Mcta a CIMAV

7/26/2019 Mcta a CIMAV

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CENTRO DE INVESTIGACION EN MATERIALES AVANZADOS S.C.

PLAN DE ESTUDIOS DE MAESTRA EN CIENCIA Y TECNOLOGA AMBIENTAL

4 CICLOS SEMESTRALES: DURACION DEL CICLO 20 SEMANAS

MODALIDAD: ESCOLARIZADA CLAVE DEL PLAN DE ESTUDIO 103558


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ndice

Contenido PginaI. Plan de Estudios

Antecedentes Justificacin de la actualizacin Objetivo general del plan de estudios Perfil de ingreso Perfil de egreso LGAC Mapa curricular Operacin del plan de estudios Seminario final Sistema Tutoral Normas para la evaluacin curricular

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II. Descripcin de las materias bsica 16III. Descripcin de las materias formativas deespecializacin

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IV. Descripcin de las materias optativas 67


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I.-Plan de estudios

ANTECEDENTESEl cuidado del medio ambiente es un tema de inters mundial. Lo que preocupa y ocupa estratar de mantener el equilibrio de ste, el cual se ha alterado como consecuencia de losmodelos de desarrollo, principalmente por la industrializacin y explosin demogrfica.Algunas de las huellas o impactos ambientales de orden mundial son el cambio climtico, lareduccin de la capa de ozono, la lluvia cida, el incremento de los residuos municipales eindustriales, la contaminacin del suelo y el agua por metales pesados y desechos txicos, laprdida de recursos forestales, la desertificacin, la sobreexplotacin de los recursos hdricosy la prdida de la biodiversidad.En el 2012, a travs del programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) yconforme al quinto informe de Perspectivas del Medio Ambiente Mundial (GEO5), seidentificaron los problemas ambientales emergentes y los retos que conllevan (Tabla 1). Seconsideran emergentes por ser cruciales para el ambiente global y requieren atencinprioritaria por los programas de las Naciones Unidas u otras instituciones internacionales.

Tabla1.Problemas ambientales emergentes globales y retos identificados por PNUMA yGEO5

Tema Ambiental Retos

Cambio climtico Medidas de mitigacin y adaptacin

Energa Desarrollo de energas renovables como solucin alcambio climtico y seguridad energtica.

Biodiversidad Integracin de la biodiversidad en problemasecolgicos y econmicos.

Agua dulce y de ocanos Gestin integrada de recursos hdricos y zonascosteras.

Deterioro por contaminantes emergentes comofarmacuticos, nanopartculas, productos de cuidadopersonal, microplsticos, etc.

Productos qumicos ydesechos

Usar medidas preventivas en nuevas tecnologa yproducto qumicos (ej. Nanotecnologas, biologasinttica, etc.).Enfoque en estrategias de disminucin de desechos (ej,radiactivos, electrnicos, etc.)

Tierra y alimentos Mejorar la produccin de alimentos sustentablemente,inversin en tierras de cultivo, degradacin de la tierra

La preocupacin por el deterioro ambiental y su impacto en la salud y el desarrollo ha llevadoa los gobiernos y mximos representantes de pases a adoptar medidas polticas, jurdicas ysociales que se comprometan con el cuidado del medio ambiente. Mxico se ha sumado a lasmedidas internacionales suscribiendo importantes acuerdos, entre los que destacan elConvenio sobre Diversidad Biolgica; la Convencin Marco de las Naciones Unidas sobre elCambio Climtico y su Protocolo de Kyoto; el Convenio de Estocolmo, sobre contaminantesorgnicos persistentes; el Protocolo de Montreal, relativo a las sustancias que agotan la capade ozono; la Convencin de Naciones Unidas de Lucha contra la Desertificacin; laConvencin sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas de Fauna y FloraSilvestres; y los Objetivos del Milenio de la Organizacin de las Naciones Unidas.

Acuerdos/Programas Internacionales en Materia de Medio Ambiente y Energa

A nivel bilateral, Mxico ha hecho acuerdos con Estados Unidos a travs del Programa


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Frontera 2020, con la misin de proteger el medio ambiente y la salud pblica en la reginfronteriza de ambos pases. Las metas estratgicas del Programa Frontera 2020 son:

1. Reducir la Contaminacin del Aire2. Mejorar el Acceso a Agua Limpia y Segura3. Promover el Manejo Integral de Materiales y Residuos y Sitios Limpios

4. Mejorar la Preparacin Conjunta de Respuesta Ambiental5. Fortalecer el Cumplimiento de la Ley y la Promocin de una Gestin AmbientalResponsable.

El Programa Frontera 2020 [1] fomenta el uso de las siguientes herramientas con el fin decomplementar las metas y objetivos: Tcnicas de prevencin de la contaminacin, acciones desalud pblica, gestin sustentable de recursos hdricos, informacin ambiental, desarrollo depolticas y normatividad, asistencia para la aplicacin y el cumplimiento de la ley, educacin ycapacitacin ambiental, planificacin y desarrollo de infraestructura, entre otras.Mxico tambin es partcipe del Acuerdo de Cooperacin Ambiental de Amrica del Norte(ACAAN) a travs de la Comisin para la Cooperacin Ambiental (CCA). Este se cre con elfin de facilitar la cooperacin efectiva en la conservacin, proteccin y fortalecimiento delmedio ambiente en el contexto de los crecientes vnculos econmicos, comerciales y socialescon Canad y Estados Unidos. Con la idea de incrementar la eficacia y relevancia delprograma, la nueva orientacin estratgica fijada por la CCA [2] dentro del Plan Estratgico2010-2015, establece como prioridades ambientales trilaterales las siguientes:

1. Comunidades y ecosistemas saludables.2. Cambio climticoEconomas bajas en carbono.3. Sustentabilidad ambiental de la economa de Amrica del Norte.

Por otro lado, en la U.E. se ha apoyado el estudio de las energas renovables desde hacevarios aos. Recientemente a travs de los programas Framework y en la actualidad

mediante el programa Horizonte 2020 en el que participa Mxico. En el caso especfico de laenerga solar para calor de proceso (SHIP, por sus siglas en ingls) se puede ver que al

menos desde el 6to. Framework (20022006), mediante el proyecto de SOLERA, se haapoyado el estudio de otras fuentes de energa. Este proyecto estudi la viabilidad tcnica deSHIP. El 7mo. Framework (20072013), a travs del proyecto InSun construy plantasdemostrativas en industrias reales. El programa actual, Horizonte 2020 mediante el proyectode SPIRE LC2, apoya el estudio de procesos y tecnologas innovadoras para la aplicacinde SHIP. Adems de estos programas, el Horizonte 2020 tambin financia estudios declimatizacin solar en edificaciones, el uso de sistemas fotovoltaicos modernos, entre otros.Como se puede ver en estos ejemplos, la U.E. sigue apoyando de manera decidida el estudiode las energas renovables y la formacin de recursos humanos de alto nivel.Panorama Nacional

Como se mencion anteriormente, Mxico es un pas activo en la agenda internacional de

medio ambiente y desarrollo sustentable, participa en 90 acuerdos y protocolos vigentes,siendo lder en temas como cambio climtico y biodiversidad. No obstante, el crecimientoeconmico del pas sigue estrechamente vinculado a la emisin de compuestos de efectoinvernadero, generacin excesiva de residuos slidos, emisin de contaminantes a laatmsfera, descarga de aguas residuales no tratadas y prdida de bosques y selvas. El costoeconmico del agotamiento y la degradacin ambiental en Mxico en 2011 represent el 6.9%del PIB, segn el Instituto Nacional de Estadstica y Geografa (INEGI).Por ello el tema ambiental es muy relevante para el desarrollo nacional, como se establece enel objetivo 4 del plan de desarrollo nacional 2013-2018, de impulsar y orientar un crecimientoverde incluyente y facilitador que preserve nuestro patrimonio natural al mismo tiempo quegenere riqueza, competitividad y empleo de manera eficaz. Ese objetivo se soporta en 4

estrategias:4.4.1. Implementar una poltica integral de desarrollo que vincule la sustentabilidad ambiental


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con costos y beneficios para la sociedad.4.4.2. Implementar un manejo sustentable del agua, haciendo posible que todos los mexicanostengan acceso a ese recurso.4.4.3. Fortalecer la poltica nacional de cambio climtico y cuidado al medio ambiente paratransitar hacia una economa competitiva, sustentable, resiliente y de bajo carbono.

4.4.4. Proteger el patrimonio natural.

Algunas lneas de accin representativas para las estrategias planteadas son: Promover el uso y consumo de productos amigables con el medio ambiente y de

tecnologas limpias, eficientes y de bajo carbono. Impulsar la planeacin integral del territorio, considerando el ordenamiento ecolgico y el

ordenamiento territorial para lograr un desarrollo regional y urbano sustentable. Asegurar agua suficiente y de calidad adecuada para garantizar el consumo humano y la

seguridad alimentaria. Promover el uso de sistemas y tecnologas avanzados, de alta eficiencia energtica y de

baja o nula generacin de contaminantes o compuestos de efecto invernadero. Impulsar y fortalecer la cooperacin regional e internacional en materia de cambio

climtico, biodiversidad y medio ambiente. Lograr un manejo integral de residuos slidos, de manejo especial y peligrosos, que incluya

el aprovechamiento de los materiales que resulten y minimice los riesgos a la poblacin y almedio ambiente.

Realizar investigacin cientfica y tecnolgica, generar informacin y desarrollar sistemasde informacin para disear polticas ambientales y de mitigacin y adaptacin al cambioclimtico. Continuar con la incorporacin de criterios de sustentabilidad y educacinambiental en el Sistema Educativo Nacional, y fortalecer la formacin ambiental ensectores estratgicos.

Contribuir a mejorar la calidad del aire, y reducir emisiones de compuestos de efectoinvernadero mediante combustibles ms eficientes, programas de movilidad energtica

sustentable y la eliminacin de los apoyos ineficientes a los usuarios de los combustiblesfsiles.

Recuperar los ecosistemas y zonas deterioradas para mejorar la calidad del ambiente y laprovisin de servicios ambientales de los ecosistemas.

Dentro de las acciones tomadas para el cumplimiento de las metas nacionales y globales deMxico en la Temtica Ambiental, se han desarrollado agendas y programas cubriendo lostemas prioritarios actuales. Recientemente se formul la Agenda del Agua 2030 en lacelebracin del Da Mundial del Agua en marzo del 2010, en la cual se desarrollaron 13rigurosos estudios tcnicos de anlisis de las alternativas para el uso sustentable del agua enel horizonte 2030, uno por cada una de las regiones hidrolgico administrativas en que se

divide el pas y stas a la vez se subdividieron por regin hidrolgica y por entidad federativapara tener resultados suficientemente detallados e integrables de ms de una forma [3].Tambin se han desarrollado programas para disponer del conocimiento apropiado pararesolver los problemas ambientales de la Agenda Nacional, prevenir y reducir impactosfuturos, y asumir sus obligaciones internacionales. En el Programa Sectorial de MedioAmbiente y Recursos Naturales, se establece que las decisiones de poltica pblica en materiaambiental se deben sustentar en la mejor evidencia cientfica y tcnica disponible para quelogren el propsito de sustentabilidad y de beneficio social. Basndose en enfoquesmultidisciplinarios que consideren los aspectos biolgicos, fsicos y qumicos de losecosistemas, as como las interacciones antropognicas existentes y las relaciones polticas,sociales y culturales que influyen sobre la conservacin y el uso de los ecosistemas y los

recursos naturales. Para ello, la SEMARNAT considera indispensable fomentar, consolidar yaprovechar todos los esfuerzos individuales y colectivos, de instituciones y empresas, a favor


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de la investigacin en materia ambiental, para que complementados con la investigacincientfica y tcnica aplicada que realizan institutos especializados, el pas disponga delconocimiento para resolver los problemas ambientales prioritarios [4].As mismo, el Programa Nacional de Medio Ambiente y Recursos Naturales (PNMAyRN),establece que la investigacin, el desarrollo tecnolgico y la formacin de recursos humanos

son los elementos clave para lograr las metas establecidas en el Plan Nacional de Desarrollo2013-2018 (PND) y el Programa Nacional Hdrico (PNH).En el tema energtico, se ha tomado en consideracin la creciente participacin de lasenergas renovables en el mundo, y a travs de la Estrategia Nacional para la TransicinEnergtica y el Aprovechamiento Sustentable de la Energa, se estn impulsando polticas,programas, acciones y proyectos enfocados al logro de una mayor utilizacin yaprovechamiento de las fuentes de energa renovables y las tecnologas limpias. Tambin sehan girado diversas leyes y regulaciones en esta materia, que proporcionan certeza jurdica alos usuarios que desean implementar el uso de energas renovables en nuestro pas. Entre lasque destacan, la Ley para el Aprovechamiento de Energas Renovables y el Financiamiento dela Transicin Energtica (LAERFTE), que regula el uso de fuentes alternativas para lageneracin de energa elctrica con fines distintos a la prestacin del servicio pblico; elPrograma Especial para el Aprovechamiento de Energas Renovables [5] que tiene comopropsito primordial establecer las polticas pblicas en la materia, al determinar metas para eluso de dichas fuentes de energa y las acciones por desempear para alcanzarlas, conestricto apego a los objetivos generales del Plan Nacional de Desarrollo [6]; el ProgramaSectorial de Energa [7] y del Programa Nacional de Infraestructura [8]; el Programa para laPromocin de Calentadores Solares de Agua en Mxico (Procalsol), los programas en materiade bio-energticos.De acuerdo a la Prospectiva de Energas Renovables 2012-2026 [9] y a la meta establecida enla LAERFTE, se espera contar con al menos 35% de participacin en generacin detecnologas no fsiles al ao 2024 [10]. En cuanto a las proyecciones de infraestructura en elperiodo 2012-2026, al final del periodo se espera que la capacidad adicional instalada con

energas renovables y grandes hidroelctricas sea de 18,505 MW; 20,545 MW y 22,788 MWen los escenarios de planeacin bajo y alto, respectivamente. Con respecto a las proyeccionesde generacin de calor mediante fuentes de energa renovable (solar y lea), se estima demanera particular que con el desarrollo del Programa para la promocin de calentadoressolares en Mxico (Procalsol) y la evolucin propia del mercado de calentadores solares deagua se contar con la instalacin adicional de 12.3, 17.9 y 26.7 millones de metros cuadradosde superficie de calentadores solares en los escenarios de planeacin bajo y alto,respectivamente.Panorama regional

En concordancia con el plan de desarrollo nacional y reconociendo los compromisos asumidosa nivel internacional, el Estado de Chihuahua incluye el tema de Medio Ambiente y

Sustentabilidad como un eje importante del plan estatal de desarrollo 2010-2016. Los temasprioritarios en el Estado son Agua, Ecologa y Medio Ambiente y Energas alternativas .Uno de los objetivos en el tema agua es disponer de un suministro suficiente de agua debuena calidad para el consumo de la poblacin y para las actividades productivas presentes yfuturas as como restablecer el equilibrio bsico entre la extraccin del agua y la recarga,aprovechndola de manera sustentable para el progreso econmico y social. En relacin altema de medio ambiente uno de los objetivos es de elaborar e iniciar la implementacin deAcciones Estatales ante el Cambio Climtico; mejorar la calidad del aire en las principalesciudades del Eestado de Chihuahua; reforzar los programas para el manejo integral de losresiduos slidos urbanos y de manejo especial en el Estado; consolidar el ordenamientoecolgico del territorio estatal; e Implementar programas de educacin ambiental en el Estado

de Chihuahua.En cuanto al tema de energa en el Estado de Chihuahua, una de las estrategias para revertir


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el cambio climtico, incluye la utilizacin de las energas renovables que actualmente es casinula, pese a que existen las condiciones para explotarlas a su mxima capacidad. Siendo unagran oportunidad para el Estado de Chihuahua, pues tan slo en energa solar se cuenta conrecursos por encima de la media nacional (5 kWh/m2). Adems se cuenta con gran potencialen energa elica, hidrolgica, de biomasa y trmica. Por lo que los objetivos se enfocan en

impulsar en el Estado el uso de energas alternativas limpias y renovables, para disminuir eluso de la energa que se produce a travs de mtodos que implican el uso de energas norenovables y evitar la contaminacin al medio ambiente; posicionar al Estado de Chihuahuacomo lder en energas alternas y mercados verdes; y promover el uso de energasalternativas, que contribuyan a reducir costos particularmente en los sectores agropecuario eindustrial.As mismo, en la regin norte del pas, los temas prioritarios estn orientados a lograr eldesarrollo rural sustentable con visin productiva y social. Se hace nfasis en el adecuado usoy tratamiento del agua, as como el aprovechamiento racional y recuperacin de ecosistemas;la explotacin de energas renovables; fortalecer la coordinacin de las autoridades de los tresrdenes de gobierno y la sociedad, para ejercer un estricto control de la explotacin de losmantos acuferos y abatir los problemas de contaminacin en cuencas y ros; impulsar elmanejo integral de residuos slidos; promover el mejoramiento de la calidad del aire en losprincipales centros urbanos.

JUSTIFICACIN DE LA ACTUALIZACIN

Para enfrentar los retos planteados en la agenda ambiental nacional y avanzar por el caminode la sustentabilidad ambiental, Mxico requiere impulsar la Investigacin, DesarrolloTecnolgico, y Formacin de Recursos Humanos (IDTyFRH) que incorpore los temas queactualmente son prioritarios a nivel global, nacional y local, como: Cambio climtico, energa,biodiversidad, agua dulce y ocanos, residuos peligrosos y sustancias txicas, tierra yalimentos. Como se indic antes, el Programa Nacional de Medio Ambiente y RecursosNaturales (PNMAyRN), establece que la IDT y FRH en temtica ambiental son elementosclave para lograr las metas establecidas en el Plan Nacional de Desarrollo 2013-2018 (PND) yel Programa Nacional Hdrico (PNH).En la actualidad, la formacin de recursos humanos en el rea ambiental, debe orientarse aresolver los retos asociados a los temas prioritarios, entre los que destacan: medidas demitigacin y adaptacin al cambio climtico, gestin integrada de recursos hdricos as comoatender problemas de contaminacin de agua por contaminantes emergentes (ej.farmacuticos, nanopartculas, productos de cuidado personal, microplsticos, etc.),ordenamiento ecolgico, desarrollar medidas preventivas en tecnologas nuevas y productos

qumicos (ej. Nanotecnologas, biologa sinttica, etc.), as como desarrollar estrategias dedisminucin/tratamiento de residuos peligrosos y sustancias txicas (radiactivos, electrnicos,minera, etc.).En relacin al tema energtico, la formacin de recursos humanos tiende a centrarse en eldesarrollo de energas renovables y/o generacin de energa basada en recursos limpios, paraestar acorde con requerimientos nacionales e internacionales en las demandas energticasrenovables. Actualmente este tipo de energa solamente suministra el 2% del total en Mxico yse espera contar con al menos 35% de participacin en generacin de tecnologas no fsilesal ao 2024 [10].Programas de posgrado afines a medio ambiente y energa: panorama internacional ynacional

Mxico enfrenta el reto de impulsar el posgrado como un factor para el desarrollo de lainvestigacin cientfica, la innovacin tecnolgica y la competitividad que requiere el pas para


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una insercin eficiente en la sociedad de la informacin. El Programa Especial de Ciencia yTecnologa 2008-2012 expone que en Mxico, por cada mil habitantes, 0.7 personas sededican a labores de investigacin y desarrollo, mientras que en Brasil existe una persona, enEspaa cuatro y en Estados Unidos catorce. Esos datos hacen evidente que se requiere de laformacin de recursos humanos a nivel posgrado.

De acuerdo con la oferta educativa de los posgrados orientados hacia las cienciasambientales, predominan las lneas de manejo de recursos naturales, ecologa y saludambiental. El objetivo general de estos programas es formar profesionistas capacitados enreas de ecologa y manejo de recursos naturales. La renovacin o actualizacin de losprogramas de instituciones y organizaciones dedicadas a la formacin de recursos humanosen el rea ambiental deben incidir de manera contundente en los sectores prioritarios, Hdrico,Energtico y Ambiental (temas emergentes). Bajo ese esquema se generaran recursoshumanos con capacidades de aportar soluciones a problemas ambientales prioritarios ycontribuir a un desarrollo ambiental sustentable a nivel local o nacional, as como capacidadpara atender compromisos ambientales a nivel global a travs de su incorporacin enempresas, centros de investigacin y rganos de gobierno.A nivel mundial, los programas de posgrado se estn transformando para ser ms inclusivos,interdisciplinarios y orientados a la resolucin de problemas actuales prioritarios. Algunosprogramas internacionales en ciencia ambiental, ofrecen temas como manejo y gestinambiental, manejo de cuencas y recursos hdricos; planeacin, ordenamiento y gestin delterritorio [11, 12, 13], aunque actualmente la tendencia y necesidades de los programas enciencias ambientales es incorporar una formacin avanzada que comprenda abordarproblemas complejos involucrando recursos naturales, calidad ambiental y sustentabilidad[14]. La tendencia en general es transformar los programas en ciencias ambientales enmultidisciplinarios (rea biolgica, qumica, influencia social, etc.) y en un solo programa sepuedan ofrecer ms reas con enfoque especfico acorde a la especialidad de su plantilla deprofesores. Algunas instituciones lderes en posgrados en el rea ambiental a nivel global quecuentan con programas con enfoque multidisciplinario, son: Universidad de California,

Riverside; Universidad de Yale; Northland College, Ashland, Wisconsin; Nicholas School of theEnvironment and Earth Sciences, Universidad de Duke; Universidad James Madison; yUniversidad de Oxford. Los temas o especialidades en general que predominan son: energasrenovables o alternas, cambio climtico y adaptacin, distribucin de agua, contaminacin delaire, conservacin de la biodiversidad, bioenerga, conservacin y manejo de ecosistemas,manejo de la contaminacin, bioseguridad agrcola y qumica ambiental.La Qumica Ambiental es una de las reas de investigacin que se est incluyendo en losprogramas de Ciencias Ambientales multidisciplinarios. Esta rea se enfoca a estudiar losprocesos fsicos y qumicos en la transformacin de diferentes ecosistemas, como hidrsfera,atmsfera, suelo. Tambin describir los procesos qumicos de remocin de contaminantes deagua, suelo, aire. As como con un enfoque particular en el anlisis cuantitativo de los niveles

de contaminantes que representan un riesgo potencial al ambiente y a la vida. Otro de lospropsitos de la qumica ambiental es incentivar el desarrollo de metodologas limpias overdes no slo para la deteccin de contaminantes, sino tambin para el tratamiento deaquellos que constituyan un riesgo al medio y a la salud de los organismos. Algunas de lasinstituciones internacionales que cuentan con programas en ambiental y que incluyen la lneade investigacin de qumica ambiental, son: Universidad de Bangor UK, Universidad del PasVasco, Universidad de Hong Kong en la escuela de Energa y Ambiente, Universidad deWashington en St.Louis.En el tema energtico, el anlisis de un total de 178 proyectos recuperados de las principalesuniversidades y centros de investigacin en Europa y Estados Unidos, indica una tendenciadel desarrollo de investigacin internacional enfocada en temas de fotovoltaica, termosolar y

almacenamiento de energa, en los siguientes porcentajes respectivos, del 66%, 23% y 11%.En un anlisis paralelo de lneas de investigacin a nivel internacional y acotado a:


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Energa solar trmica, eficiencia energtica en sistemas termosolares. Arquitectura bioclimtica o sustentable, estudios trmicos en edificaciones, eficienciaenergtica en edificaciones,Revela que los siguientes temas destacan en tendencia de estudio:1) Sistemas de energa trmica de baja temperatura para edificaciones

2) Sistemas de energa trmica de mediana temperatura para sistemas industriales3) Uso eficiente de energa en edificaciones mediante simulaciones4) Arquitectura y diseo bioclimtico.Actualmente en Mxico estn registrados un total de 1872 posgrados en el Programa Nacionalde Posgrados de Calidad (PNPC) de CONACYT. En los de nivel maestra, nicamente el 8%abordan temas similares a los comprendidos en el Plan de Estudios actual del programa deMaestra en Ciencia y Tecnologa Ambiental que ofrece el CIMAV; el 3% estn orientados atemas de energas renovables y contaminacin del agua. En temas de Medio Ambiente seregistra 2.2% y los que abordan Qumica Ambiental slo son el 0.6% (Fig.1).

Figura 1.Proporcin de programas en el rea ambiental, energa y agua con base al total deposgrados de Maestra afines al programa actual de la Maestra en Ciencia y Tecnologaambiental del CIMAV.

En la Figura 2 se muestra la distribucin de los Programas de Posgrado de Maestrarelacionados a ciencias ambientales en el territorio nacional. En sta se observa que la mayorconcentracin de estos posgrados se localiza en el centro del pas; 7 en el Distrito Federal y 5

en el Estado de Mxico; en tanto que en los Estados de Sonora, Sinaloa y Nayarit, no existenprogramas registrados en el PNPC relacionados a las temticas que se abordan en elposgrado del CIMAV.En el Estado de Chihuahua, especficamente en Cd. Jurez, se cuenta con un programa deMaestra en Ingeniera Ambiental, el cual est en fase de desarrollo, y las Lneas Generales deAplicacin del Conocimiento (LGAC) son tecnologas del agua, impacto ambiental y cambioclimtico. En Durango hay dos programas de maestra en la temtica ambiental, uno enCiencias en Gestin Ambiental y otro en Sistemas Ambientales. De estos, el primero est endesarrollo y el segundo es de reciente creacin. En ese mismo orden, las LGAC abordadasen esos programas son: Prevencin y control de la contaminacin ambiental y gestin de losrecursos naturales y la biodiversidad; Estudio y tratamiento de efluentes y Manejo integral desuelos y residuos slidos.


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Figura 2.Distribucin de Programas de Maestra relacionados a ciencias ambientales enMxico.

Justificacin de actualizacin de las LGACEl programa actual de Maestra en Ciencia y Tecnologa Ambiental del CIMAV tiene las lneasde investigacin de contaminacin atmosfrica, energa y remediacin ambiental. Aunqueesas lneas de investigacin no compiten propiamente con las lneas de los programas afinesen el Estado de Chihuahua (1) y Durango (2), stas no estn en concordancia con los temasprioritarios para atender los problemas ambientales a nivel local, nacional y global. Es por estoque es necesario hacer una re-estructuracin del programa incluyendo LGAC en temticas de

Energas renovables, Medio Ambiente y Qumica Ambiental y realizar los cambios queconlleve en el plan de estudios. Tambin se requiere darle al programa un giromultidisciplinario, involucrando las reas biolgica, qumica, recursos naturales, simulacincomputacional, ecologa, etc., con orientacin en sustentabilidad, para que el programapermita ofrecer ms reas con enfoque especializado acorde a la plantilla de profesores,incluyendo los de reciente incorporacin, y de esta manera incidir directamente en lasprioridades de los planes estatal y nacional de desarrollo.

Justificacin de las adecuaciones al bloque de formacin bsicaLa actualizacin del programa incluye la eliminacin de 3 de las materias bsicas en elprograma actual, que son: introduccin a la ingeniera ambiental, mecnica de fluidos y diseo

de experimentos. Estas asignaturas tenan un enfoque muy orientado a aplicaciones deingeniera y tecnologa restringiendo el campo del conocimiento, por lo que se reemplazarnpor las materias: Ciencia y Tecnologa Ambiental I, Ciencia y Tecnologa Ambiental II,Fundamentos de Qumica Ambiental. Con esta adecuacin se pretende cubrir los temasprioritarios en materia ambiental tanto a nivel global y de acuerdo al Plan Nacional y Estatal deDesarrollo, los que permitir formar el perfil de egreso necesario en Ciencia y TecnologaAmbiental orientados en un campo ms amplio del rea del conocimiento para ser mscompetitivos con instituciones a nivel regional que ofrecen este tipo de programas, adems deestar en concordancia con los programas a nivel internacional relacionados con las cienciasambientales.Justificacin del cambio en la operacin del programa con las materias de formacin yoptativasSe plantea un cambio en la operacin del plan de estudios en el cual los estudiantes tendrnuna formacin bsica en temas del rea de conocimiento, especializada en aspectos


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cientficos fundamentales para el desarrollo de su proyecto de investigacin, en investigacinse desarrolla la habilidad de observacin sistemtica, formulacin y pruebas de hiptesis,establecimiento de la metodologa cientfica, bases para el desarrollo experimental y manejode herramientas de anlisis.Justificacin de las adecuaciones en las actividades complementarias.

Desarrollar habilidades de expresin oral y escrita para la divulgacin del conocimientocientfico en foros cientficos.Habilidades para estructurar un plan de trabajo de un proyecto de investigacin.Promover el intercambio de conocimiento realizando estancias de investigacin en otrasinstituciones.

OBJETIVO GENERAL DEL PLAN DE ESTUDIOSFormar recursos humanos de alto nivel en las reas de medio ambiente y energa, capaces degenerar conocimiento de frontera y transferirlo para su potencial aplicacin en temas detecnologa y /o sociales, a travs del desarrollo de competencias cognitivas e instrumentales,

basado en una formacin tica y de valores.

PERFIL DE INGRESOA) Haber realizado estudios de licenciatura en algn rea afn a las ciencias naturales y/oingeniera;B) Promedio que garantice la obtencin de una beca de CONACYT o similar;C) Comprensin del idioma ingls tcnico. En el caso de estudiantes extranjeros, deberndemostrar el dominio del idioma espaol.D) Demostrar habilidades y/ o capacidad para el desarrollo de conocimientos y transferenciade ciencia y tecnologa mediante una evaluacin.

REQUISITOS DE INGRESOTtulo de grado anteriorCertificado de estudiosCartas de recomendacin de dos acadmicosCarta de exposicin de motivosTOEFL o equivalenteEXANIAprobar el examen de admisin con un mnimo de 75/100 en cada materia o cursar unpropedutico y acreditar las materias.

PERFIL DE EGRESOEl egresado de la Maestra en Ciencia y Tecnologa Ambiental se caracterizar por suhabilidad y capacidad para atender y/o resolver problemticas relacionadas con medioambiente y energa, con bases ticas, a travs de:Competencias cognitivas:

a) Conocimiento e interpretacin de las teoras, metodologas y tecnologas de lasCiencias Ambientales y energa;

b) Capacidad metodolgica para la investigacin cientfica;

c) Conocimiento del contexto, estructura y desarrollo tecnolgico del sector productivoy su impacto ambiental, en el rea de su competencia;


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d) Conocimiento del mtodo cientfico.Competencias instrumentales:

a) Manejo y operacin eficiente de equipo, materiales, instrumentos y laboratorios;b) Implementacin de nuevas tcnicas y procedimientos de laboratorio;c) Capacidad para generar textos cientficos y tcnicos;

d) Habilidades de expresin oral para la divulgacin del conocimiento cientfico.

Lneas de Generacin y Aplicacin del ConocimientoQumica Ambiental Medio Ambiente y Energa

Objetivo General: Generar conocimientosnovedosos o de punta, relacionados con laqumica del medio ambiente y queproduzcan una informacin validadamediante publicaciones sobre temas bsicosy/o aplicados.

Objetivo General: Generar conocimientosnovedosos o de punta, relacionados con eluso de las energas renovables y laproteccin al medio ambiente, y queproduzcan una informacin validadamediante publicaciones sobre temas bsicos

y/o aplicados.

MAPA CURRICULARMATERIAS BSICAS OBLIGATORIAS 62.5 crditos totalesClave Crditos Horas Pre-

requisitosCo-requisitos Materia

101 12.5 5 102 y 103 Ciencia y TecnologaAmbiental I

102 12.5 5 101 y 103 Fundamentos de QumicaAmbiental

103 12.5 5 101 y 102 Matemticas con MtodosNumricos

201 12.5 5 101 Ciencia y TecnologaAmbiental II

401 12.5 5 101-102-103 y 201

Tesis

MATERIAS DE ESPECIALIZACINFORMATIVAS Se debern cursar como mnimo 2 materias y mximo 4 materias20 crditos mnimos

Clave Crditos Horas Pre-requisitos Co-requisitos Materia

202 10 4 101-102-103

Diseo de experimentos

203 10 4 101-102-103

Contaminacin atmosfrica

204 10 4 101-102-103

Herramientas para anlisisambiental

205 10 4 101-102-103

Control de la Calidad delAgua y Procesos deTratamiento

206 10 4 101-102-103 Mecnica de fluidos


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207 10 4 101-102-103

Eficiencia energtica

208 10 4 101-102-103

Termodinmica

209 10 4 101-102-

103

Introduccin a la qumica

computacional210 10 4 101-102-103

Microbiologa Ambiental

211 10 4 101-102-103

Biomolculas

212 10 4 101-102-103

Radiacin Ionizante

213 10 4 101-102-103

Manejo Integral de Residuos

214 10 4 101-102-103

Tcnicas instrumentales enqumica ambiental

216 10 4 101-102-103 Gestin Ambiental

217 10 4 101-102-103

Qumica orgnica avanzada

MATERIAS OPTATIVASSe podrn cursar de 0 hasta 2 materias, hasta 10 crditos.Clave Crditos Horas Pre-

requisitosCo-requisitos Materia

301 5 3 101-102-103 y 201

Radioactividad ambiental

302 5 3 101-102-

103 y 201

Anlisis instrumental en

qumica analtica303 5 3 101-102-103 y 201

Anlisis en flujo: principios yaplicaciones

304 5 3 101-102-103 y 201

Ingeniera termosolar

305 5 3 101-102-103 y 201

Sistemas trmicos

306 5 3 101-102-103 y 201

Transferencia de calor

307 5 3 101-102-103 y 201

Bionanotecnologa

308 5 3 101-102-103 y 201 Nanotoxicologa

309 5 3 101-102-103 y 201

Caracterizacin yremediacin de sitioscontaminados

310 5 3 101-102-103 y 201

Procesos naturales detratamiento de agua

311 5 3 101-102-103 y 201

Estadstica bsica aplicada ala investigacin ambiental

312 5 3 101-102-103 y 201

Bioenerga

313 5 3 101-102-103 y 201 Climatologa, calidad del airey confort trmico


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314 5 3 101-102-103 y 201

Control e instrumentacin

315 5 3 101-102-103 y 201

Diseo y optimizacin desistemas hidrulicos

316 5 3 101-102-

103 y 201

Integracin de sistemas

termosolares para procesosindustriales317 5 3 101-102-

103 y 201Modelacin del transporte decontaminantes en laingeniera y cienciasambientales

318 5 3 101-102-103 y 201

Sistemas de Combustin

319 5 3 101-102-103 y 201

Temas selectos de ciencia ytecnologa ambiental I

320 5 3 101-102-

103 y 201

Temas selectos de ciencia y

tecnologa ambiental IIACTIVIDADES COMPLEMENTARIASSMA 5 1 101-201-

202-401Seminario de Ciencia yTecnologa Ambiental

SMI 5 2 101 Seminario de Metodologa dela Investigacin

SRC 5 2 Seminario de RedaccinCientfica

SEO 5 2 Seminario de Expresin OralSEI 5 nd Movilidad acadmica por

estancia de investigacin.

OPERACIN DEL PLAN DE ESTUDIOS

Materias de formacin bsica. Materias que fundamentan la formacin del estudiantepor lo que son de carcter obligatorio.

Materias de formacin especializada. El estudiante en acuerdo a con su director detesis seleccionar como mnimo 2 materias formativas en apoyo al desarrollo de suproyecto de investigacin.

Materias optativas: Debern tomarse las optativas necesarias para completar elnmero de crditos totales.

Materias de temas selectos de especializacin: En atencin a necesidades especficasde formacin, se podrn proponer al Comit de Estudios de Posgrado, materiasoptativas con temas de especializacin que no contempla este plan de estudios. ElComit evaluar la viabilidad de la imparticin de la materia propuesta.

Actividades complementarias: Los alumnos realizarn actividades complementariaspara conformar el perfil de egreso deseado.

SEMINARIO FINAL DEPARTAMENTALLos alumnos debern, previo a la definicin de una fecha para la presentacin de defensa desu examen de grado, presentar ante la comunidad acadmica en la cual se encuentrenadscritos durante su formacin, un seminario final de los resultados del trabajo de tesis, dondeun comit de pares lo evaluar y en caso de haberlas, formular observaciones y

recomendaciones que enriquezcan la versin final de su tesis de acuerdo a lo establecido enel Reglamento de Estudios de Posgrado.


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SISTEMA TUTORIALA cada uno de los alumnos inscritos se le asignar un Director de Tesis que lo asistirdirectamente en los trminos establecidos en el Reglamento de Estudios de Posgrado. Asmismo, le ser asignado un Comit de Pares que dar seguimiento al avance de su proyectode investigacin.Requisitos para Direccin de Tesis:Podr ser tutor cualquier investigador del CIMAV o de otra institucin, que sea acreditado porel Comit de Estudios de Posgrado, en los trminos establecidos en el Reglamento deEstudios de Posgrado.Funciones del Director de Tesis:El tutor tendr la responsabilidad de establecer, junto con el alumno, el plan individual deactividades acadmicas que ste seguir, de acuerdo con el plan de estudios, y en su caso,de dirigir la tesis de grado.Funciones del Comit de ParesEl Comit de Pares tendr la responsabilidad de evaluar el avance de investigacin del

estudiante, de acuerdo con el plan de estudios y el Reglamento de Estudios de Posgrado.

NORMAS PARA LA EVALUACION CURRICULARLa actualizacin de los planes y programas de estudio se realizar a partir de evaluacionesperidicas. Estas evaluaciones se realizarn mediante tcnicas de valoracin curricular quepermitan determinar su validez, tanto interna como externa.La Jefatura del Departamento de Posgrado convocar cada cinco aos al Comit de Estudiosde Posgrado a integrar una Comisin de Evaluacin Curricular, en la que participarn losalumnos egresados, profesores y asesores de otras instituciones de investigacin, as como

de la Industria.Esta Comisin de Evaluacin Curricular valorar especficamente aspectos como:Vigencia y congruencia de la fundamentacin y estructura acadmica del plan de estudios, enrelacin con los avances del conocimiento y con las necesidades de la institucin y del pas.Congruencia entre competencia planteada y organizacin del plan de estudios.Suficiencia de los recursos con que se cuenta.Nmero de alumnos que ingresan con relacin al nmero de alumnos egresados.Congruencia entre las Competencias planeadas, los conocimientos y capacidades queadquirieron los alumnos que los cursaron.Operatividad de la metodologa educativa, en lo particular de la relacionada con la prcticainvestigativa.Vigencia de las lneas de investigacinReferencias

1. Programa Ambiental Mxico-Estados Unidos, FRONTERA 2020 (2013).2. Comisin para la Cooperacin Ambiental. Plan Estratgico 2010-2015. Canad. 2010.3. Comisin Nacional del Agua. Agenda del Agua 2030. Mxico. 2011.4. SEMARNAT. Programa Sectorial de Medio Ambiente y Recursos Naturales 2013 - 2018.

Resumen Ejecutivo. Mxico. 2013.

5. Programa Especial para el Aprovechamiento de Energas Renovables.www.dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5342501&fecha=28/.../2014

6. Plan Nacional de Desarrollo 20132018.http://pnd.gob.mx/

7. Programa Sectorial de Energa 20132018.http://sener.gob.mx/res/PROSENER.pdf
http://www.dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5342501&fecha=28/.../2014http://www.dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5342501&fecha=28/.../2014http://pnd.gob.mx/http://pnd.gob.mx/http://sener.gob.mx/res/PROSENER.pdfhttp://sener.gob.mx/res/PROSENER.pdfhttp://sener.gob.mx/res/PROSENER.pdfhttp://pnd.gob.mx/http://www.dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5342501&fecha=28/.../2014


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8. Programa nacional de Infraestructura.http://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5342547&fecha=29/04/2014

9. Prospectiva de Energas Renovables 2012-2026. Secretara de Energa. Mxico, 2012.http://sener.gob.mx/res/PE_y_DT/pub/2012/PER_2012-2026.pdf

10. Ley para el Aprovechamiento de Energas Renovables y el Financiamiento de la

Transicin Energtica. www.diputados.gob.mx/LeyesBiblio/doc/LAERFTE.doc 11. http://www.ales.ualberta.ca/Faculty12. http://www.pucv.cl13. http://www.ambiental.uaslp.mx/pmpca/

Viscent S. 2012. Environmental Programs Comparative and Strategic Analysis: JMU in theNational Landscape. Reporte, James Madison University
http://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5342547&fecha=29/04/2014http://sener.gob.mx/res/PE_y_DT/pub/2012/PER_2012-2026.pdfhttp://www/http://www/http://www.pucv.cl/http://www.pucv.cl/http://www.ambiental.uaslp.mx/pmpca/http://www.ambiental.uaslp.mx/pmpca/http://www.pucv.cl/http://www/http://sener.gob.mx/res/PE_y_DT/pub/2012/PER_2012-2026.pdfhttp://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5342547&fecha=29/04/2014


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II. Descripcin de las materias bsicas

Programa(s) Educativo(s): Maestra en Ciencia y Tecnologa Ambiental

Nombre de la materia: Ciencia y Tecnologa Ambiental I

Tipo de materia: Bsica

Clave de la materia: 101

Semestre: Primero

rea en plan de estudios: Formacin Cognitiva ( X ) Instrumental ( )

Crditos 12.5

Total de horas por semana: 5

Total de horas semestre: 100

Fecha de actualizacin: Abril 2015

Clave y Materia requisito:

Propsito general:Proporcionar el conocimiento bsico en materia de ciencia ambiental y reas de estudio involucradas,as como dar a conocer y analizar las tecnologas de control de la contaminacin en los ecosistemasagua y atmsfera.Complementar/reforzar el conocimiento adquirido por el alumno, mediante visitas de campo a plantastratadoras de aguas y estaciones de monitoreo de contaminacin atmosfrica.

UNIDAD TEM TICA CONTENIDO TEM TICO Y METODOLOG A TIEMPOESTIMADO

(semanas)

1. Las cinco esferasambientales

1.1 Introduccin1.2 La hidrsfera1.3 La atmsfera1.4 La gesfera1.5 La bisfera

1.6 La antropsfera1.7 Ciclos de la materia

3

2. El agua 2.1 El agua como recurso esencial2.2 Ocurrencia y utilizacin del agua2.3 Cuerpos de agua estticos2.4 Cuerpos de agua dinmicos2.5 Agua subterrnea2.6 Embalses y transferencia de agua2.7 Tecnologa del agua y su uso industrial

4

3. Biologa acutica,microbiologa y 3.1 Organismos presentes en cuerpos de agua3.2 Microorganismos y transiciones de 4


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qumica elementos3.3 El fenmeno cido-base en la qumicaacutica3.4 Interacciones de fases y solubilidades3.5 Oxidacin-reduccin

3.6 El calcio y los iones metlicos presentes enagua3.7 Complejacin y especiacin de metales

4. Tratamientos deagua

4.1 Contaminacin del agua4.2 Tratamientos de agua residual4.3 Tratamientos de agua para uso

industrial4.4 Reutilizacin del agua

4

5. La atmsfera 5.1 Composicin de la atmsfera5.2 Propiedades de los gases5.3 Transferencia de masa y energa en laatmsfera5.4 Meteorologa, clima y microclima5.5 Partculas atmosfricas5.6 Gases de efecto invernadero ycalentamiento global5.7 Sequa y desertificacin5.8 La precipitacin cida5.9 La destruccin del ozono estratosfrico

5.10 El smog fotoqumico5.11 Equipos y sistemas de control de lacontaminacin atmosfrica5.12 Remocin de partculas y gases (fuentesestacionarias y mviles)

5

UNIDAD TEM TICA EVIDENCIAS DE DESEMPE O COMPETENCIA

1. Las cincoesferasambientales.

2. El agua.

3. Biologaacutica,microbiologa yqumica.

4. Tratamientos deagua.

- Evaluaciones estructuradas deconocimientos.

- Participacin e inters en emitiropiniones del objeto de estudio.

- Elaboracin de reportes de visitasen campo.

Competencia Cognitiva

El alumno tendr el conocimientobsico en materia de cienciaambiental, sobre los ecosistemasagua y atmsfera, y ser capaz deidentificar y recomendar las

tecnologas de control de lacontaminacin en los ecosistemas.


19/108

5. La atmsfera. agua y atmsfera.

Referencias

1. Jorgensen S.E. y Johnsen, I. 1989. Principles of Environmental Science and Technology.Elsevier. ISBN: 978-0-444-43024-3.

2.Porteous,Andrew. 2013. Dictionary of Environmental Science and Technology, 4ta Edicin.Wiley.West Sussex, England. 824 pp.

3. Spellman, F. R. y Nancy E. Whiting. 2006. Environmental Science and Technology. Conceptsand applications. Government Institutes. Lanham Maryland, USA. 648 pp.

4. Stanley, E. 2006. Manahan. Environmental Science and Technology: A Sustainable

Approach to Green Science and Technology. Segunda edicin, SRC Press. ISBN9780849395123.


Nombre de la materia: Ciencia y Tecnologa Ambiental II



Semestre: Segundo


Crditos 12.5





Propsito general:Proporcionar el conocimiento en materia de ciencia ambiental en ecosistemas de suelos, temticas deresiduos slidos, toxicologa y energa renovable. As mismo, dar a conocer y analizar las tecnologasde control de contaminacin del suelo, de manejo de residuos slidos y las propias para elaprovechamiento de energas renovables.Complementar y/o reforzar el conocimiento adquirido por el alumno, mediante visitas de campo a unrelleno sanitario.

UNIDAD TEM TICA CONTENIDO TEM TICO Y METODOLOG A TIEMPO
http://www.wiley.com/WileyCDA/Section/id-302475.html?query=Andrew+Porteoushttp://www.wiley.com/WileyCDA/Section/id-302475.html?query=Andrew+Porteous


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ESTIMADO

1. Suelo 1.1 Micro y macroestructura del suelo1.2 Materia orgnica e inorgnica presente en elsuelo

1.3 Nutrientes y fertilizantes1.4 Contaminantes y residuos en el suelo1.5 Deterioro y prdida del suelo1.6 Conservacin y restauracin del suelo

3

2. Residuos slidos 2.1 Fuentes y manejo de residuos

2.1.1 Clasificacin de los residuos slidos2.1.2 Mtodos para el tratamiento de residuosslidos

2.2 Tratamiento de lodos2.2.1 Caractersticas y manejo de los lodos

2.2.2 Acondicionamiento y espesamiento2.2.3 Centrifugacin y digestin2.2.4 Secado y combustin

2.3 Residuos slidos domsticos2.3.1 Caracterizacin2.3.2 Mtodos de separacin2.3.3 Rellenos sanitarios2.3.4 Composta2.3.5 Incineracin y pirolisis2.4 Residuos industriales, hospitalarios y deminera.

2.4.1 Caractersticas de los residuos

2.4.2 Mtodos de tratamiento.

5

3. La Bisfera:Ecosistemas ycomunidadesbiolgicas

3.1 Introduccin3.2 Caractersticas fsicas y condiciones3.3 Efectos del clima y de origen antropognico3.4 Interaccin de los organismos con especiesqumicas3.5 Biodegradacin3.6 Supervivencia, resiliencia y relaciones entreespecies

3

4. Toxicologa 4.1 Sustancias txicas4.2 Relacin dosis-respuesta

4.3 Toxicidad relativa4.4 Reversibilidad y sensibilidad4.5 Sustancias xenobiticas y endgenas4.6 Fase cintica y fase dinmica4.7 Daos a la salud

4

5. Energa 5.1 Introduccin5.2 Fuentes de energa en el mundo5.3 Polticas energticas5.4 Impactos ambientales y costos de la energa5.5 Tecnologas para generacin distribuida5.6 Fundamentos de los sistemas fotovoltaicos

5.7 Mtodo de dimensionamiento de sistemasfotovoltaicos.

5


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1. El suelo.2. Residuosslidos.

3. La Bisfera:Ecosistemas ycomunidadesbiolgicas.

4. toxicologa.

5. Energa.

- Evaluaciones estructuradas deconocimientos.


- Elaboracin de reportes de visitasen campo.


El alumno tendr el conocimiento enmateria de ciencia ambiental, sobreecosistemas de suelo y lo relacionadoal manejo de residuos slidos,toxicologa y energas renovables.Adems ser capaz de identificar y

recomendar las tecnologas de controlde la contaminacin en ecosistemasde suelo y de residuos slidos, y laspropias para el aprovechamiento deenerga renovables.

Referencias

1. Jorgensen S.E. y Johnsen, I. 1989. Principles of Environmental Science and Technology.Elsevier. ISBN: 978-0-444-43024-3.2. Frank Kreith, Goswami D. Yogi, Handbook of energy efficiency and renewable energy, 2007

, CRC press.3.Porteous,Andrew. 2013. Dictionary of Environmental Science and Technology, 4ta Edicin.Wiley.West Sussex, England. 824 pp.

4. Spellman, F. R. y Nancy E. Whiting. 2006. Environmental Science and Technology. Conceptsand applications. Government Institutes. Lanham Maryland, USA. 648 pp.

5. Stanley, E. 2006. Manahan. Environmental Science and Technology: A SustainableApproach to Green Science and Technology. Segunda edicin, SRC Press. ISBN

9780849395123.


Nombre de la materia: Fundamentos de Qumica Ambiental



Semestre: Primero
http://www.wiley.com/WileyCDA/Section/id-302475.html?query=Andrew+Porteoushttp://www.wiley.com/WileyCDA/Section/id-302475.html?query=Andrew+Porteous


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Crditos 12.5





Propsito general:Dar a conocer al alumno la composicin qumica del medio en el que vive: atmsfera, hidrsfera ylitsfera. Identificar el efecto de los procesos naturales y las actividades del ser humano en el medioambiente, as como conocer los mecanismos de transformacin y reacciones qumicas involucradas.

UNIDAD TEM TICA CONTENIDO TEM TICO Y METODOLOG A TIEMPOESTIMADO

(semanas)

1. Introduccin. 1.1 Generalidades. Ciencia ambiental

1.2.Formas comunes de expresin deconcentraciones en qumica ambiental

1.3. Ciclos biogeoqumicos

2

2. El medio hdrico. 2.1 Propiedades fsico qumicas del agua.

2.2. Ciclo hidrolgico y fuentes de agua

2.3. Principales procesos qumicos en agua

2.4. Alcalinidad y acidez

2.5 La contaminacin del agua: Naturaleza y tipos

de contaminantes.

2.6. Parmetros indicativos de la cargacontaminante

2.6.1. Nutrientes y eutroficacin

2.6.2. Metales pesados ymetaloides en el agua

2.6.3. Compuestos orgnicos yplaguicidas

2.6.4. Sustancias inorgnicas

2.6.5. Radionclidos en el medioacutico.

6


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2.7. Interface agua-sedimentos2.8. Contaminacin en aguas subterrneas

2.9. Contaminacin en aguas superficiales

2.10. Tratamiento de aguas

2.11. Re-uso del agua

3. La atmsfera. 3.1 Estructura de la atmsfera.

3.2 Qumica de los contaminantes en aire.

3.2.1. Procesos fotoqumicos

3.2.2. Reacciones en cadena en laatmsfera

3.2.3. Reacciones de oxidacin en laatmsfera.

3.2.3. Reacciones cido-base en laatmsfera.

3.3 Contaminantes en aire y reacciones qumicasinvolucradas.

3.3.1. Contaminantes atmosfricosinorgnicos: SOx, NOx, COx y

partculas, etc).

3.3.2. Contaminantes atmosfricosorgnicos y smog fotoqumico(Hidrocarburos y otros compuestosorgnicos).

3.4 Problemtica ambiental: calentamiento global,efecto invernadero, lluvia cida.

5

4. El suelo. 4.1. Desarrollo y Componentes del suelo

4.2 Propiedades del suelo. Propiedades fsicas.Propiedades Qumicas.

4.3. Acidificacin del suelo

4.4 Reacciones cido-base y de intercambio inicoen suelos.4.5. Micronutrientes en suelos: nitrgeno, fsforo ypotasio

4.6 Fertilizantes

4.7 Contaminantes en suelos

4.8 Degradacin y prdida de suelo

4


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4.9 Restauracin de suelos contaminados

5. Qumica de loscontaminantesgenerados en la

industria.

5.1 Ecosistemas industriales

5.2 Impactos ambientales de las principales

actividades industriales

5.3 Ciclos de vida

5.4 Qumica verde

3


1. Introduccin

2. El medio hdrico3. La atmsfera4. El suelo

5. Qumica de loscontaminantesgenerados en laindustria.

- Evaluaciones estructuradas de

conocimientos.


CompetenciaCognitiva/Instrumental

El alumno conocer la composicinqumica del medio ambiente eidentificar los efectos de losprocesos naturales y las actividadesdel ser humano en el medio ambiente.As mismo, entender los mecanismos

de transformacin y reaccionesqumicas involucradas en el medioambiente.

UNIDAD TEMTICA EVIDENCIAS DE DESEMPEO COMPETENCIA

Objeto de estudio

1. 2.3.4 y 5

El criterio de desempeo involucraque el alumno tenga un rendimiento

del 75% mnimo en la evaluacindepartamental y complemente, conlas evaluaciones que le asigne eltitular del curso, la puntuacin finalmnima de 80%, para aprobar elcurso.


Referencias

Introduccin a la Qumica Ambiental. Stanley E. Manahan. Editorial Reverte. 2007.

QumicaAmbiental. Colin Baird. Editorial Reverte. 2001.


25/108

Contaminacin Ambiental: Una visin desde la Qumica. Carmen Orozco Barrenetxea.Editorial Thomson. 2003.

Introduction to Environmental Analysis. Roger Reeve. Editorial John Wiley & Sons Ltd. 2002.

Qumica para Ingeniera Ambiental Clair N. Sawyer. Editorial McGraw-Hill Interamericana.

2001


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III. Descripcin de materias formativas de especializacin


Nombre de la materia: Diseo de Experimentos

Tipo de materia: Formativa


Semestre: 2 y 3

rea en plan de estudios: Formacin Cognitiva ( X ) Instrumental ( X )

Crditos 10

Total de horas por semana: 5 hrs.

Total de horas semestre: 80 hrs.

Fecha de actualizacin: 26 junio 2013


Propsito general:Proporcionar conocimiento sobre el diseo estadstico de experimentos

UNIDAD TEM TICA CONTENIDO TEM TICO Y METODOLOG A TIEMPO

ESTIMADOObjeto de estudio 1.La estadstica en lainvestigacin

Introduccin, la estadstica y el mtodocientfico, clases de experimentos

5 horas

Objeto de estudio 2.Principios de diseo deexperimentos

Glosario, diseo estadstico de experimentos,fases y principios bsicos, aleatorizacin,repeticin, control de error experimental,exactitud y precisin.

8 horas

Objeto de estudio 3.Analisis estadistico de

la muestra

Clasificacin de las variables de respuesta,analisis de una variable cuantitativa, grfico de

ramas, cajas esquemticas, analisis inferencialde una muestra aleatoria cuantitativa,significacin de una prueba de hipotesis,pruebas de bondad de ajuste a la distribucinnormal, datos outliers, tamao de muestra.

8 horas

Objeto de estudio 4.Regresin lineal simple

Regresin lineal simple, estimacin de losparametros de la regresin, analisis de losresiduos, falta de ajuste y diagnistico enregresin.

6 horas

Objeto de estudio 5.

Variables categoricas

Datos categricos, prueba de bondad de ajuste

multinomial, tablas de contingencia r x c y 2 x 2.

5 horas


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Objeto de estudio 6.Diseos completamenteal azar

Diseo completamente al azar, principios delanalisis de varianza, inferencia en ANOVA,ANOVA para grupos desiguales, modelo decomponentes de varianza, potencia y tamaomuestral en ANOVA

6 horas

Objeto de estudio 7.Supuestos yalternativas del analisisde varianza

Supuestos, analisis grafico de residuos,transformaciones de los datos, prueba derangos de Kruskall y Wallis, medias alfarecortadas en analisis de varianza.

6 horas

Objeto de estudio 8.Comparacionesmultiples

Contrastes entre medias de tratamientos,contrastes ortogonales, contrastes noortogonales, mtodos de Bonferroni y Scheff,comparaciones de medias por pares, mtodosde Fisher, Tukey, Student-Newman-Keuls,Duncan.

8 horas

Objeto de estudio 9.Diseo de bloques alazar

Diseo de bloques al azar, bloques aleatorios ymodelos mixtos, datos perdidos y diseos noortogonales.

6 horas

Objeto de estudio 10.Diseos de cuadradolatino

Diseos de cuadrado latino, diseos de bloquesincompletos, cuadros latinos repetidos.

6 horas

Objeto de estudio 11

Diseo de experimentos

con varios factores

Algunas aplicaciones de las tcnicas de diseoexperimental. Experimentos factoriales con dosfactores. Experimentos factoriales generales.

Diseo factorial 2k. diseos de bloques yconfucin en el diseo 2k. Diseo fraccionario2k-p. Mtodos y diseos de funciones derespuesta.

8 horas

Objeto de estudio 12

Estadsticas noparamtricas

Pruebas de Signo. Pruebas de rango con signode Wilcoxon. Prueba de suma de rangos deWilcoxon.Mtodos no paramtricos en elanlisis de varianza, Prueba de Kruskal-Wallis

8 horas


Objeto de estudio1. La estadstica enla investigacinObjeto de estudio2. Principios dediseo de

experimentos3. Anlisis

Instrumentos de evaluacin:

Ejercicios y evaluacionesestructuradas de conocimientos.

Cognitiva

El alumno dominara la teora sobre eldiseo estadstico de experimentos


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estadstico de lamuestraObjeto de estudio4. Regresin linealsimple

5. Variablescategricas6. Diseoscompletamente alazar7. Supuestos yalternativas delanlisis devarianza8. Comparacionesmltiples9. Diseo de

bloques al azarObjeto de estudio10. Diseos decuadrado latinoObjeto de estudio11 Diseo deexperimentos convarios factoresObjeto de estudio12Estadsticas noparamtricas

Bi b liog rafa

Montgomery Douglas C. Diseo y Anlisis de Experimentos. Cuarta Edicin. Mxico: Limusa &Wiley. 2004

Montgomery Douglas C., Runger George C. (2007). Probabilidad y Estadstica aplicadas a laingeniera. Cuarta Edicin. Mxico: McGraw-Hill.

Daz. 2009. Diseo Estadstico de Experimentos. Segunda Edicin. Editorial Universidad deAntioqua. Medelln Colombia.


Nombre de la materia: Contaminacin atmosfrica



Semestre: 2 y 3


29/108


Crditos 10



Fecha de actualizacin: 26-junio-2013


Propsito general:Proporcionar el conocimiento bsico en materia de contaminacin atmosfrica, orgenes, monitoreo ycontrol.

UNIDAD TEM TICA CONTENIDO TEM TICO YMETODOLOGA

TIEMPO

ESTIMADO

Objeto de estudio1. Contaminantesatmosfri co s:

fuentes y efectos

Introduccin, Antecedentes,Principales contaminantes y efectos(Partculas, CO, SOx, HC, Oxidantesfotoqumicos, O3,NOx,), Lluvia acida,

Calentamiento global.

9 horas - 3 semanas

Objeto de estudio2. Conceptosbsicos demeteorologa

Radiacin solar, Circulacin delviento, Tasa de lapso, Condicionesde estabilidad, Turbulencia, Capa demezclado, rosa de vientos,Caractersticas generales de lasplumas contaminantes.

9 horas 3 semanas

Objeto de estudio3. Qumica de laatmsfera

Qumica atmosfrica fase-gas, faseacuosa, transferencia de masa,Reacciones fotoqumicas.

9 horas 3 semanas

Objeto de estudio4. Dispersin decontaminantesatmosfricos

Modelos de dispersin decontaminantes atmosfricos.

6 horas 2 semanas

Objeto de estudio5. Monitoreo decontaminantesatmosfricos

Equipos de medicin, fundamentosdel mtodo de medicin, clculo delas concentraciones/emisiones,prcticas (partculas, gases decombustin, orgnicos).

15 horas 5 semanas

Objeto de estudio6. Control de

Mtodos de control de Partculas,Gases y vapores, SOx y otros gases

6 horas 2 semana


30/108

contaminantes cidos, NOx

Objeto de estudio7. Legislacin ynormatividad

Introduccin, Ley General delEquilibrio Ecolgico y Proteccin alAmbiente, Reglamento, Normas en

Materia de Salud (lmitespermisibles).

6 horas 2 semanas


Objeto de estudio1. Contaminantesatmosfri co s:

fuentes y efectos

2. Conceptosbsicos demeteorologa3. Qumica de laatmsfera4. Dispersin de

contaminantesatmosfricos5. Monitoreo decontaminantesatmosfricos6. Control decontaminantes7. Legislacin ynormatividad


Pruebas de ensayo en laboratorioy evaluaciones estructuradas deconocimientos.

Cognitiva / Instrumental

El alumno dominara la teora sobre losorgenes y efectos de los principalescontaminantes atmosfricos y ser

capaz de realizar el monitoreo de losmismos.

Bibliografa:

USEPA. Manuales de auto instruccin del del Instituto de Capacitacin en la Contaminacin delAire (APTI) de la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos. Disponibles en:

http://yosemite.epa.gov/oaqps/EOGtrain.nsf/homeform?openform.

SI:300 Introduction to Air Pollution Toxicology. SI:422 Air pollution control orientation course. SI:409 Basic Air Pollution Meteorology. SI:434 Introduction to Ambient Air Monitoring.

Perkins, H.C. 1974. Air Pollution. McGraw-Hill. International Student Edition. Tokio Japan.


31/108

Seinfeld, J.H. 1986. Atmospheric chemistry and physics of air pollution. John Wiley and Sons.N.Y.Wark, K. y C. Warner. 2001. Contaminacin del aire. Origen y control. Limusa. Mxico, D.F. 650pp.

Seoanez, M. 2002. Tratado de contaminacin atmosfrica. Problemas, tratamiento y gestin.

Mundi-Prensa. Madrid, Espaa.


Nombre de la materia: HERRAMIENTAS PARA ANALISISAMBIENTAL

Tipo de materia: FORMATIVA


Semestre: 2 y 3


Crditos 10



Fecha de actualizacin: 20 de abril de 2015

Clave y Materia requisito: NINGUNA

Propsito general:. Revisar los fundamentos y aplicaciones de tcnicas analticas en Medio Ambiente, con el fin dedesarrollar en el alumno habilidades para la definicin de la metodologa de solucin en problemasrelacionados con la Ciencia y Tecnologa Ambiental, con nfasis en la parte experimental

UNIDAD TEM TICA 1

INTRODUCCION

CONTENIDO TEM TICO Y METODOLOG A

Propiedades Qumicas de las MaterialesPropiedades Fsicas de los MaterialesEstrategias en el estudio de las propiedades de los

ateriales



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Conocer, evaluar y seleccionar mtodos de anlisis paravaluar un material que impacte en el medio ambiente.

UNIDAD TEMTICA1

EVIDENCIAS DE DESEMPEO COMPETENCIA

Objeto de estudio1.

Capacidad para seleccionarestrategias para caracterizar suelos,nanomateriales, agua, etc., con base

en sus caractersticas fsicas yqumicas.


UNIDAD TEMTICA 2

DIFRACCION DE RAYOS X

CONTENIDO TEMTICO Y METODOLOGA

Alcances y limitaciones de la Difraccin de Rayos XRevisin de los fundamentos de la tcnicaDescripcin de los equipos de anlisis por DRXPreparacin de muestrasInterpretacin de ResultadosCasos Prcticos

Prcticas de laboratorio


Determinar las caractersticas cristalogrficas de los materialesa partir de la tcnica de DRX.

UNIDAD TEMTICA2



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Objeto de estudio 1.Capacidad para evaluar el grado decristalinidad de un material, sucomposicin y eventual impacto enun sistema biolgico o natural.

Competencia Cognitiva eInstrumental

UNIDAD TEM TICA 3

MICROSCOPIA OPTICA YELECTRONICA

CONTENIDO TEM TICO Y METODOLOG A

Ventajas y desventajas de las tcnicas relacionadas con la,EB y MET

Fundamentos del anlisis por MEB y METInformacin obtenida a partir de las tcnicas de anlisis

EB y TEMPreparacin de muestrasInterpretacin de ResultadosCasos Prcticos: Estudio de materiales nanometricosPrcticas de laboratorioMicroscopa Confocal y de Fluorescencia

Objeto de estudio 1.Capacidad para identificar los problemas que pueden ser

olventados a travs del anlisis por microscopa ptica, y

lectrnica. Comprender los fundamentos del funcionamiento

e los microscopios pticos y electrnicos.

UNIDAD TEMTICA3


Objeto de estudio1.

Habilidad para evaluar influencia ensistemas biolgicos, morfologa,composicin y caractersticasmacroestructurales ymicroestructurales de materliasorgnicos, inorgnicos y biolgicos.

Competencia Cognitiva eInstrumental

UNIDAD TEMTICA 4

ESPECTROSCOPIA RAMAN

CONTENIDO TEMTICO Y METODOLOGA

Alcances y limitaciones de la tcnica

Fundamentos de la tcnica.Descripcin de las tcnicas comunes para anlisis de


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ropiedadesInterpretacin de ResultadosCasos Prcticos

Prcticas

Objeto de estudio 1.Capacidad para identificar la informacin que puede obtenerse

mediante la tcnica de espectroscopia Raman


Objeto de estudio

1.

Capacidad para interpretar espectrosy entender su nivel de

funcionalizacin y/o composicin Competencia Cognitiva eInstrumental

Referencias-

Handbook of Biological Confocal Micrsocopy. James B. Pawley. 2006. Springer. Germany.

Modern Raman Spectroscopy- A Practical Approach. Smith and Dent. 2005. John Wiley &Sons, Ltd. England. ISBN 0-471-49794-0

Transmission Electron Microscopy, D. B. Williams and C. B. Carter, Plenum Press New York andLondon 1995.

Materials Science and Technology, Vol. 2A y 2B, Characterization of Materials, Volume Editor E.Lifshin, VCH Weinheim New York Basel Cambridge, 1992.

Scanning Electron Microscopy, L. Reimer, 2daEdicin, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1998

Microscopia Electrnica, M. Jos-Yacamn y J. Reyes-Gasga, 1 raEdicin, Fondo deCultura Econmica, Mxico 1995.Transmission Electron Microscopy, L. Reimer, 4taEdicin, Springer-Verlag Berlin Heidelberg

1997.

A Practical Guide to Scanning Probe Microscopy, R. Howland and L. Benatar, Park ScientificInstruments, 1993.

X-RAY DIFFRACTION. B.E. Warren. 2003. Dover Publications. England.

Chemistry and Physics of Complex Materials. M. Rajkiewics, W Tyyszkiewicz, Z Wertejuk. 2013.Apple Academic Press. USA



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Nombre de la Materia: Control de la Calidad delAgua y Procesos de Tratamiento



Semestre: 2 y 3


Crditos 10



Fecha de actualizacin: 26/Julio/2013


Propsito general:

El Alumno adquirir los conocimientos bsicos que le permitan determinar la calidad del agua deacuerdo a las necesidades de uso y podr seleccionar y aplicar los diferentes procesos de tratamientorequeridos para controlar la calidad del agua.

UNIDAD TEMTICA CONTENIDO TEMTICO Y METODOLOGA

1 Objeto de estudio 1.CALIDAD Y USOS DELAGUA.

1.0 Caractersticas del Agua y Fuentes deAbastecimiento

1.1 Criterios de calidad del Agua1.2 Legislacin

1.2.1 LEGEEPA1.2.2 Normas oficiales en materia de agua

1.3 usos del agua

1.3.1 Consumo humano1.3.2 Procesos industriales

Objeto de estudio 2.SISTEMAS DE TRATAMIENTO

2.1 Potabilizacin2.2 Aguas residuales

Objeto de estudio 3.COAGULACIN YFLOCULACIN

3.1 Procesos de coagulacin y floculacin3.2 Desestabilizacin de coloides en el tratamiento de

agua y agua residual.


SEDIMENTACIN

4.1 Partculas, tamao, forma y distribucin4.2 dispersiones coloidales4.3 sedimentacin de partculas

4.4 Procesos de sedimentacinObjeto de estudio 5. 5.0 Procesos de oxidacin


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OXIDACI N QU MICA 5.1 Oxgeno5.2 Ozono5.3 Cloro

Objeto de estudio 6.INTERCAMBIO INICO

6.1 Ablandamiento de agua6.2 Desmineralizacin del agua sistemas de

intercambioObjeto de estudio 7.PROCESOS DETRATAMIENTO BIOLGICO

7.0 Procesos aerobios7.0.1 lodos activados7.0.2 lagunas y estanques7.0.3 tratamiento aerobio con crecimiento

adherido7.1 Procesos anaerobios

7.1.1 Digestin anaerobia7.1.2 Filtros anaerobios

7.2 Desinfeccin. Tratamiento de Lodos


Objeto de estudio 1.CALIDAD Y USOS DELAGUA.

Objeto de estudio 2.SISTEMAS DE

TRATAMIENTO


COAGULACIN YFLOCULACIN


SEDIMENTACIN


OXIDACIN QUMICA


INTERCAMBIO INICO


PROCESOS DETRATAMIENTOBIOLGICO


Pruebas estructuradas deconocimientos.

- Sistema Tutorial

- Estudio Independiente

- Evaluacin DepartamentalEscrita

- Instrumentos Deevaluacin: Pruebas deensayo y pruebasestructuradas

El criterio del Desempeoinvolucra que el alumno tengaun rendimiento del 56% mnimoen la Evaluacin Departamentaly complemente, con lasvaloraciones que le asigne eltitular del curso, la puntuacinfinal del 70% , para aprobar elcurso.


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Nombre de la Materia: Mecnica de fluidos



Semestre: 2 y3


Crditos 10





Propsito general:

- El alumno adquirir los conocimientos bsicos que le permitirn entender y predecir elcomportamiento de los fluidos estticos y en movimiento.

UNIDAD TEM TICA CONTENIDO TEM TICO Y METODOLOG A


Introduccin

1. Clasificacin de los fluidos

2. La condicin de no-deslizamiento3. Presin de vapor y cavitacin4. Viscosidad5. Tensin superficial y capilaridad


Esttica de fluidos

1. Introduccin2. Fuerzas hidrostticas sobre superficies planas sumergidas3. Fuerzas hidrostticas sobre superficies curvas sumergidas4. Flotacin y estabilidad5. Fluidos con movimiento de cuerpo rgido


Ecuaciones de Bernoulli y deenerga.

1. Energa mecnica y eficiencia de bombeo2. La ecuacin de Bernoulli

3. Aplicaciones de la ecuacin de Bernoulli4. Anlisis de energa en sistemas de flujo estable


Anlisis de momentum.

1. Leyes de Newton y conservacin del momentum2. Teorema del transporte de Reynolds3. Eleccin del volumen de control4. Fuerzas actuando en el volumen de control5. La ecuacin del momentum lineal6. La ecuacin del momentum angular


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Flujo en ductos

1. Introduccin2. Flujos laminares y turbulentos3. La regin de entrada4. Flujo laminar en ductos5. Flujo turbulento en ductos

6. Perdidas menores7. Redes de tuberas y seleccin de bombasObjeto de estudio 6.

Flujo sobre cuerpos sumergidos

1. Introduccin2. Arrastre y sustentacin3. Friccin y presin de arrastre4. Coeficientes de arrastre y geometras comunes5. Flujo paralelo sobre placas planas6. Flujo sobre cilindros y esferas7. Sustentacin


Flujo en canales abiertos.

1. Introduccin2. Olas superficiales3. Consideraciones de energa4. Flujo en canales de profundidad uniforme5. Flujo en canales con variacin gradual6. Flujo con variacin rpida7. Medicin en canales


Objeto de estudio:1. Introduccin2. Esttica de fluidos3. Ecuaciones de

Bernoulli y de energa.4. Anlisis demomentum.5. Flujo en ductos6. Flujo sobre cuerpossumergidos7. Flujo en canalesabiertos.


3 evaluaciones escritas.

El alumno ser capaz deentender y predecir elcomportamiento de los fluidosestticos y en movimiento.

Competencia Cognitiva /Instrumental

Bi b liog rafa

Engineering Fluids MechanicsClayton T. Crowe, Donald F. Elger, Barbara C. Williams, John A. RobersonWiley; 10 edition (August 21, 2012)Fluid MechanicsJohn F. Douglas, Janusz M. Gasiorek, John A. Swaffield, Lynne B. Jack Pearson. Prentice HallFifth Edition 2005Fluid mechanics Frank M. White McGraw-Hill Fifth Edition 2003Fluid Mechanics Yunus A. Cengel McGraw-Hill 2010Mecnica de Fluidos Irving H. Shames Tercera edicin McGraw-Hill 1995



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Nombre de la Materia: Eficiencia Energtica y Sustentabilidad



Semestre: 2 y3


Crditos 10



Fecha de actualizacin: 7/Abril/2015


Propsito general:

- El objetivo de esta asignatura es analizar los diferentes sistemas energticos de la industria, desdeel punto de vista de la eficiencia, integracin de procesos, ahorro energtico y sustentabilidad. Encada caso se describirn las tcnicas existentes para la generacin de energa y optimizacin de sufuncionamiento integrado al proceso.


Objeto de estudio 1.Introduccin a la eficienciaenergtica

1. Conceptos bsicos y definiciones2. Eficiencia energtica y cambio climtico3. Eficiencia energtica, demanda global de energa y medio

ambiente

4. Historia de la eficiencia energtica5. Retos y aplicaciones de la eficiencia energtica6. Polticas energticas7. Impacto ambiental y costos de energa8.

Objeto de estudio 2. Gestinde energa elctrica enedificios

1. Principales usos2. Estrategias para la gestin3. Gestin de eficiencia energtica industrial4. Eficiencia energtica de procesos


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Objeto de estudio3.Tecnologias de eficienciaenergtica

1. Motores elctricos2. Iluminacin comercial y residencial3. Acondicionamiento de espacio4. Bombas de calor5. Bombas6. Ventiladores7. Aislamiento8. Cambio de combustibles9. Recuperacin de calor

Objeto de estudio 4.Generacin distribuida

1. Celdas de combustible2. PV3. Turbinas elicas4. Turbinas de combustin5. Maquinas reciprocants6. Biomasa, Biocombustibles, Hidrogeno7. Concentracin solar8. Otras fuentes de energa9. Calentamiento y refrigeracin solar10. Captura y secuestro de carbono

Objeto de estudio 5.Aplicaciones

1. Generacin continua2. Generacin de respaldo3. Recorte de picos4. Generacin remota5. Barreras

6. Cogeneracin


Objeto de estudio:1. Introduccin a laeficiencia energtica

2. Gestin de energaelctrica en edificios 3.Tecnologas deeficiencia energtica


Evaluacin escrita

Exposicin oral

Proyecto extra clase

El alumno ser capaz deanalizar diferentes sistemastrmicos, desde el punto devista de la eficiencia,integracin de procesos yahorro energtico. CompetenciaCognitiva / Instrumental


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4. Generacindistribuida

5. Aplicaciones

Bibliografia

Kreith F, D. Yogi Goswami, Handbook of energy efficiency and renewable energy, CRC press,2007.

Guerrero-Lemus R., Martinez-Duart J. M., Renewable energies and CO2Cost analisys,environmental impacts and technological trends, 2012.

McLean-Conner P., Energy efficiency: Principles and practices, PennWell, 2009.

Vaillencourt R., Simple solutions to energy calculations, 5 ed, CRC press, 2014.

Yang M., Xin Yu; Energy Efficiency- Benefits for Environment and Society, Springer, 2015.

Programa(s) Educativo(s): Maestra en Ciencia de Materiales

Nombre de la Materia: Termodinmica



Semestre: 2 y 3


Crditos 5

Total de horas por semana: 4 hrs.




Propsito general:

El alumno adquirir los conocimientos bsicos que le permitirn entender el concepto de energa y suinteraccin con las substancias. Se analizar el comportamiento de sustancias ideales y reales. Sedesarrollarn los conceptos de cantidad y calidad de la energa y su aplicacin a los procesosnaturales e industriales. Se estudiar el comportamiento de la mezcla aire-vapor de agua, as como elcomportamiento de los flujos compresibles.



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Conceptos bsicos.

1. Sistemas cerrados y abiertos2. Propiedades de un sistema3. Estado y equilibrio4. Procesos y ciclos5. Formas de energa

6. Energa y medio ambiente7. Temperatura y Ley Cero8. Presin


Propiedades de las sustanciaspuras

1. La sustancia pura2. Procesos de cambio de fase de las sustancias puras3. Diagramas de propiedades para procesos de cambio de

fase4. Tablas de propiedades5. Ecuacin del gas ideal6. Factor de compresibilidad7. Otras ecuaciones de estado8. Calores especficos9. Energa interna, entalpa y calores especficos para gases

ideales10. Energa interna, entalpa y calores especficos para slidos

y lquidosObjeto de estudio 3.Transferencia de energa porcalor, trabajo y masa

1. Transferencia de calor2. Transferencia de energa por trabajo3. Formas mecnicas del trabajo4. Principio de la conservacin de la masa5. Trabajo de flujo


Primera Ley de laTermodinmica.

1. Primera Ley2. Balance de energa en sistemas cerrados

3. Balance de energa en sistemas con flujo estable4. Balances de energa en procesos con flujo no-estable


Segunda Ley de laTermodinmica.

1. Introduccin2. Fuente y sumidero de calor3. Maquinas trmicas4. Eficiencias en la conversin de energa5. Refrigeradores y bombas de calor6. Mquinas de movimiento perpetuo7. Procesos reversibles e irreversibles8. El ciclo de Carnot

9. Los principios de Carnot10. La escala termodinmica de temperatura11. La mquina de Carnot12. El refrigerador y la bomba de calor de Carnot


Entropa.

1. El principio del aumento de la entropa2. Cambio de entropa en las sustancias puras3. Procesos isentrpicos4. Diagramas de propiedades que involucran a la entropa5. Que es entropa?6. Las relaciones Tds7. Cambio de entropa en lquidos y slidos

8. Cambio de entropa en gases ideales9. Trabajo de flujo reversible estable


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10. Minimizando el trabajo de compresin11. Eficiencia isentrpica de dispositivos de flujo estable12. El balance de entropa


Flujo compresible.

1. Relaciones de gas ideal2. Numero de Mach y velocidad del sonido

3. Categoras de flujos compresibles4. Flujo isentrpico de gases ideales5. Flujo de Fanno (adiabtico con friccin)6. Flujo de Rayleigh (sin friccin con transferencia de calor)


Objeto de estudio:1. Conceptos bsicos.2. Propiedades de lassustancias puras

3. Transferencia deenerga por calor,trabajo y masa4. Primera Ley de laTermodinmica.5. Segunda Ley de laTermodinmica.6. Entropa.7. Flujo compresible.


Evaluacin escrita, reporte de proyecto.

El alumno ser capaz deentender el concepto deenerga y su interaccin con lassubstancias, la cantidad y

calidad de la energa y suaplicacin a los procesosnaturales e industriales.Competencia Cognitiva.

Programa(s) Educativo(s): Maestra en Ciencia y Tecnologa AmbientalNombre de la materia: Introduccin a la qumica computacional



Semestre: 2 y 3


Crditos 5



Fecha de actualizacin: 20 de abril de 2015


Propsito general:Se introducir al alumno en el campo de la Qumica Computacional, aplicando los conceptos aldiseo, caracterizacin y modelado molecular en Ciencia de Materiales.


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UNIDAD TEM TICA CONTENIDO TEM TICO Y METODOLOG A

Objeto de estudio 1. Introduccin Referencias. Ejemplos de aplicacin de la QumicaComputacional y el Modelado Molecular en Ciencia de

Materiales

Objeto de estudio 2. Mtodos decampos de fuerza

Introduccin. La energa del campo de fuerza. Parametrizacindel campo de fuerza. Diferencias entre campos de fuerzas.Consideraciones computacionales. Validacin de campos defuerzas. Consideraciones prcticas. Ventajas y limitaciones delos mtodos de campos de fuerzas. Modelado de estructurasde transicin. Mtodos hbridos campo de fuerza-estructuraelectrnica.

Objeto de estudio 3. Mtodos de

estructura electrnica

Las aproximaciones adiabticas y de Born-Oppenheimer.

Teora del campo autoconsistente. Energa del determinantede Slater. Teorema de Koopmans. Aproximacin del conjuntode base. Formulacin alternativa del problema variacional.Mtodos Hartree-Fock restrictos e irrestrictos. Tcnicas SCF.Mtodos semiempricos. Parametrizacin. Perfomance demtodos semiempricos. Teora Huckel extendida. Limitacionesy ventajas de los mtodos semiempricos.

Objeto de estudio 4. Mtodos decorrelacin electrnica

Determinantes de Slater de excitacin. Interaccin deconfiguraciones. Ilustracin de cmo CI tiene en cuenta el

problema de la correlacin electrnica. Problema de ladisociacin HF restricto. Problemas de la disociacin HFirrestricto y de contaminacin de spin. Consistencia de tamaoy extensividad. El campo autoconsistente multiconfiguracional.Interaccin de configuraciones multireferencial. Teora deperturbacin de varios cuerpos. Mtodos coupled cluster.

Conexiones entre coupled cluster, interaccin de

configuraciones y teora de perturbaciones. Mtodosinvolucrando distancias interelectrnicas. Mtodos directos.Mtodos de orbitales localizados. Resumen de mtodos decorrelacin electrnica

Objeto de estudio 5. Conjuntos debase

Orbitales tipo slater y Gaussianos. Clasificacin de conjuntosde base. Conjuntos de base bien balanceados. Conjuntos debase contraidos. Procedimientos de extrapolacin. Reaccionesisogricas e isodsmicas. Conjuntos de base de potencialesefectivos. Errores de superposicin de conjuntos de bases.Mtodos pseudoespectrales.

Objeto de estudio 6. Teora defuncionales de la densidad

El principio variacional. Teoremas de Hohenberg-Kohn.Frmula de coneccin adiabtica. Mtodos de la densidadlocales. Mtodos de correccin en gradientes. Mtodoshbridos. Perfomance. Consideraciones computacionales.

Referencias.


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Objeto de estudio 7. Mtodos deenlace de valencia

Enlace de valencia clsico. Enlace de valencia conacoplamiento de spin. Enlace de valencia generalizado.Referencias.

Objeto de estudio 8. Mtodosrelativsticos

Conexin entre las ecuaciones de Dirac y de Schrodinger.Sistemas de varios cuerpos. Clculos de cuatro componentes.Referencias.

Objeto de estudio 9. Anlisis de lafuncin de onda

Anlisis poblacional basado en las funciones de base. Anlisispoblacional basado en el potencial electrosttico. Anlisispoblacional basado en la funcin de onda. Orbitaleslocalizados. Orbitales naturales. Anlisis de orbitales naturalesatmicos y de orbitales naturales de enlace. Consideracionescomputacionales. Ejemplos.

Objeto de estudio 9. Anlisis de lafuncin de onda

Anlisis poblacional basado en las funciones de base. Anlisispoblacional basado en el potencial electrosttico. Anlisispoblacional basado en la funcin de onda. Orbitales

localizados. Orbitales naturales. Anlisis de orbitales naturalesatmicos y de orbitales naturales de enlace. Consideracionescomputacionales. Ejemplos.

Objeto de estudio 10 Propiedadesmoleculares

Ejemplos: campo elctrico externo, campo magntico externo,momento magntico interno, cambio de geometra, derivadasmixtas. Mtodos de perturbacin. Tcnicas de derivadas.Tcnicas del lagrangiano. Mtodo Hartree-Fock delacoplamiento perturbado. Perturbacin del campo elctrico.Perturbacin del campo magntico. Perturbaciones degeometra. Mtodos de propagadores. Conjunto de bases depropiedades.

Objeto de estudio 11.Consideraciones prcticas

Uso de programas computacionales. Lenguajes deprogramacin. Preparacin de entradas para programas deQumica Computacional. Anlisis de resultados. Mtodossemiempricos: Chem3D, HyperChem, MOPAC. Mtodos abinitio: Gaussian 09, GAMESS. Mtodos de funcionales de ladensidad: Gaussian 09.

Objeto de estudio 12. Ilustrando los

conceptos

Convergencia de geometras. Convergencia de momentos

dipolares. Convergencia de frecuencias vibracionales. Curvasde disociacin de enlaces. Curvas de ngulos de enlace.Sistemas problemticos. Energas relativas de sistemasisomricos. Propiedades de conduccin elctrica. Propiedadespticas no lineales. Termoqumica computacional. MtodosG1, G2, G3 y CBS.

Objeto de estudio 13. Teora delestado de transicin y mecnicaestadstica

Teora del estado de transicin. Mecnica estadstica.Funciones de particin translacional, rotacional, vibracional yelectrnica. Contribuciones de la entalpa y la entropa.

Referencias


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Objeto de estudio 14. Cambio desistemas de coordenadas

Coordenadas vibracionales normales. Energa deldeterminante de Slater. Energa de la funcin de onda deinteraccin de configuraciones. Referencias.

Objeto de estudio 15. Tcnicas deoptimizacin

Mtodo del descenso ms brusco. Mtodos de gradientesconjugados. Mtodos de Newton-Raphson. Eleccin decoordenadas. Optimizacin de estructuras de transicin.Prooblemas de optimizacin restringidos. Determinacin demnimos globales. Muestreo conformacional. Mtodos decoordenada de reaccin intrnseca.

Objeto de estudio 16. Teorascualitativas

Teora de orbitales moleculares de frontera. Conceptos deTeora de los funcionales de la densidad. Teora cualitativa deorbitales moleculares. Reglas de Woodward-Hoffmann.Principio de Bell-Evans-Polanyi. Postulado de Hammond

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