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UNIVERSIDAD
CATÓLICA BOLIVIANA "SAN PABLO"
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FACULTAD
DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERÍA
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CARRERA
DE INGENIERÍA AMBIENTAL
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MATERIA:
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PROCESOS
BIOQUIMICOS DE INGENIERÍA AMBIENTAL
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SIGLA:
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IMA
341
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CREDITOS:
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7
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HORARIOS:
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TEORÍA:
MARTES 19:45 a 21:15
MIÉRCOLES 9:15 A 10:45
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LABORATORIO:
MIÉRCOLES 19:45 a 21:15
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REQUISITOS:
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IMA-302
PROCESOS FÍSICO-QUÍMICOS DE INGENIERÍA AMBIENTAL I
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DOCENTE:
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ING.
VIDFA CAROLINA GARVIZU AUZA
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OBJETIVO
GENERAL
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Proporcionar
al alumno los principios de la Bioquímica como base fundamental para
comprender y entender los procesos relacionados en Ingeniería Ambiental y
resolver problemas mediante el modelado y simulado de procesos bioquímicos.
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OBJETIVOS
ESPECÍFICOS:
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-
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Aplicar
principios de bioquímica para resolver y entender procesos ambientales.
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|
-
|
Conocer
las características principales de los procesos bioquímicos.
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|
-
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Comprender
el funcionamiento de los principales procesos bioquímicos empleados en la
Ingeniería Ambiental con el fin de integrar sistemas de tratamiento de aguas
residuales.
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-
|
Comprender
y utilizar las herramientas y mecanismos para el modelado de procesos
bioquímicos aplicados a Ingeniería Ambiental.
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CONTENIDO
MÍNIMO:
|
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|
Cinética
bioquímica e ingeniería de la reacción aplicados al modelado de simulación de
operaciones bioquímicas en control de contaminación de aguas. Aplicaciones al
diseño de lagunas aeróbicas, lodos activos, digestión aeróbica, filtrado,
reactores bioquímicos rotatorios, nitrificación, digestión anaeróbica y
desnitrificación.
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PROGRAMA
DE LA MATERIA
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|
Capítulo
I. Principios de bioquímica:
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|
1.1
|
Tipos
de microorganismos.
|
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|
1.2
|
Microorganismos
aerobios y anaerobios
|
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|
1.3
|
Demanda
bioquímica de oxigeno
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1.4
|
Pruebas
bioquímicas de identificación bacteriana
|
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|
1.5
|
Procesos
enzimáticos
|
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|
1.6
|
Balances
de materia y configuración de reactores
|
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|
Capítulo
II. Constituyentes de las aguas residuales
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2.1
|
Constituyentes
del agua residual
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2.2
|
Muestreo
y procedimientos analíticos
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2.3
|
Características
físicas
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2.4
|
Características
químicas inorgánicas
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2.5
|
Características
químicas de compuestos orgánicos agregados
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2.6
|
Caracterización
de compuestos orgánicos individuales
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2.7
|
Características
biológicas
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2.8
|
Ensayos
de toxicidad
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Capítulo
III. Cinética bioquímica
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
3.1
|
Ordenes
de reacción
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
3.2
|
Procesos
de velocidad bacterianas
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
3.3
|
Cinética
enzimática
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
3.4
|
Cambio
en la concentración del sustrato durante el crecimiento bacteriano
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
3.5
|
Modelo
de Monod
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Capítulo
IV. Digestión aerobia y anaerobia
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
4.1
|
Ciclos
aerobios y anaerobios en la naturaleza
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
4.2
|
Nitrificación
y desnitrificación
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
4.3
|
Procesos
facultativos
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
4.4
|
Cultivos
en suspensión y fijos
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Capítulo
V. Modelado de procesos bioquímicos
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
5.1
|
Utilización
de herramientas informáticas en control y tratamiento biológico de aguas.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
5.2
|
Identificación
de mecanismos esenciales y dominantes
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
5.3
|
Modelado
de reactores
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Capítulo
VI. Tratamientos bioquímicos de aguas residuales
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
6.1
|
Procesos
de fangos activados
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
6.2
|
Filtros
percoladores y de desbaste
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
6.3
|
Sistemas
biológicos rotativos de contacto
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
6.4
|
Biofiltros
activados
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
6.5
|
Desnitrificación
con cultivo en suspensión
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
6.6
|
Digestores
anaerobios
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
6.7
|
Filtros
anaerobios
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
6.8
|
Lagunas
aerobias
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
BIBLIOGRAFÍA
RECOMENDADA:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1.
|
Gerald
Kiely; Ingeniería Ambiental; McGraw Hill Interamericana de España S.A; Madrid
1999
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2.
|
Metcalf
& Eddy; Ingeniería de aguas residuales; McGraw Hill Interamericana de
España S.A; Madrid 1995
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
3.
|
LaGrega,
Buckingham, Evans; Gestión de residuos tóxicos; McGraw Hill Interamericana de
España S.A; Madrid 1998
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
4.
|
Tchobanoglous,
Theisen, Vigil; Gestión Integral de Residuos sólidos; McGraw Hill
Interamericana de España S.A; Madrid 1994
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
5.
|
Winkler,
M.;Tratamiento Biológico de Aguas de Desecho; Limusa; 1986.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
6.
|
Corbitt;
Standard Handbook of Environmental Engineering; Ed. McGraw-Hill. United
States; 1990
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
7.
|
Taylor
& Francis Environmental Engineering; Balkema; London UK; 2007
|
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|
METODOLOGIA
DEL PROCESO DE ENSEÑANZA
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Se
combinarán clases magistrales, exposiciones temáticas con prácticas en
laboratorio y participación de los estudiantes. El intercambio de opinión y
la participación de los alumnos en el desarrollo de la materia, propiciará un
ambiente de trabajo adecuado, de permanente cooperación, donde estén siempre
presentes los valores éticos que les permitan
alcanzar grados de sensibilidad social necesarios para el posterior
desempeño profesional. Para lograr
cumplir los objetivos planteados se aplicarán las siguientes metodologías de
enseñanza:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
a
|
Exposición
oral
|
a
|
Exámenes
parciales escritos
|
|||||||||||||||||||||||
|
a
|
Exposición
audiovisual
|
a
|
Exámen
final escrito
|
|||||||||||||||||||||||
|
a
|
Ejercicios
dentro de clase
|
a
|
Participación
en clases
|
|||||||||||||||||||||||
|
a
|
Lecturas
obligatorias
|
a
|
Defensa
orales de trabajos
|
|||||||||||||||||||||||
|
a
|
Trabajos
de investigación
|
a
|
Prácticas
de laboratorio
|
|||||||||||||||||||||||
|
ESTRATEGIAS
Y SISTEMA DE EVALUACIÓN
|
||||||||||||||||||||||||||
|
La
evaluación será permanente a través de la presentación, exposición y defensa
de los trabajos asignados referentes a la temática avanzada, en un ambiente
de intercambio crítico entre todos los participantes del curso, Docente y
Alumnos. Se tomarán en cuenta evaluaciones escritas parciales y final
mediante exámenes.
|
||||||||||||||||||||||||||
|
ROL
DE EVALUACIONES
|
||||||||||||||||||||||||||
|
ACTIVIDAD
|
%
|
TEMAS
|
FECHAS
|
|||||||||||||||||||||||
|
Controles
de Lectura
|
10
|
Referidos a los avanzados
|
De acuerdo al avance
|
|||||||||||||||||||||||
|
Primera
evaluación
|
30
|
Capítulos 1, 2 y 3
|
26 de Septiembre
|
|||||||||||||||||||||||
|
Segunda evaluación
|
30
|
Capítulos 4 y 5
|
31 de Octubre
|
|||||||||||||||||||||||
|
Laboratorio
|
30
|
Según Informe Docente
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
TOTAL
|
100
|
Nota de Habilitación
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
Exámen
Final (1er Turno)
|
100
|
Todo lo avanzado
|
5 de Diciembre
|
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|
CRONOGRAMA TENTATIVO SEMANAL DE AVANCE - SEMESTRE
2/2012
|
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|
Semana No.
|
FECHAS
|
MATERIA A AVANZAR
|
||||||||||||||||||||||||
|
1
|
Del
1 al 3 de Agosto
|
1.1 - 1.2 - 1.3
|
||||||||||||||||||||||||
|
2
|
Del
6 al 10 de Agosto
|
1.4 - 1.5 - 1.6
|
||||||||||||||||||||||||
|
3
|
Del
13 al 17 de Agosto
|
2.1 - 2.2
|
||||||||||||||||||||||||
|
4
|
Del
20 al 24 de Agosto
|
2.3 - 2.4
|
||||||||||||||||||||||||
|
5
|
Del
27 al 31 de Agosto
|
2.3 - 2.4
|
||||||||||||||||||||||||
|
6
|
Del
3 al 7 de Septiembre
|
2.7 - 2.8
|
||||||||||||||||||||||||
|
7
|
Del
10 al 14 de Septiembre
|
3.1 - 3.2
|
||||||||||||||||||||||||
|
8
|
Del
17 al 21 de Septiembre
|
3.3 - 3.4 - 3.5
|
||||||||||||||||||||||||
|
9
|
Del
24 al 28 de Septiembre
|
1º Parcial
|
||||||||||||||||||||||||
|
10
|
Del 1 al 5 de Octubre
|
4.1 - 4.2
|
||||||||||||||||||||||||
|
11
|
Del 8 al 12 de Octubre
|
4.3 - 4.4
|
||||||||||||||||||||||||
|
12
|
Del 15 al 19 de Octubre
|
5.1 - 5.2
|
||||||||||||||||||||||||
|
13
|
Del 22 al 26 de Octubre
|
5.3
|
||||||||||||||||||||||||
|
14
|
Del 29 de Octubre al 2 de Noviembre
|
2º Parcial
|
||||||||||||||||||||||||
|
15
|
Del 5 al 9 de Noviembre
|
6.1 - 6.2
|
||||||||||||||||||||||||
|
16
|
Del 12 al 16 de Noviembre
|
6.3 - 6.4
|
||||||||||||||||||||||||
|
17
|
Del 19 al 23 de Noviembre
|
6.5 - 6.6
|
||||||||||||||||||||||||
|
18
|
Del 26 al 30 de Noviembre
|
6.7 - 6.8
|
||||||||||||||||||||||||
|
19
|
Del 3 al 7 de Diciembre
|
1º Turno
|
||||||||||||||||||||||||
REQUERIMIENTO DE INFRAESTRUCTURA
Para el
desarrollo de las clases se solicita pizarra, data show y sonido
LABORATORIO
Las prácticas de laboratorio
se ejecutarán de acuerdo al avance de la asignatura y los materiales a disposición.
|
# de
Práctica
|
Título
|
Equipo - Materiales
|
Reactivos
|
Lugar de Realización
|
|
1
|
Manejo de equipo
|
· Frascos
de vidrio con tapa.
· Autoclave
|
|
Laboratorio
UCB
|
|
2
|
Toma de Muestras
|
· Frascos
esterilizados
· Papel
pH
· Balde.
· Cuerda.
· Botella
pett
· Cronómetro.
|
|
Río Choqueyapu
|
|
3
|
Análisis gravimétrico – determinación de sólidos
en aguas residuales.
|
· Balanza
analítica
· Mufla
· Papel
filtro Watman
· Equipo
de filtración al vacío.
· Desecadores
· Conos
Himhoff
· Recipiente
de aluminio
|
|
Laboratorio
UCB
|
|
4
|
Turbiedad
|
· Turbidímetro.
|
· Soluciones
patrón.
|
Laboratorio UCB
|
|
5
|
Número
Más Probable
|
· Campanas
Durhamn
· Tubos
de ensayo con tapa.
· Cajas
petri
|
· Caldo
Lactosado.
· Agar
para coliformes fecales (ENDO – Mac Konkey).
|
Laboratorio UCB
|
|
6
|
Test
de la membrana filtrante
|
· Cajas
petri
· Kit de
filtrado al vacío
|
· Agar
para coliformes fecales (ENDO – Mac Konkey).
|
Laboratorio UCB
|
|
7
|
Demanda
Química de Oxígeno
|
|
· Dicromato
de potasio.
· Ácido
sulfúrico
· Sulfato
de plata.
· Sulfato
mercúrico
· Sulfato
ferroso amoniaco.
· Acetato
de sodio
· Indicador
ferroína.
|
Laboratorio de Calidad
Ambiental Gobierno Autónomo Municipal de La Paz.
|
|
8
|
Demanda
Bioquímica de Oxígeno
|
· Botellas
Winkler.
|
· Fosfato
ácido de sodio heptahidratado.
· Cloruro
de amonio
· Sulfato
de magnesio.
· Cloruro
de calcio.
· Cloruro
férrico.
|
Laboratorio UCB
|
|
9
|
Cinética
de la actividad de la enzima de fosfatasa en lodos activados
|
· Filtros
whatman
|
· Regulador
tris
· P –
nitrofenol
· Fosfato
ácido de sodio
· Cloruro
de amonio
|
Laboratorio UCB
|
CRONOGRAMA TENTATIVO DE LAS PRÁCTICAS DE
LABORATORIO
El número de
Inscritos en la materia es de 30 alumnos, por lo cual se ve la necesidad de
dividirlos en 2 grupos de 15 personas, para la realización de las prácticas.
|
Fecha
|
Práctica
|
Lugar
|
|
1º de Agosto
|
Clase Introductoria
|
Laboratorio UCB
|
|
8 de Agosto
|
Manejo de Equipo
|
Laboratorio UCB
|
|
15 de Agosto
|
Manejo de Equipo
|
Laboratorio UCB
|
|
22 de Agosto
|
Toma de Muestras
|
Río Choqueyapu
|
|
29 de Agosto
|
Toma de Muestras
|
Río Choqueyapu
|
|
5 de Septiembre
|
Análisis gravimétrico – determinación de sólidos
en aguas residuales.
|
Laboratorio UCB
|
|
12 de Septiembre
|
Análisis gravimétrico – determinación de sólidos
en aguas residuales.
|
Laboratorio UCB
|
|
19 de Septiembre
|
Turbiedad
|
Laboratorio UCB
|
|
26 de Septiembre
|
Turbiedad
|
Laboratorio UCB
|
|
3 de Octubre
|
Número Más Probable
|
Laboratorio UCB
|
|
10 de Octubre
|
Número Más Probable
|
Laboratorio UCB
|
|
17 de Octubre
|
Test de la membrana filtrante
|
Laboratorio UCB
|
|
24 de Octubre
|
Test de la membrana filtrante
|
Laboratorio UCB
|
|
31 de Octubre
|
Demanda Química de Oxígeno
|
Laboratorio de Calidad Ambiental – DGA
|
|
7 de
Noviembre
|
Demanda Bioquímica de Oxígeno
|
Laboratorio UCB
|
|
14 de Noviembre
|
Demanda Bioquímica de Oxígeno
|
Laboratorio UCB
|
|
21 de Noviembre
|
Cinética de la actividad de la enzima de fosfatasa
en lodos activados
|
Laboratorio UCB
|
|
28 14 de Noviembre
|
Cinética de la actividad de la enzima de fosfatasa
en lodos activados
|
Laboratorio UCB
|
VISITAS SOLICITADAS
1.
Planta de
Tratamiento de Efluentes “Puchokollo”
Forma de
desplazamiento sugerida: Alquiler de un bus
Presupuesto: El
transporte tiene un costo aproximado de 300 Bs. el bus
Objeto de la
Visita: Poder conocer de manera vivencial los procedimientos de tratamiento de
aguas servidas de la Ciudad de El Alto.
Carácter de la visita: Obligatoria.
PRÁCTICAS EN LABORATORIOS EXTERNOS A LA
UCB
Laboratorio sugerido: Laboratorio de Calidad
Ambiental – Gobierno Autónomo Municipal de La Paz.
Práctica a
realizar: Demanda Química de Oxígeno
BIBLIOGRAFÍA SOLICITADA PARA LA COMPRA
|
·
Gerald Kiely; Ingeniería Ambiental;
McGraw Hill Interamericana de España S.A; Madrid 1999
|
|
·
Metcalf & Eddy; Ingeniería de aguas
residuales; McGraw Hill Interamericana de España S.A; Madrid 1995
|
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