Maestría en Ingeniería y Tecnología Ambiental

1ª PARTE: ASIGNATURAS

1. FUNDAMENTOS DE LA INGENIERÍA AMBIENTAL

   En esta asignatura se hace un repaso a los problemas ambientales que caracterizan a la sociedad actual, y al papel que desempeña la ingeniería ambiental como protectora del medio, la cual debe apoyarse en aspectos normativos, sociológicos y económicos, para cumplir con su cometido. Asimismo, se hace una introducción a la contaminación desde el punto de vista químico y se estudian las herramientas de gestión ambiental como paso previo para conseguir la sostenibilidad de los procesos.

   Algunos temas que se abordan en la asignatura son:

   CONCEPTOS BÁSICOS DE LA INGENIERÍA AMBIENTAL

   Definición de ingeniería ambiental. El desarrollo sostenible o sustentable. Factores y procesos ligados a la ingeniería ambiental. La química de los contaminantes.

   LA NORMATIVA AMBIENTAL COMO MOTOR DE LA TECNOLOGÍA

   Introducción. El ordenamiento internacional. La tutela del medio ambiente en el seno de la Unión Europea. La tutela del medio ambiente en Latinoamérica y el Caribe. La tutela del medio ambiente en los EE. UU.

   IMPACTO MEDIOAMBIENTAL ASOCIADO AL EMPLEO DE LA TECNOLOGÍA

   Introducción. Cambio climático y efecto invernadero. La lluvia ácida. El agotamiento de la capa de ozono. La marea negra. Efectos sobre el entorno asociados a la explotación de la energía nuclear. La niebla fotoquímica. La degradación del suelo.

   HERRAMIENTAS DE GESTIÓN AMBIENTAL

   Evaluación del Impacto Ambiental. Análisis del Ciclo de Vida (ACV). La Ecoetiqueta Europea.

2. INGENIERÍA DE VALORIZACIÓN Y TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS

   Después de una primera asignatura donde se estudian la recogida selectiva como un método de homogeneización de residuos, y diversos procedimientos de valorización (compostaje, metanización, pirólisis, entre otros.), se aborda la gestión de los residuos químicos e industriales desde una perspectiva no excluyente, es decir, involucrando a la mayor parte de los departamentos y política general de la empresa. Posteriormente, se realiza una exposición de los conceptos teóricos básicos que permitirán comprender fácilmente la serie de ejemplos de reciclaje de residuos ligeros, la mayoría de los cuales se destinan a materiales de construcción. Finalmente, desde un punto de vista técnico, se describe la tecnología de vitrificación, que da lugar a productos más estables y menos lixiviables.

   LA GESTIÓN INTEGRAL DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS

   Introducción. Concepto de residuo y subproducto. Tipos de residuos sólidos. Gestión de los residuos. El reciclaje de los residuos. Estrategias de la Unión Europea sobre la gestión de residuos. Política futura en la gestión de los residuos.

   LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS

   Introducción. Producción de residuos sólidos urbanos. Composición de los residuos sólidos urbanos. Sistemas de gestión integral de los residuos sólidos urbanos. La recogida selectiva. El compostaje. Tratamiento térmico de los residuos sólidos urbanos. El vertido en depósito controlado.

   ANEXO I: GESTIÓN DE LIXIVIADOS DE VERTEDERO

   Introducción. Composición del lixiviado. Factores que afectan a la generación del lixiviado. Condicionantes utilizados en el tratamiento de lixiviados. Operativa de los métodos.

   ANEXO II: DESGASIFICACIÓN DE VERTEDEROS

   Fases de producción de biogás. Composición del biogás. Diseño básico de los sistemas de extracción de gases. Aplicaciones del gas captado.

   ANEXO III: EXPLOTACIÓN DE UN VERTEDERO

   Generalidades. Preparación de la zona de vertido. Sistemas de explotación de vertederos controlados. Disposición del residuo. Controles a realizar durante la explotación. Programa de seguridad e higiene. Orientaciones económicas.

   ANÁLISIS Y CRÍTICA DE MEDIOS

   Introducción. Gestión de los residuos industriales. Caracterización de los residuos industriales. Clasificación de los residuos industriales. Reciclaje de los residuos industriales. Los envases y los residuos de envases.Tendencias en la gestión de los residuos industriales.

   ANEXO IV: DISPOSICIÓN DEL RECHAZO DE LOS RESIDUOS INDUSTRIALES

   Introducción. Alternativas para la gestión de los residuos industriales. La incineración de residuos líquidos y pastosos. Tratamientos fisicoquímicos. Procesos biológicos. La deposición de residuos industriales.

   FABRICACIÓN DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN A PARTIR DE RESIDUOS

   Introducción. Técnicas de solidificación de residuos. La ceramización. Contenido energético de los materiales de construcción. Residuos destinados a la fabricación de materiales ligeros. Residuos destinados a la fabricación de materiales densos. Consideraciones ambientales de los materiales de construcción.

   VITRIFICACIÓN: UNA TECNOLOGÍA PARA LA VALORIZACIÓN DE RESIDUOS

   Introducción. La naturaleza vítrea. La vitrificación como tecnología industrial. Aspectos energéticos de la vitrificación. Limitaciones de la vitrificación. Ejemplos de residuos empleados en procesos de vitrificación. Otras técnicas de vitrificación.

   VALORIZACIÓN DE RESIDUOS QUÍMICOS

   Introducción. Marco histórico. La ecología industrial. Origen de los residuos químicos. Métodos de valorización. Estudio de viabilidad de la valorización. Conclusiones.

3. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES

   Desde un enfoque fundamentalmente técnico, se describe la necesidad de incorporar la dimensión ambiental del recurso hídrico para asegurar la conservación, la calidad y el uso racional del agua. Tras conocer las características de las aguas residuales, se estudian algunos de los tratamientos a los que se someten las aguas en las plantas de depuración.

   Posteriormente, se exponen algunos de los tratamientos a los que se somete el agua destinada al consumo humano y se muestran en detalle las características de las aguas residuales, dependiendo de las actividades industriales que las generan (textil, papelera, alimentaria, recubrimiento de superficies, entre otras.), y los tratamientos más adecuados para cada caso.

   DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES

   FIntroducción. Convenios de reducción de la polución. Vertido de aguas residuales. Sectores industriales. Operaciones unitarias iniciales. Procesos de depuración aplicados por las industrias. Esquemas típicos de depuración. Tecnologías limpias. Las mejores técnicas disponibles. Costes de inversión en las EDAR's.

   PROCESOS FÍSICOS DE DEPURACIÓN: LA FILTRACIÓN

   Parámetros de caracterización de las aguas residuales. Generalidades sobre la filtración. Medio filtrante. Mecanismo de la filtración. Modelos matemáticos. Condiciones de empleo y punto óptimo de funcionamiento. Filtración mediante lecho. Filtración mediante soporte. Filtración mediante membranas. Otros tipos de filtros.

   PROCESOS QUÍMICOS DE DEPURACIÓN: COAGULACIÓN Y FLOCULACIÓN

   Introducción. Fundamentos técnicos del proceso de coagulación y floculación. Reactivos químicos empleados en los procesos de coagulación. Reactivos químicos empleados en los procesos de floculación. Selección del coagulante-floculante en el laboratorio. Preparación y dosificación de reactivos. Optimización en la dosificación de reactivos. Aplicaciones de los coagulantes y floculantes.

   PROCESOS BIOLÓGICOS DE DEPURACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES

   Tratamientos aerobios y anaerobios. Principios de la depuración biológica. Tratamientos biológicos de tipo natural. Tratamientos de instalación. Otros sistemas de tratamiento biológico. Eliminación de nutrientes. Tratamiento de fangos.

   TRATAMIENTO POR ÓSMOSIS INVERSA

   Introducción. Definiciones. El mecanismo de rechazo. Ecuaciones fundamentales. Factores que influyen en la eficacia de las membranas. Tipos de módulos de ósmosis inversa. Ensuciamiento de las membranas. Mantenimiento, lavado y conservación de los módulos. Instalaciones de ósmosis inversa. Consideraciones económicas. Consideraciones energéticas. Consideraciones ambientales. Ejemplos de aplicación.

   PROCESOS DE INTERCAMBIO IÓNICO

   El intercambio iónico. Estructura y tipos de resinas. Resistencia de la resina frente a agentes externos. Morfología del dispositivo. Aplicaciones de las resinas en el tratamiento de efluentes. El sector de tratamiento de superficies. Agotamiento y regeneración de la resina. Aspectos ambientales.

   REUTILIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES

   Introducción. Normativa de aplicación sobre la reutilización de aguas residuales. Patógenos e indicadores biológicos de calidad de las aguas. Tratamientos avanzados para la regeneración y desinfección de aguas residuales. Usos industriales del agua reutilizada. Modelos de reutilización-regeneración de agua en el sector industrial. Otros usos del agua reutilizada.

   POTABILIZACIÓN DEL AGUA

   Introducción. Normativa. Tratamiento de potabilización del agua de superficie. Desinfección del agua. Tratamientos de potabilización de aguas salobres y subterráneas.

   BUENAS PRÁCTICAS EN LA INDUSTRIA

   La industria agroalimentaria. La industria de pieles y curtidos. La industria textil. La industria papelera. La industria de tratamiento de superficies. La industria química.

   CASOS PRÁCTICOS

   Industria agroalimentaria. Industria de los curtidos. Industria textil. Industria papelera. Industria de tratamiento de superficies. Industria química

   ANEXO I: DIMENSIONADO DE UNA INSTALACIÓN DE FANGOS ACTIVADOS

   Introducción. Elementos implicados. Fundamentos del dimensionado. Cálculo de las bases de dimensionado a partir de los valores característicos existentes. Contaminación de las aguas residuales. Dimensionamiento de la balsa de activación. Dimensionamiento del decantador secundario

   ANEXO II: MODELIZACIÓN DE PROCESOS BIOLÓGICOS EN LA DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES

   Introducción. Definiciones. Tipos de modelos y criterios de elección. Pasos a seguir para la correcta elaboración de un modelo. Modelos del proceso de depuración biológica. Modelo de decantación o sedimentación. Consideraciones finales. Ejemplo de simulación.

4. TRATAMIENTO DE EFLUENTES GASEOSOS

   Se describen aquellos contaminantes que pueden causar efectos perjudiciales sobre el hombre y su entorno, producto principalmente del empleo de combustibles fósiles en la generación de energía, sistemas de calefacción y vehículos a motor. Asimismo, se enuncian los conceptos de emisión e inmisión de los contaminantes y las medidas correctoras impuestas en todas las industrias, a fin de que no se rebasen los niveles de calidad admisibles durante el tiempo que permanezca en funcionamiento la instalación en condiciones normales.

   Algunos temas que se abordan en la asignatura son:

   NATURALEZA DE LOS CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

   Introducción. Emisiones atmosféricas. Inmisión de contaminantes atmosféricos. Combustión, combustibles fósiles y contaminación atmosférica. Formas de valoración de las concentraciones de emisión e inmisión. Emisión y legislación.

   DISPERSIÓN DE LOS CONTAMINANTES EN LA ATMÓSFERA

   Introducción. Características principales de las chimeneas. Influencia de las emisiones en la dispersión de contaminantes en la atmósfera. Influencia de las condiciones meteorológicas en la dispersión de contaminantes en la atmósfera. Mecanismos de dispersión de contaminantes atmosféricos. Modelos de dispersión de contaminantes atmosféricos. Bases físicas de la dispersión de contaminantes en la atmósfera

   CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

   Introducción. Sistemas de depuración de efluentes atmosféricos contaminados. Un caso particular: las plantas de incineración de residuos. Centrales térmicas de carbón. Otros casos prácticos de corrección de emisiones gaseosas en actividades industriales.

   MUESTREO DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

   Introducción. Muestreo de partículas. Muestreo de gases. Métodos de muestreo. Medidores de caudal de aire.

   ANÁLISIS DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

   Introducción. Análisis de partículas. Análisis de dióxido de azufre (SO2). Análisis de monóxido de carbono (CO). Análisis de óxidos de nitrógeno (NO y NO2). Análisis de ozono (O3). Análisis de compuestos orgánicos volátiles (COV's).

   CASOS PRÁCTICOS

5. VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RESIDUOS

   En el contexto de una solución integral de valorización de residuos, la recuperación de energía desempeña un papel muy importante. En esta asignatura se exponen en detalle los principales procesos de valorización energética para obtener energía eléctrica de los residuos que, en otras condiciones, serían depositados en el vertedero. Asimismo, se hace un repaso exhaustivo y fácilmente comprensible con multitud de diagramas ejemplo del sistema de cogeneración, como proceso utilizado y aceptado para la producción combinada de potencia y calor.

   COMPOSICIÓN Y CAPACIDAD ENERGÉTICA DE LOS COMBUSTIBLES

   Naturaleza del combustible. Combustibles sólidos. Combustibles líquidos. Combustibles alternativos. Transformaciones del combustible. Poder calorífico de los combustibles.

   COMBUSTIÓN Y DESTRUCCIÓN TÉRMICA DE RESIDUOS

   Definición de combustión. La combustión como proceso químico. El aire en la combustión. El diagrama de combustión. Eficacia de la combustión. Destrucción térmica de residuos.

   VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE LOS RSU: LA INCINERACIÓN

   Introducción. Tipos de plantas de incineración de RSU. Legislación europea aplicable a la incineración de RSU. La incineración dentro del sistema integrado de gestión de residuos. Funcionamiento de una planta incineradora de RSU. Recuperación de energía. Impacto ambiental y riesgo sanitario de las plantas incineradoras. Viabilidad económica de una planta incineradora de RSU. Conclusiones.

   OTROS PROCESOS DE CONVERSIÓN ENERGÉTICA DE LA FRACCIÓN ORGÁNICA DE LOS RESIDUOS

   Introducción. Combustión/Incineración. Pirólisis. Gasificación. Metanización o fermentación anaerobia. Valorización energética de los fangos de EDAR. Desgasificación de depósitos controlados.

   COGENERACIÓN

   Aspectos generales de la cogeneración. Turbinas de vapor. Turbinas de gas. Ciclo combinado. Cogeneración con motor alternativo de combustión interna.

   CASOS PRÁCTICOS

   ANEXO I: SISTEMAS DE DEPURACIÓN DE EFLUENTES ATMOSFÉRICOS CONTAMINADOS

   ANEXO II: MARCO ENERGÉTICO MUNDIAL ACTUAL Y FUTURO

6. RECUPERACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS

   Se realiza un repaso a los contaminantes habituales presentes en lo suelos, y a los procesos e interacciones que ocurren en su interior. A su vez, se da un repaso en profundidad a las herramientas necesarias para llevar a cabo la caracterización de la contaminación edáfica, así como a las tecnologías de recuperación empleadas en la descontaminación de suelos y de su seguimiento y control posterior.

   INTRODUCCIÓN

   Conceptos y definiciones generales: suelo, precipitación e infiltración, evaporación y evapotranspiración, etc. Fuentes de contaminación y tipos de contaminantes más comunes. Metales pesados. Plaguicidas y herbicidas. Compuestos orgánicos volátiles (VOC´s). Policlorobifenilos (PCB´s). Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos (PAH). Nutrientes. Contaminantes radiactivos y otros contaminantes inorgánicos. Emisiones ácidas a la atmósfera. Utilización de agua de riego salina. Contaminación por actividades mineras.

   FASE DE INVESTIGACIÓN DEL EMPLAZAMIENTO POTENCIALMENTE CONTAMINADO

   Descripción de las actividades históricas y actuales (naturales y antrópicas). Fuentes de contaminación. Plan de muestreo e investigación del suelo contaminado. Predicción de la evolución y dispersión de la contaminación: modelización. Análisis de riesgos.

   FASE DE DISEÑO E IMPLANTACIÓN DE TÉCNICAS DE SANEAMIENTO Y/O RECUPERACIÓN

   Introducción. Principales técnicas utilizadas en la descontaminación de suelos: tratamientos biológicos, procesos físicos, procesos térmicos, procesos químicos, solidificación/estabilización, técnicas innovadoras de tratamiento. Restauración del suelo en actividades mineras.

   FASE FINAL DE CONTROL Y SEGUIMIENTO

   Aspectos generales en la ordenación del territorio respecto a los suelos contaminados: desde un punto de vista regional y desde un punto de vista local.

7. GESTIÓN Y AUDITORÍAS AMBIENTALES EN LA EMPRESA. ISO 14001

   Se describen los Sistemas de Gestión Medioambiental (SGMA) como una herramienta que pretende organizar y formalizar los procedimientos que la empresa realiza al considerar los aspectos medioambientales en todas sus actividades. Asimismo, se exponen de una forma didáctica y clara los pasos necesarios para la implementación de este instrumento de gestión ambiental, orientado a la protección del medio ambiente y a la reducción de las barreras del comercio internacional.

   EMPRESA Y MEDIO AMBIENTE

   Introducción. Medidas de protección medioambiental. Normalización.

   LOS SISTEMAS DE GESTIÓN MEDIOAMBIENTAL EN LA EMPRESA (SGMA)

   Introducción. Qué es un SGMA. Para qué sirven y por qué se implantan los SGMA. Quién puede implantar un SGMA. Partes involucradas en la implantación de un SGMA. Cómo se implantan los SGMA. Elección del SGMA. Balance mundial de implantación de la norma ISO 14001.

   LA NORMA ISO 14001

   La familia de normas ISO 14000. Estructura del documento ISO 14001. Definiciones. Objetivos y alcance de la norma ISO 14001. Principios básicos de la norma ISO 14001. Ciclo de mejora continua. Implantación de la norma ISO 14001. Revisión por la Dirección. Certificación del SGMA según la norma ISO 14001.

   DOCUMENTACIÓN DEL SGMA ISO 14001

   Nivel I: Manual de gestión medioambiental. Nivel II: Procedimientos. Nivel III: Instrucciones. Nivel IV: Registros. Control de la documentación.

   AUDITORÍAS AMBIENTALES

   Introducción. Qué es una auditoría medioambiental. Por qué se hace una auditoría medioambiental. Objetivos de la AMA. Alcance de la AMA. Tipos de AMA. Quién hace la AMA. Cómo se hace una AMA. Fase de preparación de la auditoría. Fase de ejecución. Fase de información o de informe. Relaciones entre la AMA y el estudio de impacto ambiental. La auditoría de conformidad con la ISO 14001

   MANUAL DE AUDITORÍA

   Datos generales de la Auditoría. Datos generales de la instalación. Documentos exigidos por la Administración. Utilities. Consumos y calidades del agua. Contaminación atmosférica. Aguas residuales. Residuos.

   CASOS PRÁCTICOS

2ª PARTE METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y PROYECTO FINAL DE MAESTRÍA - TESIS DE GRADO

La segunda parte de la Maestría en Ingeniería y Tecnología Ambiental consiste en la realización de la asignatura de Metodología de Investigación Científica (50 horas) y la elaboración de un Proyecto Final o Tesis de Grado con una duración estimada de 100 horas.

La asignatura de Metodología de Investigación Científica presenta las etapas del proceso de investigación y sus técnicas, con el propósito de que el estudiante tenga un acercamiento con el método científico y le facilite generar aportaciones dentro de su campo de trabajo. El temario se ha dividido en varios capítulos con ejercicios, los cuales pretenden lograr un aprendizaje progresivo de los conceptos básicos y los métodos de investigación.

El Proyecto Final de la Maestría (PFM) consiste en la elaboración de un trabajo de investigación y/o profesionalizador, en base a un protocolo de interactuación entre el estudiante y el director de PF, que permita conocer el grado de conocimiento de un estudiante sobre uno o varios temas relacionados con el Programa.

Este Proyecto se puede ir elaborando paralelamente al estudio de las asignaturas. De hecho, se sugiere comenzar a trabajar en su desarrollo cuando se hayan cubierto como mínimo las 2/3 partes del Programa.

Nota: El contenido del programa académico puede estar sometido a ligeras modificaciones, en función de las actualizaciones o de las mejoras efectuadas.