1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Tecnologías alternativas Carrera: Ingeniería Ambiental Clave de la asignatura: MTC-1005 SATCA1: 4-2-6 2.- PRESENTACIÓN Caracterización de la asignatura. La asignatura de tecnologías alternativas aporta al perfil del Ingeniero ambiental las herramientas fundamentales que constituyen un instrumento para tener un panorama general sobre las diferentes técnicas que proporcionarán al alumno los conocimientos necesarios en la aplicación de métodos alternativos para el tratamiento de aguas contaminadas y residuales. De esta forma el alumno adquiere las competencias que le permitirán seleccionar el tratamiento de agua adecuado al tipo de agua que deberá tratar conforme a las normas ambientales para la construcción del desarrollo sustentable. Por su aportación al perfil profesional del ingeniero ambiental, esta asignatura debe impartirse en el octavo semestre de la carrera cuando el estudiante ya tiene los conocimientos de química orgánica, química inorgánica, bioquímica, análisis instrumental y microbiología; que son necesarios para el estudio de métodos alternativos. Intención didáctica. En función de la importancia de esta asignatura, es necesario que el profesor como facilitador del aprendizaje, introduzca al estudiante a los principios esenciales de las técnicas contempladas en el curso, la aplicación de las mismas y la interpretación de los resultados. La asignatura de tecnologías alternativas se organiza en cinco unidades, en las cuales de estudian los conceptos básicos para la selección de las tecnologías más eficaces en el tratamiento de aguas para diversos usos. La primera unidad introduce al estudiante al uso de la fotooxidación para la transformación de sustancias químicas contaminantes del agua. El contenido de la segunda unidad comprende los fundamentos, instrumentos y aplicaciones de los métodos electroquímicos para el tratamiento de aguas. En la unidad tres el alumno conocerá y comprenderá el uso de la biorremediación como una alternativa para el tratamiento de diferentes tipos de aguas. Para la cuarta unidad se estudiarán y comprenderán los conceptos involucrados en el uso de la fitorremediación como una alternativa para el tratamiento de COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias Especificas Competencias Genéricas Comprender los conceptos básicos Competencias Instrumentales para la selección de las tecnologías Capacidad de análisis y síntesis alternativas en el tratamiento de aguas Capacidad de organizar información naturales y residuales. asegurándose de reforzarlos con trabajo de campo y ejercicios complementarios. la flexibilidad. el entusiasmo. Finalmente en la quinta unidad el alumno conocerá y comprenderá los diversos procesos enzimáticos que son factibles de ser utilizados en el tratamiento de las aguas y aguas residuales. química orgánica. física y calculo diferencial e integral Comunicación oral y escrita Conocimiento de una segunda lengua Habilidades en el manejo de un lenguaje de computadora Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas Solución de problemas Competencias Interpersonales Capacidad crítica y autocrítica Trabajo en equipo Habilidades interpersonales Compromiso ético Competencias Sistémicas Liderazgo . Por su parte el profesor brindará los fundamentos teóricos de cada unidad temática. la puntualidad. para destinarlas Conocimientos de química general . Las evaluaciones de esta asignatura deberán reflejar el entendimiento. así mismo se pretende que el estudiante aprecie la importancia del conocimiento aprendido y generado. a diversos usos. la tenacidad. que desarrolle hábitos de estudio y de trabajo para que adquiera características tales como: la curiosidad. el interés. la autonomía y el compromiso ético y social.aguas. Durante el curso es muy importante que el estudiante valore las actividades que realiza y comprenda que está adquiriendo las competencias necesarias para abordar otras asignaturas de su formación profesional. 3. importancia y compromiso ético y social para fomentar un desarrollo sustentable en el país.. Academia de Ingeniería para la elaboración de Ambiental. Iniciativa y espíritu emprendedor Habilidades de investigación Capacidad de aprender Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica Habilidad para trabajar en forma autónoma Preocupación por la calidad 4.HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Participantes Observaciones (cambios y justificación) Instituto Tecnológico Representantes de la Reunión de Academia Superior de la Montaña. . temarios con pertinencia a la especialidad de la carrera.OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO (competencia específica a desarrollar en el curso) Comprender los conceptos básicos para la selección de las tecnologías alternativas en el tratamiento de aguas naturales y residuales. Conoce la Microbiología del agua Comprende los conceptos básicos de prevención y control de la contaminación del agua. 6.. Conoce los grupos funcionales de compuestos orgánicos. Identifica y resuelve problemas de balance de materia y energía Selecciona la bitácora de laboratorio de ingeniería ambiental. 5. Conoce las características de aguas residuales.. para destinarlas a diversos usos.COMPETENCIAS PREVIAS Conoce las estructuras de los compuestos químicos orgánicos e inorgánicos.. clasificación y aplicaciones 5.2 Enzimas como catalizadores .6 Diseño.6 Fotocatálisis 1.4 Agentes oxidativos 1.1 Coulombimetría 2.4..4 Biodegradación de compuestos aromáticos y xenobióticos 3.2 Potenciales de electrodo y ecuación de Nernst 2.2 Fuentes de energía 1.3 Mecanismos de reacción 1.2.2 Corrientes farádicas y no farádicas 2.1 Conceptos fundamentales de los métodos electroquímicos 2.1.5 Humedales naturales 4.2 Ecología microbiana 3.6 Aplicaciones 4.1 Transporte de masas debido a la corriente 2.2 Tipos de metabolismos 3.6 Aplicaciones 3.3 Remoción de compuestos orgánicos y xenobióticos 4.1 Cinética de crecimiento microbiano 3.5.5 Otros métodos electroanalíticos 2.7 Aplicaciones 2.TEMARIO Unidad Temas 1 Foto-oxidación 2 Métodos electroquímicos 3 Biorremediación 4 Fitorremediación 5 Métodos enzimáticos Subtemas 1.1 Introducción 1.2 Remoción de metales pesados 4.2.1 Conceptos fundamentales 5.5 Fotolisis 1.1 Conceptos generales 4.4 Métodos potenciométricos 2.3 Biorremediación de suelos contaminados con compuestos orgánicos 3.2 Voltamperometría 2.3 Clasificación y definición de los métodos electroanalíticos 2.5 Biodisponibilidad de contaminantes 3.4 Remoción de nutrientes 4.7.2.5.2 Corrientes en las células electroquímicas 2.2.1 Potenciometría directa 2.1 Conceptos fundamentales 3. para contribuir a la formación de las competencias para el trabajo experimental. utilizar medios audiovisuales para una mejor comprensión del estudiante. al llevar a cabo actividades prácticas.6. de manera que diariamente se genere un debate colectivo para coadyuvar a la construcción del conocimiento en los alumnos. .4 Definición de actividad enzimática 5.1 Estructura de las enzimas 5. hoja de cálculo.6. Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente para alcanzar el desarrollo sustentable. Cuando los temas lo requieran. Facilitar el contacto directo con materiales e instrumentos. así como con las prácticas de una agricultura sustentable.2 Características de las enzimas 5.3 Reacciones bisustrato-biproducto 5. se sugiere llevar a cabo exposición de temas con su respectivo análisis de textos técnico-científicos en inglés.2. Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas. Internet)..2 Factores que afectan a la velocidad de las reacciones enzimáticas 5.3 Clasificación de las enzimas 5. Tomar en cuenta el conocimiento de los estudiantes como punto de partida y como obstáculo para la construcción de nuevos conocimientos.SUGERENCIAS DIDÁCTICAS (desarrollo de competencias genéricas) Las sugerencias didácticas para esta asignatura deberán realizarse de manera individual y grupal con la pertinente gestión de la información. visitas a plantas de tratamiento de aguas residuales para la elaboración de trabajos de investigación. Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de la asignatura (procesador de texto.6 Cinética de las reacciones enzimáticas 5.1 Modelos teóricos de cinética enzimática 5. Mostrar flexibilidad en el seguimiento del proceso formativo y propiciar la interacción entre los estudiantes.5 Fuentes de enzimas 5.5. Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos. modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura.6. intercambio de ideas. para su análisis y solución. graficador. base de datos. Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente.2.7 Aplicaciones 8. Revisar artículos científicos referentes a aplicación de los métodos fotooxidativos en el tratamiento de aguas residuales.SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN La evaluación debe ser continua durante el semestre. Investigar y debatir la importancia de los métodos fotooxidativos como alternativa en el tratamiento de aguas residuales. y de terminología científicotecnológica. por lo que se debe considerar el desempeño en cada una de las actividades de aprendizaje. Propiciar el uso adecuado de conceptos. se sugiere integrar diferentes herramientas de evaluación. analizar y discutir los fundamentos y usos de la fotooxidación. Investigar. . haciendo énfasis en: Exámenes de conocimiento Trabajos de investigación participación individual y/o colectiva Exposición oral de diferentes temas Reporte de análisis de textos Reporte de visita a planta de tratamiento de aguas residuales Prácticas de laboratorio Reportes de prácticas de laboratorio 10. comprender e interpretar los fundamentos. instrumentos y las aplicaciones de los métodos electroquímicos en el tratamiento de aguas residuales.. mismos que deberán integrar todos los aspectos formativos.UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Fotooxidación. 9. Competencia específica a desarrollar Actividades de aprendizaje Analizar.. analizar y discutir el tema “biotecnología y sus aplicaciones”. Competencia específica a desarrollar Actividades de aprendizaje Conocer. Investigar y debatir en relación a biorremediación y sus aplicaciones. comprender y aplicar el uso de la biorremediación como alternativa para el tratamiento del agua residual.Unidad 2: Métodos electroquímicos. instrumentos y las aplicaciones de los métodos electroquímicos en el tratamiento de aguas residuales. Unidad 4: Fitorremediación. comprender e interpretar los fundamentos. comprender y aplicar la Investigar en fuentes información diversas desarrollo histórico de de el la . Comprender y discutir las técnicas microbiológicas que permitan tratar aguas residuales. Competencia específica a desarrollar Conocer. Investigar y discutir los fundamentos de los métodos electroquímicos. Investigar compuestos químicos y biológicos catalogados como contaminantes de aguas. Realizar y resolver ejercicios donde se implique la ecuación de Nernst. Actividades de aprendizaje Investigar. Revisar artículos científicos referentes a aplicación de los métodos electroquímicos en el tratamiento de aguas residuales. Unidad 3: Biorremediación. Competencia específica a desarrollar Actividades de aprendizaje Analizar. Interpretar y hacer un análisis sobre la clasificación enzimática. Revisar y en debate discutir artículos científicos relacionados con la aplicación de los métodos enzimáticos. Revisar y discutir artículos relacionados con la aplicación de la fitorremediación en el tratamiento de aguas residuales.. Gómez.técnica de alternativa residuales. sus características y aplicaciones. M. A. Sánchez y M. y sus características.FUENTES DE INFORMACIÓN 1. Márquez. analizar y discutir los métodos enzimáticos. La foto-oxidación en el tratamiento de aguas residuales. 2011. A. 2. Se. 3. . fitorremediación como para tratar aguas fitorremediación. Investigar en fuentes de información los procesos de obtención y purificación enzimática aplicada a tratamiento de aguas residuales. Investigar y debatir sobre la aplicación del sistema de humedales para el tratamiento de aguas residuales. Unidad 5: Métodos enzimáticos Competencia específica a desarrollar Actividades de aprendizaje Conocer y comprender los diversos procesos enzimáticos factibles de utilizar en el tratamiento de aguas residuales. Investigar. Foto-oxidación de vertidos químicos. Universidad del país Vasco. L. M. Analizar y debatir información sobre el método de fitorremediación. Junio 1999. Gutiérrez y L de la Fuentes. Ángeles. Septiembre 2000. 11. Técnicas de Fotooxidación como tratamiento de aguas residuales: aplicabilidad y eficacia. Urkiaga. M. 11. queda pendiente la descripción con detalle). Bioremedationand Natural Attenuation of Groundwater Contaminants: Process Fundamentals And Mathematical Models. 14. 13. . L. Mc Graw Hill 8. Mejía y J. Limusa. E. Determinación de la calidad de aguas residuales mediante métodos electroquímicos. Grisham. 9. Biotechnol. Karam. Winkler. 1. Nicell. Wiseman A. B. McGraw-Hill 7. F. Ephera. & Heinke Gary W. J. Garcés.. A. y Cox M. 2. Ed. Biotecnología Medioambiental. A. Everse. R. Ed. Transformación de sustancias químicas contaminantes del agua residual mediante foto-oxidación. Santamaría. P. Tecnologías de las enzimas. 1997. 5. 17.PRÁCTICAS PROPUESTAS (sólo se describen brevemente. Marín. Manual de Biotecnología de los Enzimas. K. Scragg. 1991 15. Sanz y R. Glynn Henry J. Volke y J.4. España: Omega.. Amils. M. J. Análisis Instrumental. 10.Walter Illman. Transformación de sustancias químicas contaminantes del agua natural mediante foto-oxidación. Vol II. J. J. 69. T. Leary J. INE. 4. Prentice Hall.. 12. Introduction to Instrumental Análisis. Principios de bioquímica. Ingeniería ambiental. J. Biotecnología y Medio Ambiente. Tratamiento biológico de aguas de desecho. 3. Everse y M. A. P. I. 2001. L. J. CRC. 1990 16. Gacesa. Nelson D. La fotocatálisis como alternativa para el tratamiento de aguas residuales. Velasco. A. Skoog. Tech. Lehninger. D. Barcelona. Determinación de detergentes en aguas residuales. Braun. Peroxidases in Chemistry and Biology. D. 141-153. J. 12. 6. Chem. Álvarez. Tecnologías de remediación para suelos contaminados. J. Potential Applications of Enzymes in Waste Treatment. E. Extracción y purificación enzimática de vegetales. . 10. 8. 6. Estandarización de técnicas para la determinación de parámetros físicos de las aguas residuales. 7.5. Estandarización de técnicas para la determinación de parámetros bacteriológicos de las aguas residuales. Tratamiento de aguas residuales por métodos enzimáticos. 9. Determinación de cianuro en aguas residuales. Determinación de cloro en aguas residuales.