas de investigación bibliográfica.

La evaluación de la asignatura debe ser objetiva; las sugerencias de evaluación del programa

pueden ser divididas en participación y evaluación escrita.

La participación activa puede incluir los análisis grupales de artículos científicos pre-

viamente investigados por el alumno, trabajos de investigación y solución de ejercicios.

La evaluación escrita, es un examen por unidad para comprobar el manejo de aspectos

teóricos y declarativos, formulado de acuerdo al contenido del programa y la profundi-

dad del tema analizado en clase; el alumno debe tener el tiempo suficiente para resolver-

lo.

Las prácticas de laboratorio deben ser evaluadas con: asistencia, realización de la práctica,llena-

do de bitácora de laboratorio y reporte escrito con estructura definida.

El alumno debe cumplir con el reglamento del laboratorio, la asistencia, participación activa

durante la práctica, llenado de bitácora de laboratorio y entrega del reporte de la práctica en

medio electrónico. A continuación se mencionan algunos instrumentos de evaluación aplica-

bles:

• Rúbrica de evaluación de desempeño y reporte de prácticas de laboratorio, prácticas de campo

y visitas industriales.

• Rúbrica de evaluación de exámenes escritos.

• Autoevaluación de los mapas conceptuales con base en la discusión grupal y rúbrica.

• Rúbrica de revisión de ejercicios.

• Rúbrica de evaluación de exposiciones orales.

• Carpeta de evidencias sobre cumplimiento de tareas y ejercicios.

• Rúbrica de exposición de temas.

• Considerar el desempeño integral del alumno.

• Realizar investigaciones sobre temas específicos, haciendo un análisis y evaluación

35


UNIDAD I : INTRODUCCIÓN


El alumno revisará los principios y aspec-

tos generales de los diversos niveles de

tratamiento de las aguas residuales y de la

normatividad aplicable a las mismas, re-

frendando los conocimientos adquiridos en

los cursos anteriores de tratamiento de

aguas.

Realizar trabajos de investigación sobre

los diversos niveles de tratamiento apli-

cados a las aguas claras y residuales

Realizar una revisión de la normatividad

aplicable al tratamiento de las aguas resi-

duales, discutiendo en grupo los aspectos

fundamentales

Revisar artículos técnicos y científicos

relacionados con el tratamiento de aguas

UNIDAD 2: CARACTERIZACIÓN DE AGUAS CLARAS

Objetivo Educacional Actividades de Aprendizaje

El alumno conocerá los métodos de mues-

treo, y preservación de las aguas claras,

asimismo aprenderá las técnicas para la

determinación de los parámetros para la

caracterización de aguas claras.

Investigar los principales parámetros que

intervienen en la determinación de la ca-

lidad del agua.

Realizar prácticas de laboratorio (deter-

minación de los parámetros indicadores

de la calidad del agua).

Revisar artículos técnico-científicos rela-

cionados con el tema

Realizar visitas a plantas de agua potable,

y los laboratorios de la Comisión Nacio-

nal del Agua, en donde se aplique estas

técnicas.

36

Elaborar reportes de prácticas, rea-

lizando una investigación sobre el tema y

efectuando el análisis de los resultados y

la comparación con la normatividad apli-

cable.

Aprender a analizar, evaluar y discutir

sus resultados.

Investigar bibliográficamente y por In-

ternet, sobre la composición y pro-

piedades de las aguas claras.

Participar en clase dando ejemplos de

plantas potabilizadoras y purificadoras

utilizadas en el país y en su entidad fede-

rativa y municipio.

Elaborar un reporte de la visita a una

planta potabilizadora

Determinar los parámetros de control y

efectuar los cálculos para el control del

agua en una piscina.

UNIDAD 3: CARACTERIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES

El alumno conocerá los métodos de mues-

treo, y preservación de las aguas residua-

les, asimismo aprenderá las técnicas para

la determinación de los parámetros para la

caracterización de aguas residuales.

Investigar sobre los principales pará-

metros indicadores de la contaminación

del agua.

Realizar prácticas de laboratorio (deter-

minación de los parámetros indicadores

de la contaminación del agua).

Revisar artículos técnico-científicos rela-

cionados con el tema.

37

Realizar visitas a plantas de aguas resi-

duales, en donde se aplique estas técni-

cas.

Elaborar reportes de prácticas, realizando

una investigación sobre el tema y efec-

tuando el análisis de los resultados y la

comparación con la normatividad aplica-

ble.

Aprender a analizar, evaluar y discutir

sus resultados.

Investigar bibliográficamente y por In-

ternet, sobre la composición y propieda-

des de las aguas residuales según la fuen-

te de generación.

Participar en clase dando ejemplos de

plantas de tratamientos de aguas residua-

les utilizadas en el país y en su entidad

federativa y municipio.

Elaborar un reporte de la visita a una

planta de aguas residuales.


1. Ramalho, R. S.

Tratamiento de aguas residuales

Editorial Reverté

2. Metcalf & Eddy

Ingeniería de las aguas residuales

Editorial Mc Graw Hill

3. Nalco

Manual del Agua


38

4. Winkler M. A.

Tratamiento biológico de aguas de desecho

Editorial Limusa

5. Fair-Geyer-Okun

Abastecimiento de agua y remoción de aguas residuales

Editorial Limusa

6. Eckenfelder, Wesley

Industrial Water Pollution Control


7. Martínez Delgadillo, Sergio A.

Parámetros de diseño de sistemas de tratamiento de aguas residuales

UAM. México.

8. Artículos científicos sobre tratamiento biológico de aguas residuales

9. Normas Oficiales Mexicanas

10. Normas Técnicas Mexicanas

11. APHA,

12. Ley de Aguas Nacionales y su Reglamento

12. PRÁCTICAS

Análisis Gravimétrico

Sólidos y Sales Disueltas, en todas sus formas

Grasas y Aceites

Sulfatos

Análisis Volumétricos

DurezaTtotal

Cloruros

Oxígeno Disuelto

Demanda Bioquímica de Oxigeno

Demanda Química de Oxigeno

39

Sustancias Activas al Azul de Metileno (SAAM)

Nitrógeno Total y Amoniacal

Análisis Potenciométrico

pH

Conductividad Eléctrica

Color

Turbidez

Temperatura

Fósforo

Nitrógeno de Nitritos

Nitrógeno total (Kjeldhal)

Parámetros Biológicos

Coliformes Totales

Coliformes Fecales

40

1.- Datos generales de la asignatura

Nombre de la asignatura: Geohidrología



SATCA: 3-2-5

2.- Presentación Caracterización de la asignatura

Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero Ambiental las bases de entendimiento de los procesos de captación, distribución y

almacenamiento de las aguas superficiales y subterráneas, para aplicarlo en el diseño, selección, adaptación y evaluación de tecno-

logías que permitan el aprovechamiento sustentable de este recurso renovable.

Dentro de las aportaciones centrales, se explica la distribución y disponibilidad de este recurso, su captación y su vulnerabilidad y

de los tipos de obras obra su captación y su distribución.

Para integrarla se requiere de hacer una revisión de los conocimientos básicos de cálculo diferencial e integral, de los principios

básicos de la termodinámica, del balance de materia y energía principales procesos de la mecánica de fluidos, aspectos que tienen

una mayor aplicación en el quehacer del Profesional del Ingeniero ambiental.


Se organiza el temario en cinco unidades, en la primera de ellas se identifican, se hace un a revisión de la distribución y disponibi-

lidad del recurso agua, así como los mecanismos para su captación y almacenamiento y los procesos de contaminación de este

recurso. En la segunda unidad se hace una revisión delas distintas obras para su captación y almacenamiento para su posterior

distribución.

En la tercera unidad se revisa el abastecimiento de recurso agua y de la infraestructura para contenerla y potabilizarla. En la cuarta

unidad se realiza identificación, análisis y al interpretación de planos. En la última unidad se revisan los diversos recursos hidráu-

licos a nivel de ríos, estuación y costeros

3.- Competencias a desarrollar

• Identificar, comparar y analizar los aspectos de la hidrología

y los acuíferos someros y subterráneos .

• Describir, comparar y analizar las diversas Instalaciones

hidráulicas.

• Interpretar y analizar los diferentes reservorios de cuerpos de

agua los procesos de potabilización.

• Identificar y analizar los planos de construcción de infraes-

tructura hidráulica.

• Identificar y comparar los criterios de clasificación de los

fenómenos hidráulicos.





• Comunicación oral y escrita

• Habilidades básicas de manejo de la

computadora

• Habilidad para buscar y analizar

información proveniente de fuentes

diversas

• Solución de problemas

• Toma de decisiones.


• Capacidad crítica y autocrítica

• Trabajo en equipo

• Habilidades interpersonales


• Capacidad de aplicar los

conocimientos en la práctica

• Habilidades de investigación

• Capacidad de aprender

• Capacidad de generar nuevas

ideas (creatividad)

• Habilidad para trabajar en forma

autónoma

41

• Búsqueda del logro

4.- Historia del programa Lugar y fecha de elaboración Participantes Observaciones

(Cambios y justificaciones

)

Instituto Tecnológico de Mérida M. en I. Guadalupe E. Valladares Gamboa

M. C. Rubén Flores Bagundo

I.Biq. José Benigno Escamilla

Biol, José Humberto Álvarez Hernández

5.- Objetivo General del Curso

Capacitar recursos humanos en la captación, distribución y almacenamiento de aguas

superficiales y subterráneas.

6.- Competencias previas

• Comprender los fundamentos básicos de las matemáticas.

• Comunicar en forma oral y escrita en su propia lengua y comprende textos en otro idioma.

• Manejar software básico para procesamiento de datos y elaboración de documentos.

• Reconocer los elementos del proceso de la investigación.

• Conocer conceptos básicos de diversos recursos hidráulicos a nivel de ríos, estuación y coste-

ros

7.- Temario del Curso


I

Hidrología

1.1. Disponibilidad y distribución geográfica

del agua en el planeta.

1.2. Captación y suministro.

1.3. Contaminación de agua subterránea.

1.3.1. Vulnerabilidad de acuíferos.

1.3.2. Hidrología subterránea.

1.3.3. Trazado del agua subterránea.

1.3.4. Hidrología isotópica.

1.3.5. Prospección hidrogeológica.

1.3.6. Temas selectos de hidrología

II

Obras hidráulicas

2.1. Tipos de obras

2.2. Captación de recursos

2.3. Distribución de recursos

III

Geohidrología

3.1. Abastecimiento de agua potable

3.2. Tipos de estaciones: contenerizadas, modu-

lares, potabilizadoras

3.3. Presas de almacenamiento

3.3.1. Tipos

3.3.2. Lineamientos

IV Interpretación de planos 4.1. Nomenclatura

42

4.2. Simbología

4.3. Interpretación

V Recursos fluviales y maríti-

mos

5.1. Fenómenos hidráulicos en costas, cauces y

estuarios.

5.2. Importancia

5.3. Estudio

8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS (desarrollo de competencias genéricas)

• Realizar al inicio del curso, una visita al centro de Información de la Institución para orientar

a los estudiantes en la búsqueda de material relacionado con la asignatura.

• Inducción a la investigación documental actualizada, de campo o experimental, trabajando en

forma individual y en equipos (desarrollar la inducción, deducción, síntesis y análisis para fo-

mentar las cualidades de investigación.

• Fomentar el uso de la tecnología de información, particularmente consultando material dis-

ponible en Internet sobre el contenido del curso y que tenga respaldo científico.

• Fomentar foros para la exposición y discusión en clase de artículos científicos e información

de otros tipos fuentes (libros, reportes, notas periodísticas, entre otras)

• Realizar talleres de solución de problemas (desarrollar la inducción, deducción, síntesis y

análisis para fomentar las cualidades de investigación).

• Participación en seminarios (discutir en grupos para intercambiar ideas argumentadas así co-

mo analizar conceptos y definiciones).

• Fomentar el uso de información en un segundo idioma.

• Propiciar el trabajo en equipo.

• Gestionar la vinculación con el campo laboral por medio de visitas a diversos sectores.

• Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de inducción-deducción y

análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigación, la aplicación de conocimientos

y la solución de problemas.

• Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la expe-

rimentación, tales como: observación, identificación manejo y control de variables y datos re-

levantes, planteamiento de hipótesis, de trabajo en equipo. Por ejemplo realizar un ejercicio

sencillo que integre temas de diversas asignaturas relacionadas con una situación donde se apli-

que la Geohidrología para comprender y aplicar el método científico, en donde el alumno pro-

ponga una hipótesis y utilizando las etapas del método científico pueda comprobarla.

• Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente; así como con

las prácticas de una ingeniería con enfoque sustentable. Por ejemplo realizar prácticas de campo

que permitan relacionar la presencia de diferentes especies con el cuidado del medio ambiente y

la sustentabilidad del mismo.

• Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional Por ejemplo

realizar una visita de campo y observar las diversas Instalaciones.

• Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para desarro-

llar una visión interdisciplinaria en el estudiante.

9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN

La evaluación debe ser continua y formativa por lo que se debe considerar el desempeño en

cada una de las actividades de aprendizaje, haciendo especial énfasis en:

• Reportes escritos y exposición oral de las actividades de investigación y experimentales.

43

• Solución de problemas.

• Participación en eventos académicos.

• Exámenes escritos para comprobar el manejo de aspectos teóricos y declarativos.

• Evaluación oral y escrita, exposiciones, trabajos, reporte de prácticas.

• Elaboración de planos .

• Analizar artículos técnicos científicos con arbitraje internacional.

• Reconocimiento básico de la infraestructura hidráulica.

• Realizar un reporte de una visita de campo y observar las especies predominantes, analizar y

suponer el por qué de su presencia.

• Realizar un ejercicio sencillo para comprender los planos Hidráulicos y el diseño de los.

10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE

Unidad I. Hidrología Competencia especifica a desarrollar Actividades de Aprendizaje

• Identificar, comparar y

analizar la distribución del agua en el planeta, la prospección

hidrológica, su trazado y contaminación

• Inducción a la investigación documental actualizada y de

campo o experimental

• Búsqueda de material disponible en Internet sobre el conteni-

do del curso .

• Exponer y discutir la información sobre efluentes.

• Solución de problemas en talleres y en clase

Unidad II. Obras Hidráulicas Competencia especifica a desarrollar Actividades de Aprendizaje

Describir, comparar las obras hidráulicas existentes en Mexico

y el mundo

• Inducción a la investigación documental

referente al tema.


do del curso y que tenga respaldo científico.

• Exponer y discutir la existencia de la infraestructura hidráuli-

ca en Mexico.

• Participación en seminarios

• Desarrollar prácticas de laboratorio.

• Asistir a visitas a sectores del campo profesional en grupo.

Unidad III. Geohidrología Competencia especifica a desarrollar Actividades de Aprendizaje

Analizar los tipos de estaciones existentes y los tipos de presas

para el almacenamiento del recurso hídrico.

• Inducción a la investigación documental actualizada referente

al tema

• Búsqueda de material disponible en Internet sobre los tipos y

diseño de las presas

• Exponer y discutir en los tipos de presas.

• Participación en seminarios

Unidad IV. Interpretación de planos Competencia especifica a desarrollar Actividades de Aprendizaje

• Identificar, comparar y

analizar los planos de la infraestructura para contención y

almacenamiento de agua

•Inducción a la investigación documental actualizada.

•Exponer y discutir en clase las diferencias en la nomenclatura

y la elaboración de planos.

•exponer y discutir la interpretación de planos,

•Elaboración de planos de infraestructura hidráulica.

Unidad V. Recursos fluviales y marítimos Competencia especifica a desarrollar Actividades de Aprendizaje

Identificar y compara Recursos fluviales y marítimos Inducción a la investigación documental

actualizada de los recursos fluviales y marítimos

44


do del curso.

• Exponer y discutir en clase las diferencias de los recursos

fluviales.

11.- FUENTES DE INFORMACIÓN

1. SEDUE. Especificaciones para Proyectos de Abastecimiento de Agua Potable en la Repúbli-

ca Mexicana.

2. Padilla, Salvador, González Valentin. Cálculo de una red de abastecimiento de agua potable

para una urbanización y proyecto de un sistema de sistema de calefacción. Monografía. IPN

3. Comisión Nacional del Agua. Manual de Abastecimiento de agua potable y alcantarillado.

4. Sotelo Avila, Gilberto. Hidráulica General. Vol I. Fundamentos. Limusa-Noriega, 1999.

5.- R. B. Bird, W.E Stewart, E.N. Lightfoot. Fenómenos de Transporte. Reverte. 4.

6. Crane. Flujo de fluidos en válvulas, accesorios y tuberías. Mc Graw-Hill. 1ra. Edición. 1992.

7. Mataix, Claudio. Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas. Harla, 6ta. Edición 1982.

8. Longwell y Flint. Geología Física. Limusa. 1985.

9. Leet y Karrow. Geología aplicada a la ingeniería civil. Mc Graw-Hill

10. I.G. Gass, Meter J. Smith, R.C.L. Wilson. Introducción a Ciencias de la Tierra. Reverté,

1980.

11. Manual Fotogrametría y fotointerpretación. INEGI.

12. Chow, Ven Te, Maidment, David R. y Mays, Larry W. Hidrología Aplicada. Mc Graw-Hill.

1994

13. Helweg, Otto J. Recursos hidráulicos, planeación y administración. Limusa. 1992

14. Comisión Federal de Electricidad. I. E. Manual de diseño de obras civiles. Sección

Hidrotécnica. www. cna.gob.mx, www.semarnat.gob.mx, www.imta.mx, www.asce.org.us,

www.bivitec.org.mx.

12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS

• Reconocimiento de planos de infraestructura hidráulica.

• Realizar un ejercicio de potabilización de agua.

• Diseño de efluentes hidráulicos.

• Elaboración de maquetas de efluentes fluviales y marítimos .

http://www.semarnat.gob.mx/

http://www.imta.mx/

http://www.asce.org.us/

45


Nombre de la asignatura: Tecnologías de Tratamiento de Residuos



SATCA: 3-2-5

2.- PRESENTACION

Caracterización de la asignatura

Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero Ambiental un panorama general de los tratamien-

tos utilizados para el control de la contaminación generada por la generación de residuos.

Le proporciona las herramientas para diseñar e implementar planes de manejo y proyectos de

manejo integral de residuos aplicando la legislación vigente.

Intención didáctica.

Se organiza el temario, en tres unidades, agrupando los contenidos conceptuales de la asigna-

tura en ellos.

La primera unidad permite al alumno conocer los conceptos de la logística inversa, sus tenden-

cias, barreras para su implementación, las actividades que conlleva su implementación, así

como los conceptos de reciclaje, los principales equipos utilizados para su procesamiento, las

tendencias a seguir para el éxito de su implantación. También conocerá los conceptos funda-

mentales de la minimización y el procedimiento y estrategia a seguir para su implementación

en una industria.

La segunda unidad contempla los conceptos de tratamiento biológicos utilizados para los resi-

duos, enfatizando en los tratamientos aerobios y anaerobios de la materia orgánica, vermicom-

posteo y fitoremediación.

La tercera unidad proporciona al alumno un panorama nacional e internacional del tratamiento

utilizado para los residuos peligrosos, para cumplir con la legislación vigente.

El enfoque sugerido para la materia requiere que las actividades prácticas promuevan el desa-

rrollo de habilidades para la experimentación, tales como: investigar bibliográficamente y en

campo, efectuar diagnósticos, realizar cálculos, resolver ejercicios y problemas, elaborar dise-

ños, efectuar practicas en campo y laboratorio; asimismo, propiciar procesos intelectuales co-

mo inducción-deducción y análisis-síntesis con la intención de generar una actividad intelec-

tual compleja; por esta razón varias de las actividades prácticas se han descrito como activida-

des previas al tratamiento teórico de los temas, de manera que no sean una mera corroboración

de lo visto previamente en clase, sino una oportunidad para conceptualizar a partir de lo obser-

vado.

La lista de actividades de aprendizaje no es exhaustiva, se sugieren sobre todo las necesarias

para hacer más significativo y efectivo el aprendizaje. Algunas de las actividades sugeridas

46

pueden hacerse como actividad extra clase y comenzar el tratamiento en clase a partir de la

discusión de los resultados de las observaciones. Se busca partir de experiencias concretas,

cotidianas, para que el estudiante se acostumbre a reconocer la problemática de los residuos en

su alrededor y no sólo se hable de ellos en el aula. Es importante ofrecer escenarios distintos,

ya sean construidos, artificiales, virtuales o naturales

En el transcurso de las actividades programadas es muy importante que el estudiante aprenda a

valorar las actividades que lleva a cabo y entienda que está construyendo su hacer futuro y en

consecuencia actúe de una manera profesional; de igual manera, aprecie la importancia del

conocimiento y los hábitos de trabajo; desarrolle la precisión y la curiosidad, la puntualidad, el

entusiasmo y el interés, la tenacidad, la flexibilidad y la autonomía.

Es necesario que el profesor ponga atención y cuidado en estos aspectos en el desarrollo de las

actividades de aprendizaje de esta asignatura



Conocer los conceptos de logística inversa

Identificar las estrategias de la logística

inversa

Elaborar propuestas para el reciclaje de

residuos.

Seleccionar Plantas de Reciclaje de Resi-

duos Sólidos Urbanos.

Seleccionar los equipos para la minimiza-

ción, reciclaje y tratamiento de los dife-

rentes tipos de residuos.

Diseñar Proyectos de Minimización de

Residuos

Conocer los fundamentos teóricos de los

tratamientos biológicos de los residuos.

Establecer y monitorear sistemas de tra-

tamiento aerobio, anaerobio y de vermi-

composta.

Conocer los equipos, principios de opera-

ción, factores de diseño, rendimientos,

eficiencias y costos de los tratamientos

físicos y químicos de los residuos peligro-

sos.

Evaluar el impacto de los sistemas de tra-

tamiento de los residuos en el país.

Seleccionar los tratamientos de los resi-

duos más adecuados de acuerdo a sus pro-

Conocimientos básicos de la carrera

Conocimientos generales básicos

Capacidad de análisis y síntesis

Capacidad de organizar y planificar

Comunicación oral y escrita

Habilidades básicas de manejo de la

computadora

Habilidad para buscar y analizar informa-

ción proveniente de fuentes diversas

Resolución de problemas

Toma de decisiones.

Conocimientos para interpretar biblio-

grafía en inglés


Capacidad crítica y autocrítica

Trabajo en equipo

Habilidades interpersonales

Compromiso ético

Apreciación de la diversidad y multi-

culturalidad


Capacidad de aplicar los conocimien-

tos en la práctica

47

piedades, eficiencia y costos.

Diseñar planes de manejo de residuos pe-

ligrosos.

Identificar, seleccionar y proponer méto-

dos de tratamiento de los residuos peligro-

sos más adecuados de acuerdo a sus pro-

piedades, eficiencia y costos.

Habilidades de investigación

Capacidad de aprender

Capacidad de adaptarse a nuevas si-

tuaciones

Capacidad de generar nuevas ideas

(creatividad)

Habilidad para trabajar en forma autó-

noma

Liderazgo

Preocupación por la calidad

Búsqueda del logro


Lugar y fecha de




Institutos Tecnológicos de:

Mérida, Fecha: 22 al 26 de

Octubre de 2012.

MIA: Guadalupe E. Vallada-

res Gamboa y Representante

de la Academia de Ingeniería

Ambiental.

Diseño de las materias de

especialidad a nivel curricu-

la,r en programa de compe-

tencias de la carrera de Inge-

niería Ambiental.


El alumno conocerá las bases de las tecnologías de reciclaje, minimización, compostaje, estabi-

lización, solidificación, cementación y tratamiento térmico de los residuos sólidos urbanos y

peligrosos aplicables para reducir, reciclar, disponer y eliminar los residuos sólidos urbanos y

peligrosos.


Saber identificar y aplicar la legislación ambiental en la materia

Conocer conceptos básicos de Química Ambiental, Química Analítica, Microbiología

Ambiental, Bioquímica,

Tener conocimientos de Gestión Ambiental 1 y 2, Gestión de Residuos, Remediación de

Suelos y Ciencias de la Ingeniería Básica y Aplicada

Comprender la relevancia del Desarrollo Sustentable para mantener el equilibrio en los

ecosistemas.

Manejar software básico para procesamiento de datos y elaboración de documentos.

Tener capacidad de interpretación cualitativa y cuantitativa de datos

Reconocer los elementos del proceso de la investigación.

Leer, comprender y redactar ensayos y demás escritos técnico-científicos.

Manejar adecuadamente la información proveniente de bibliotecas virtuales y de internet.

48

Identificar y resolver problemas afines a su ámbito profesional, aplicando el método in-

ductivo y deductivo, el método de análisis-síntesis y el enfoque sistémico.

Poseer iniciativa y espíritu emprendedor.

Asumir actitudes éticas en su entorno.

7. TEMARIOS


1 Minimización y Reciclaje de los Resi-

duos

1.1 Conceptos de logística inversa

1.1.1. Flujo Inverso

1.1.2. Barreras del Flujo Inverso

1.1.3. Actividades de la Logística Inversa

1.1.4. Casos de Estudio

1.2 Estrategias de Reciclaje

1.2.1 Análisis del ciclo de vida

1.2.2 Tecnologías para el tratamiento de

residuos valorizados

1.2.3.Casos de Estudio

1.3. Conceptos de minimización

1.3.1.Beneficios de la Minimización

1.3.2. Elementos de un Programa de mi-

nimización

1.3.3.Casos de estudio

2 Tratamientos Biológicos de los Resi-

duos

3.1 Digestión Aerobia

3.1.1 Concepto generales de composteo

3.1.2 Parámetros que influyen en el pro-

ceso de compostaje

3.1.3 Sistemas de compostaje

3.1.4 Casos de estudio

3.1.5.Conceptos de Vermicompostaje

3.1.6. Parámetros que influyen en el pro-

ceso de vermicompostaje

3.1.7.Tipos y biología de las lombrices

3.1.8.Casos de estudio

3.2 Digestión Anaerobia

3.2.1 Proceso de la digestión anaerobia

3.2.2 Microbiología de la digestión anaero-

bia

3.2.3 Composición y usos del biogás

3.2.4 Ventajas y desventajas de la digestión

anaerobia

3.2.5 Casos de estudio

3.3.Fitoremedición

3.3.1.Conceptos generales

3.3.2.Estudios caso

3 Tratamiento Físicos y Químicos de los 4.1 Tratamientos Físicos

49

Residuos 4.1.1.Reducción de tamaño

4.1.2.Separación y clasificación

4.1.3.Compactación

4.1.4.Separación electrostática

4.2 Tratamiento Térmico de los residuos

4.2.1 Incineración

4.2.2 Pirólisis

4.2.3 Gasificación

4.2.4 Esterilización

4.3 Tratamientos Físico Químicos

4.3.1 Estabilización

4.3.2 Fijación y Solidificación

4.3.3 Cementación

4.3.4 Vitrificación

4.3.5 Agotamiento con aire y vapor

4.3.6 Adsorción y Absorción

4.3.7 Oxidación Química

4.3.8 Electrodiálisis


Elaboración de un proyecto de minimización y reciclaje en una industria

Montaje y Monitoreo de un digestor aeróbico y anaeróbico de residuos y de vermicom-

posteo.

Discusión grupal sobre diferentes tópicos del programa.

Exposición oral sobre un tema de investigación bibliográfica.

Análisis y evaluación de estudios caso y de artículos científicos de tratamientos físicos y

químicos utilizados en la industria.

Elaboración de un Plan de Manejo de Residuos Peligrosos para una industria.


Exposiciones

Proyectos de minimización y reciclaje

Plan de Manejo de RP

Reporte del sistema de tratamiento biológico de residuos

Examen escrito


UNIDAD: I Minimización y Reciclaje de los residuos


Conocer las actividades de la logística Se instrumentarán técnicas de análi-

50

inversa.

Conocer las tecnologías utilizadas para

el reciclaje.

Identificar las estrategias de minimiza-

ción de los residuos.

sis grupal que permitan reflexionar a

los participantes sobre la problemá-

tica de los residuos

Realizar investigación bibliográfica

y exponer en equipo

Revisar artículos técnico-científicos

y comentar en el grupo

Analizar proyectos de minimización

y reciclaje

UNIDAD II Tratamientos Biológicos de los Residuos


Conocer y aplicar los fundamentos de

los diferentes tratamientos biológicos de

los residuos sólidos

Realizar investigación en fuentes de

información sobre los conceptos que

sustentan a los diferentes tratamien-

tos biológicos de los residuos

Exponer en equipo casos de estudio

de la aplicación de los diferentes tra-

tamientos

Revisar y discutir artículos técnico-

científicos relacionados con la apli-

cación de las tecnologías tratadas

UNIDAD III Tratamiento Físicos y Químicos de los Residuos


Conocer los principios de los tratamien-

tos físicos y quimicos de los residuos

peligrosos

Realizar investigación en fuentes de

información sobre los conceptos que

sustentan el tratamiento de los RP

Exponer en equipo casos de estudio

del tratamiento de los diferentes ti-

pos de RP

Revisar y discutir artículos técnico-

científicos relacionados con las ten-

dencias mundiales del tratamiento de

los RP


1. Adenso Díaz, Ma. José Álvarez, Pilar González. 2001. Logística inversa y medio ambiente.

Ed. McGraw-Hill. New York

51

2. Corbitt R. 1998 “Standard handbook of Environmental Engineering”. Ed. McGraw-Hill.

New York

3. Cunningham, P. W. ; Saigo, W. B. 1999. “Environmental Science”. Ed.Mc Graw Hill,

4. Del Val A. 1993. El libro del reciclaje. Ed Integral. Barcelona, España.

5. Freeman Harry M. 1998. Manual de prevención de la contaminación industrial. Ed. Mc

Graw Hill 1a. Ed.

6. Henry J. Glynn y Gary w. Heinke. 1996. Ingeniería Ambiental. México Prentice Hall. 30-

36.

7. Hernández M. A. Residuos. Universidad Politécnica de Madrid. Madrid, España.

8. La gestión ambiental: factores críticos. http://www.iadb.org/sds/doc/Capitulo2.pdf

9. Peavy, Rowe, Tchobanoglous. 1985. “Environmental Engineering” Ed McGraw-Hill.

10. Rivero O. 1996. “Los residuos peligrosos en México” UNAM. México, D. F.

11. Tchobanoglous G. 1992. “Gestión integral de residuos sólidos” Vol. I y II. Ed. McGraw-

Hill. Madrid.

12. Vega de Kuyper Juan Carlos. 1999. Manejo de residuos de la industria química y afín. Al-

faomega Grupo editor. 2a Ed.

13. Walss, Rodolfo. Guía práctica para la gestión ambiental. Mc GrawHill, México, 2001

Woodard Frank Ph. D. 2001. Industrial Waste Treatment Handbook. Ed. Buttterworth-

Heinemann

12. PRACTICAS PROPUESTAS

Realizar visitas a empresas dedicadas al reciclaje.

Establecer y monitorear un sistema de compostaje y lombricompostaje

Monitoreo de Parámetros Físicos, Químicos y Biológicos del Composteo

o Determinación de Humedad

o Determinación de Carbono Total y Cenizas

o Determinación de Fósforo y Potasio

o Determinación de pH

o Nitrógeno Total

Establecer y monitorear un reactor de digestión anaerobia

Realizar visitas a empresas dedicadas al tratamiento de los RP

http://www.iadb.org/sds/doc/Capitulo2.pdf

52


Nombre de la asignatura: Modelos de Simulación para Lodos Activados



SATCA: 2-3-5

2.- PRESENTACION

Caracterización De la asignatura.

El proceso de conceptualización y diseño de procesos de plantas de tratamiento de lodos acti-

vados (tratamiento biológico) envuelve una gran variedad de elementos individuales de muy

diversa índole, sobre los cuales es necesario tener un conocimiento para poder desarrollar y

proyectar instalaciones de tratamiento de aguas residuales nuevas o ampliaciones de las mis-

mas con garantías de éxito.

En el diseño de procesos biológicos, el estudiante o profesional de ingeniería, con frecuencia

está involucrado en la resolución numérica de problemas de diseño de procesos biológicos de

lodos activados en una computadora. Las herramientas que generalmente se utilizan para la

resolución de problemas técnicos o de ingeniería son paquetes de software matemático que se

pueden ejecutar en la computadora personal del estudiante en su mesa de trabajo.

El propósito de este curso es brindar una introducción al modelado y simulación de procesos

biológicos de lodos activados. El contenido y configuración del curso se ha planeado poniendo

énfasis en la modelación de procesos de la conversión de la materia orgánica y contaminantes

biodegradables tanto estacionarios como dinámicos, al mismo tiempo que se introduce al

alumno en áreas fundamentales para afrontar la tarea del diseño y modelado integral de proce-

sos biológicos de lodos activados. Por otra parte, además de los modelos de equipos más con-

vencionales o clásicos se incorporan ejemplos específicos en varios campos, tratando de intro-

ducir al alumno acerca de la necesidad de comprender los fundamentos del modelado de pro-

cesos, ya que probablemente, y pese a la cantidad de simuladores comerciales de propósitos

generales existentes o por desarrollarse, en su carrera profesional deberá enfrentarse a la tarea

de implementar su propio prototipo de modelo.

Para ayudarle a conseguir estos objetivos, este curso proporciona una amplia variedad de pro-

blemas sobre la simulación matemática y determinación de las cinéticas. La mayoría de las

unidades del curso están organizadas para resolver problemas de diseño de los principales pro-

cesos de las operaciones unitarias y de la ingeniería de las reacciones estequiométricas. Las

diferentes unidades contienen problemas que requieren una solución mediante el uso de la

computadora. Para facilitar la tarea, todos los problemas se presentan con un mismo tipo de

formato. En primer lugar, se presenta el tema conciso sobre el que se trata el problema, segui-

do de una lista de los conceptos científicos o de ingeniería que se demuestran en el problema.

A continuación antes de presentar el enunciado del problema, se indican los métodos numéri-

cos que se utilizan para su resolución. Generalmente, un determinado problema va acompaña-

do, de forma detallada, de todas las ecuaciones que se necesitan para su resolución, incluyendo

las unidades apropiadas en diversos sistemas, siendo el Sistema Internacional (SI) el que

comúnmente se utiliza. Las propiedades físicas se dan directamente en los problemas o se se-

leccionan los métodos requeridos para ser estimadas.

La presentación de todos estos aspectos de una forma estructurada, aunque no detallada debido

53

a la complejidad de algunas de ellas, permiten que el estudiante tenga un punto de partida sóli-

do para poder desarrollar y proyectar instalaciones de tratamiento primario y secundario de

aguas residuales, y que sepa estimar el impacto que tienen sobre el diseño final los métodos de

cálculo empleados. Asimismo, las herramientas introducidas en este curso podrán ser de gran

ayuda al estudiante en tareas de optimización y mejora de procesos bioquímicos.

Para lograr una breve introducción conceptual al problema global del modelado de procesos

bilógicos de lodos activados, es recomendable cubrir las siguientes unidades:

En la unidad 1 se desarrolla una introducción a los métodos numéricos para la solución de sis-

temas de ecuaciones algebraicas, enfatizando los sistemas no lineales, y los métodos más co-

munes utilizados en la solución de modelos en ingeniería. En esta unidad se realiza también

una introducción a los métodos numéricos clásicos disponibles para resolver sistemas de ecua-

ciones diferenciales ordinarias, enfatizando además el problema de los sistemas stiff.

En la unidad 2 se introduce brevemente el problema de la estimación de propiedades fisico-

químicas y biológicas. Se destaca la importancia de lograr un criterio para seleccionar el méto-

do adecuado de estimación para lograr resultados apropiados. Se hace hincapié en los principa-

les métodos para la estimación de la constante de velocidad de la reacción y la obtención de

los parámetros fundamentales de diseño (producción de biomasa, lisis, requerimientos de oxí-

geno y requerimientos de oxígeno para la respiración endógena.

En la unidad 3 se desarrollan los modelos de simulación para la eliminación biológica de la

materia orgánica carbonosa, nitrogenada y fosforada, y se analizan algunos de los métodos que

se han propuesto para la simulación en estado estacionario y mezcla completa. Se enfatizan en

la hidrodinámica de los reactores (flujo de pistón, mezcla completa, etc.).

En la unidad 4 se presentan las ecuaciones básicas de diseño, las leyes de velocidad de reac-

ción y las relaciones estequiométricas para diferentes tipos de reactores para desarrollar sus

modelos matemáticos que se utilizarán para resolver problemas de diseño de reactores biológi-

cos de lodos activados.


Las actividades consideradas como parte de este programa se enfocan hacia la participación

proactiva del estudiante en el desarrollo y adaptación de plantas de procesos. Lo anterior re-

quiere de la suma de conocimientos que el alumno ha venido adquiriendo a lo largo de su ca-

rrera. Para lograr lo anterior el estudiante no solo debe interiorizarse en el conocimiento del

proceso sino que también en los aspectos económicos y de optimización.

El profesor debe fomentar la inquietud del alumno en la solución de problemas que involucren

diversas alternativas para un proceso y su efecto no solamente en su viabilidad tecnológica

sino en el alcance económico del mismo.

La capacidad de evaluar las alternativas económicas disponibles de un proceso y la optimiza-

ción de las variables que intervienen en él, forman en el estudiante una actitud analítica. La

tarea del docente es crear en los alumnos esa actitud para su desarrollo profesional futuro.

En cuanto a requisitos previos, es recomendable tener una base sólida en Operaciones Unita-

rias, Diseño de Procesos y Fundamentos de Físico-Química. El uso del simulador comercial,

hojas de cálculo y herramientas de búsqueda en Internet, hacen recomendable que el alumno

54

tenga un buen conocimiento de inglés a nivel de lectura, y que disponga de un nivel mínimo de

informática a nivel de usuario.



Aplicar métodos numéricos para resolver

problemas de diseño de procesos bioquími-

cos.

Estimar los valores de las propiedades fisi-

coquímicas y biológicas de los procesos

biológicos de lodos activados.

Desarrollar módulos de simulación a partir

de los modelos matemáticos de los princi-

pales procesos de tratamiento biológico.

Estudiar con los módulos de simulación

diferentes procesos biológicos de trata-

miento de aguas residuales.


Capacidad de análisis y síntesis.

Capacidad de organizar y planificar.

Conocimientos básicos de la carrera.

Comunicación oral y escrita.

Habilidades básicas de manejo de la com-

putadora (principalmente Excel).

Habilidad para buscar y analizar informa-

ción proveniente de fuentes diversas.

Solución de problemas.

Toma de decisiones.


Capacidad de aplicar los conocimientos en

la práctica.

Habilidades de investigación.

Capacidad de aprender.

Capacidad de generar nuevas ideas (creati-

vidad)

Habilidad para trabajar en forma autónoma.

Búsqueda del logro.


Lugar y fecha de




55

I.T.Mérida Del 15 al 31 de

Octubre

1. M.I.A. Luis Jorge Morales

Arjona.

2. M.I.A. Guadalupe Valla-

dares Gamboa.

3. M.I.A. Rubén Flores Ba-

gundo

4. M.I.A. Jorge Tun Cuevas.

5. Claudia R. Villanueva

Rosado.

6. Ing. Herbert B. Loría Sun-

za

7. Biol. Humberto Álvarez

Hernández

Reunión de la Academia de

Ingeniería Química para la

Innovación Curricular para la

formación y desarrollo de

competencias profesionales

de la especialidad de la carre-

ra de Ingeniería Química


Al finalizar este curso, el alumno será capaz de: 1. Analizar procesos de transformación de

materia y energía a través de modelos matemáticos. 2. Resolver modelos matemáticos de sis-

temas complejos a través de programas computacionales como Excel.


Resolver sistemas de ecuaciones lineales.

Resolver problemas aplicando cálculo vectorial.

Realizar problemas de cálculo integral y diferencial.

Resolver sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias.

Resolver modelos matemáticos usando métodos numéricos.

Aplicar lenguajes de programación (Matlab, Visual Basic para Aplicaciones) para resol-

ver modelos matemáticos.

Realizar balances de materia y energía.

Calcular propiedades de transporte.

Resolver problemas de tratamiento biológico e aguas residuales.

Resolver problemas de estequiométricos.

Ejecutar análisis físicos, químicos y bioquímicos de aguas residuales.

56

7. TEMARIOS


1 Revisión de métodos numéricos apli-

cables en la simulación de procesos.

1. Solución de ecuaciones simples no linea-

les.

1.1. Método de Newton.

1.2. Método de Wegstein.

2. Solución de sistemas de ecuaciones linea-

les.

2.1. Método de eliminación de

Gauss.

2.2. Método de Gauss-Jordan.

2.3. Método de Thomas para matri-

ces tridiagonales.

3. Solución de ecuaciones diferenciales ordi-

narias.

3.1. Método de Euler.

3.2. Método de Runge-Kutta de

cuarto orden.

2 Propiedades cinéticas de las aguas

residuales.

1. Introducción

2. Propiedades biocinéticas

3. Velocidad de sedimentación zonal

4. Índice volumétrico de lodos

5. Relación de alimento a microorganismos

6. Diseño experimental para la cinética de la

reacción y el cálculo de los parámetros de

diseño.

3 Modelado y simulación de procesos de

transferencia.

1. Introducción.

2. Modelado y simulación de procesos hidro-

dinámicos (flujo de pistón y mezcla com-

pleta).

3. Modelado y simulación de procesos de

eliminación de materia orgánica (DQO).


eliminación de materia nitrogenada.


57

eliminación de materia fosforada.

6. Solución de problemas de diseño de proce-

sos aplicando los módulos estudiados en la

unidad.

4 Modelo y simulación de reactores bio-

lógicos de lodos activados.

1. Modelado y simulación de reactores de

flujo de pistón. Reactores convencionales.


alimentación por pasos.


mezcla completa.

4. Modelado y simulación de reactores se-

cuenciales por lotes (SBR).


estabilización por contacto.


aireación extendida.


El docente debe:

Ser conocedor de la disciplina que está bajo su responsabilidad, conocer su origen y desa-

rrollo histórico para considerar este conocimiento al abordar los temas. Desarrollar la ca-

pacidad para coordinar y trabajar en equipo; orientar el trabajo del estudiante y potenciar

en él la autonomía, el trabajo cooperativo y la toma de decisiones. Mostrar flexibilidad en

el seguimiento del proceso formativo y propiciar la interacción entre los estudiantes. To-

mar en cuenta el conocimiento de los estudiantes como punto de partida y como obstácu-

lo para la construcción de nuevos conocimientos.

Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuen-

tes. Ejemplos: buscar y analizar los diferentes procesos biológicos de tratamiento de

aguas residuales. Hacer una investigación bibliográfica y en internet de los diferentes ti-

pos de simuladores comerciales.

Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumenta-

do de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes. Por

ejemplo: Realizar sesiones de seminarios donde se expongan los resultados de las simula-

ciones de diferentes procesos biocinético de tratamiento de aguas residuales por lodos ac-

tivados y los análisis de los resultados.

Propiciar el desarrollo de capacidades intelectuales relacionadas con la lectura, la escritu-

ra y la expresión oral. Ejemplos: redactar reportes e informes de las actividades desarro-

lladas en la elaboración de simuladores de diversos procesos químicos, exponer al grupo

58

las conclusiones obtenidas. Es conveniente que los reportes contengan toda la informa-

ción que concluya y apoye a su análisis y que la redacción sea muy clara y concisa.

Propiciar el desarrollo de actividades intelectuales de inducción-deducción y análisis-

síntesis, que encaminen hacia la investigación. Ejemplo: a partir de un problema real,

propiciar que el estudiante elabore sus propias consideraciones y elija el modelo que me-

jor represente el proceso a tratar.

Facilitar al alumno para que construya diferentes modelos escala laboratorio para el desa-

rrollo y aplicación de los modelos matemáticos de simulación, con información real y no

teórica.

Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos, mo-

delos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura.

Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asigna-

tura y entre distintos cursos, para su análisis y solución. Por ejemplo, se puede plantear al

estudiante la representación de una planta real y que proponga alguna mejora en el proce-

so, sustentando sus decisiones.

Cuando los temas lo requieran, utilizar medios audiovisuales para una mejor comprensión

del estudiante.

Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de la asignatura (procesador de

texto, hoja de cálculo, base de datos, graficador, Internet, simuladores comerciales, etc.).


La evaluación debe ser continua y formativa por lo que se debe considerar el desempeño en

cada una de las actividades de aprendizaje, haciendo especial énfasis en:

Simular procesos biológicos de tratamiento de aguas residuales: modelar procesos y

programar módulos de simulación de los principales procesos biocinéticos.

Elaborar reportes de los resultados obtenidos de la simulación, así como de las conclu-

siones obtenidas de dichas simulaciones.

Resolver la evaluación escrita de los contenidos del programa oficial para comprobar el

manejo de aspectos teóricos y declarativos.

Elaborar un proyecto final en equipo, desarrollando un simulador y siguiendo toda la se-

cuencia desarrollada de análisis, optimización y elaboración de reporte técnico.

Asistir al aula de manera puntual, preferentemente en un 80% de las asistencias totales.


UNIDAD I


Desarrollar módulos de los métodos

numéricos necesarios para resolver los

modelos matemáticos de los procesos a

la velocidad que se ejerce la DBO y la

Desarrollar la relación Michaelis -

Menten para estudiar la actividad en-

zimática sobre el sustrato.

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transferencia de oxígeno. Estimar la cinética de degradación de

los sustratos mediante una población

heterogénea de microrganismos.

Desarrollar el módulo de los métodos

de Momentos y Mínimos Cuadrados

para calcular la cinética y la DBO

última para ecuaciones diferenciales

de primer orden.

Determinar las constantes de veloci-

dad a la que se ejerce la DBO5 a dife-

rentes intervalos de tiempo.

Desarrollar el módulo del método de

Runge-Kutta de cuarto orden para re-

solver un sistema de ecuaciones dife-

renciales ordinarias.

Determinar la variación de la DBO5

en un reactor de flujo de pistón y de

mezcla completa aplicando el método

de Runge-Kutta de cuarto orden.

Investigar procesos bioquímicos don-

de se apliquen los métodos numéricos

desarrollados en esta unidad.

UNIDAD II

Desarrollar el Modelo de Cálculo ASM1

de lodos activados Desarrollar el módulo para el mode-

lo conceptual capaz de reproducir la

eliminación de la materia orgánica

carbonosa y nitrogenada en sistemas

de lodos activados.

Desarrollar un módulo para calcular

los componentes solubles y particu-

lados contenidos en el sustrato.

UNIDAD III

Desarrollar el Modelo de Cálculo ASM2

para lodos activados. Este modelo además de la elimina-

ción de la materia orgánica carbono-

sa y nitrogenada, considera la elimi-

nación biológica del fósforo.

Utilización de las ecuaciones de

conservación para el cálculo de los

coeficientes estequiométricos de los

componentes en la utilización del

oxígeno disuelto, los nitratos y el

nitrógeno molecular en la denitrifi-

60

cación, a partir del balance en DQO,

SNH4 a partir del balance de nitróge-

no en todas sus formas, SPO4 a partir

del balance de fósforo y XTSS para

garantizar la continuidad de los sóli-

dos suspendidos totales en las trans-

formaciones.

UNIDAD IV

Desarrollar los Modelo de Cálculo

ASM2d y ASM3 para lodos activados. El primero se desarrolló ya que se

observó que el ASM2 presenta una

carencia con respecto a la capacidad

que presentan parte de la bacterias

del fósforo de permanecer activas en

condiciones anóxicas. En este mode-

lo se considera la actividad de la

bacterias XPAO en condiciones

anóxicas.

El modelo ASM3 describe de forma

más detallada los procesos de alma-

cenamiento del sustrato orgánico por

parte de las bacterias y los procesos

de respiración endógena, separando

completamente la actividad de las

poblaciones heterótrofas y nitrifican-

tes.

Se considerarán tres ecuaciones de

conservación correspondientes a la

demanda de oxígeno teórica, nitró-

geno y la carga orgánica.


1. Henze, M. (1986). Nitrate versus oxygen utilization rates in wastewater and activated

sluge system. Wat. Sci. Technology.

2. Task Group (1987). Henze M., Gujer W., Mino T. and Van Loosdrecht M.V. (2002).

Activated sludge models ASM1, ASM2, ASM2d and ASM3. IAWQ scientific and tec-

nical report N° 9, edited by IWA Task Group on mathematical modelling for design and

operation of biological wastewater treatment, IWA publishing, London, UK, 130 p.

61

3. Reichert P., Borchardt D., Henze M., Rauch W., Shanahan P., Somlyódy L. and Vanrol-

leghem P.A. (2001). River Water Quality Model N° 1, IAWQ scientific and tecnical re-

port N° 12, edited by IWA Task Group on River Water Quality Modelling, IWA pub-

lishing, London, UK, 136 p.

4. Petersen, E.E. (1965). Chemical Reaction Analysis. Prentice-Hall, Englewood Cliffs,

NJ, USA.

5. Reichert P., (1998). AQUASIM 2.0 -Tutorial, computer program for the identification

and simulation of aquatic systems, Swiss Federal Institutute for Environmental Science

and Technology (EAWAG), Switzerland.

12. PRACTICAS PROPUESTAS

Las prácticas propuestas en el presente programa no son únicas para el desarrollo de activi-

dades en la asignatura. Cualquier práctica de las cubiertas en el programa podrá ser sustitui-

da por otra en la medida que los objetivos educacionales de la misma queden cumplidos.

1. Elaboración de reactores escala laboratorio en acrílico para la obtención de informa-

ción real.

2. Con lo anterior, se podrán llevar a cabo prácticas para obtener información necesaria

para el cálculo de parámetros cinéticos, balances estequiométricos, caracterización

de diferentes aguas residuales, caracterización y pruebas de sedimentación para la

separación de la biomasa del agua tratada.

3. Estudiar y comparar las diferencias que se presentan en los diferentes tipos de siste-

mas de lodos activados.

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Academia de Ingeniería Ambiental - itmerida.mx · de Ingeniería Ambiental Plan IAMB-2010-206. Dicho módulo consta de 25 créditos y se propo-ne que tenga 5 asignaturas. En el trabajo,