Créditos ECTS Créditos ECTS: 4.5
Horas ECTS Criterios/Memorias Horas de Tutorías: 4 Clase Expositiva: 14 Clase Interactiva: 18 Total: 36
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Ingeniería Química
Áreas: Ingeniería Química
Centro Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Convocatoria: Primer semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable | 1ro curso (Si)
El mundo en que vivimos está compuesto por innumerables sistemas complejos, desde nuestro organismo a los ecosistemas o los sistemas económicos, A pesar de su número, los sistemas complejos tienen muchas características estructurales y funcionales comunes que pueden simularse de forma sencilla.
El objetivo de este curso es estudiar la naturaleza de los sistemas complejos y su comportamiento dinámico bajo una serie de condiciones, centrándose específicamente en modelos matemáticos de sistemas ambientales. La filosofía a emplear es el desarrollo modelos que permitan entender e interpretar los sistemas reales que representan, más que utilizar los modelos para obtener la respuesta a un caso concreto. De manera que en la parte práctica de la materia los alumnos desarrollarán modelos dinámicos de diversos sistemas ambientales, de menor a mayor complejidad, que permitan reproducir el comportamiento de dichos sistemas y, en consecuencia, comprender y analizar la sensibilidad de los sistemas ambientales a cualquier impacto externo.
A continuación se señalan los objetivos específicos de cada bloque de la materia.
I. Metodos de modelización de sistemas
A nivel teórico, las primeras semanas se emplearán en comprender y desarrollar los métodos de modelización dinámica de sistemas, tanto macroscópica como microscópica, tomando como ejemplos diversos sistemas ambientales. En cuanto a la parte práctica, se iniciará con una introducción al software de simulación a utilizar, Vensim PLE, y la resolución de forma individual de diversos casos de modelización macroscópica de sistemas dinámicos de menor a mayor complejidad, incluyendo los ejemplos previamente estudiados.
II. Modelización de sistemas ambientales dinámicos
Cuando los alumnos se hayan familiarizado con el manejo del software Vensim PLE y el desarrollo de modelos dinámicos macroscópicos de sistemas ambientales serán organizados en equipos, de manera que cada equipo desarrollará un modelo matemático de un sistema ambiental real, previamente seleccionado de la bibliografía especializada. Considerando las sinergias entre los procesos que se desarrollan en cada sistema ambiental modelizado.
Algunos ejemplos de sistemas ambientales dinámicos reales que se considerarán en esta parte práctica de la materia son:
1. Gestión de recursos hídricos.
2. Dinámica de cultivos.
3. Dinámica de sistemas climáticos.
4. Gestión sostenible de residuos ganaderos.
Si bien los sistemas reales a modelizar dependerán de la selección actualizada que se realice en cada curso procedente de la bibliografía especializada.
OBJETIVOS
I. Introducción a la modelización ambiental. Modelos macroscópicos y microscópicos. Dinámica de sistemas. Elementos y diagramas de la modelización macroscópica de sistemas.
- Elementos básicos de los modelos ambientales.
- Ejemplos de modelos ambientales.
II. Resolución de casos prácticos.
- Manejo del software Vensim PLE.
- Conceptualizar y formular un problema ambiental para su estudio mediante modelización matemática.
- Estudiar modelos ambientales de sistemas dinámicos.
- Resolver modelos mbientales con Vensim PLE.
III. Modelo dinámico de un sistema ambiental.
- Analizar y formular el sistema ambiental.
- Diseñar el modelo dinámico.
- Desarrollar el modelo dinámico del sistema ambiental con Vensim PLE.
- Evaluar los resultados del modelo dinámico.
La materia de “Modelización Ambiental”, de 4,5 ECTS, se enmarca como materia optativa dentro del Módulo 1 “Bases”, a fin de aportar a los alumnos que la eligen los fundamentos y habilidades prácticas de la modelización dinámica de sistemas y su aplicación a los procesos ambientales. Aportando una capacidad técnica adicional al alumno que le pondrá en franca ventaja para abordar problemas ambientales de diversa complejidad, considerando también las sinergias que puedan existir dentro del sistema ambiental y con otros factores externos al mismo.
Dado que se trata de una materia del Módulo 1 “Bases” no se prevé la aplicación de conocimientos de otras materias de Máster; si bien se recomienda la adquisición previa de una serie de conocimientos básicos, que se indican en el apartado correspondiente de esta Guía.
En cuanto a su relación con el resto de materias del Máster, dado que la modelización de sistemas dinámicos es una técnica general de aplicación a cualquier sistema dinámico cuantificable, los conocimientos y habilidades adquiridos en esta materia optativa son de aplicación en cualquier otra materia de este Máster; siempre que el problema a abordar implique interrelaciones entre los procesos que condicionan el comportamiento dinámico del sistema ambiental estudiado.
Los contenidos que se desarrollan son los contemplados de forma sucinta en el descriptor de la materia en el plan de estudios de Máster Oficial que indica: “Introducción a la dinámica de sistemas complejos. Métodos de modelización de sistemas ambientales. Estudio de casos. Desarrollo del modelo de un sistema ambiental.”
A partir de este descriptor, el programa consta de tres bloques.
BLOQUE I: Métodos de modelización de sistemas
Tema 1.- Sistemas. Teoría general de sistemas. Complejidad. Sistemas complejos. Resolución de sistemas complejos.
Tema 2.- Introducción a la modelización.
Modelos matemáticos basados en procesos: Macroscópicos vs. Microscópicos. Ejemplos de modelos microscópicos. Dinámica de sistemas. Desarrollo de modelos macroscópicos. Existencias, flujos y conversores. Interrelaciones. Diagramas de equilibrio y diagramas causales. Retroalimentación. Introducción al uso del Vensim PLE.
Tema 3.- Conceptos básicos de los modelos macroscópicos de sistemas ambientales.
Patrones de comportamiento de los sistemas: crecimiento y reducciones lineales y exponenciales. Crecimiento sigmoidal. Sobre-actuación y colapso. Sistemas oscilantes. Ejemplos de modelos de sistemas ambientales.
BLOQUE II: Estudio de casos
Tema 4.- Resolución de casos prácticos con Vensim PLE, incluyendo ejemplos de sistemas ambientales estudiados.
BLOQUE III: Modelo dinámico de un sistema ambiental
Tema 5.- Diseño y desarrollo del modelo dinámico macroscópico de un sistema ambiental real.
Bibliografía básica
- FORD A., Modeling the environment, Island Press, 2010.
Bibliografía complementaria
- JACOBSON, M.Z. “Fundamentals of Atmospheric Modelling”. Cambridge University Press, 2005. ISBN 9780521548656. SINATURA: A220 4 A
- MARTIN J., Teoria y ejercicios prácticos de dinámica de sistemas, 2003.
- MEADOWS D.H. y otros, Los límites del crecimiento, Fondo de cultura económica, 1973.
- FIELD C.B., RAUPACH M.R., The Global Carbon Cycle, Island Press, 2009.
- MEADOWS, D.H., Thinking in Systems, Chelsea Green Publishing, 2008.
- RZEVSKI, G. & SKOBELEV, P., Managing Complexity, The WIT Press, 2014.
- ZANNETTI, P. "Air Pollution Modeling". New York: Computational Mechanics Publications, Van Nostrand Reinhold, 1990. ISBN 978-1-4757-4465-1. SINATURA: A222 7.
Otra documentación
Se utilizará el Aula Virtual para incorporar la documentación oportuna propia de la materia.
En esta materia el estudiante adquirirá o practicará una serie de competencias básicas, generales y transversales, deseables en cualquier titulación universitaria, y específicas, propias de la titulación en particular. Dentro del cuadro de competencias que se diseñó para la titulación, los estudiantes deberán alcanzar las siguientes competencias:
BÁSICAS Y GENERALES: CB6, CB7, CB8, CB9, CB10, CG1.
TRANSVERSALES: CT1, CT4.
ESPECÍFICAS: CE1, CE2, CE5, CE8.
Sistema de enseñanza
Esta materia se desarrollará mediante diferentes mecanismos de enseñanza y aprendizaje, como se indica en los siguientes apartados:
MD1: Clases magistrales participativas: Clases expositivas, que introduzcan los conceptos y problemas básicos relacionados con la dinámica de sistemas, con ejemplos prácticos que introduzcan al alumno en la resolución de casos concretos relacionados con la modelización de sistemas, de acuerdo con los contenidos y objetivos de la materia. Incluyendo la participación del alumno en la lectura y análisis de un texto seleccionado.
MD2: Seminarios de problemas y conferencia de profesionales, en función de los medios y condiciones disponibles: Bloque I.
MD4:
- Prácticas de Aula de Informática: Clases interactivas y tutoría, a desarrollar en Aula de Informática con el simulador Vensim PLE, de acuerdo con los casos propuestos en el Bloque II de Contenidos.
MD5: Visitas técnicas a empresas e instituciones, en función de los medios y condiciones disponibles. Bloque I.
MD6: Utilización de pizarras clásicas y digitales.
MD7: Aprendizaje basado en la resolución de problemas, casos prácticos y proyectos (ABP): Clases prácticas en Aula de Informática y trabajo autónomo con el simulador Vensim PLE, para el desarrollo del modelo del sistema ambiental elegido en el Bloque III de Contenidos.
MD8: Tutorías individualizadas y colectivas: Resolución de casos prácticos y tutela del desarrollo del modelo del sistema ambiental elegido.
MD12: Estudio y discusión de casos prácticos en seminarios: Discusión de casos prácticos del Bloque II resueltos en el Aula de Informática.
MD15: Utilización de software especializado, bases de datos y recursos web: Software Vensim PLE para simulación dinámica de procesos.
MD2:
- Conferencia sobre "Aplicaciones de los modelos de calidad del aire” impartida por el Director de la División de Clima en España del Grupo Suez (multinacional francesa líder en el sector del medio ambiente). En función de los medios y condiciones internos y externos disponibles.
MD5:
- Visita a Meteogalicia, servicio meteorológico gallego, para conocer los modelos ambientales y, a mayores, la instrumentación meteorológica de este servicio. En función de los medios y condiciones internos y externos disponibles.
Aprendizaje por competencias
Actividad A=MD1 H=MD2 B=MD4 J=MD5 C=MD6 D=MD7 E=MD8 F=MD12 G=MD15
Competencia
CB6 A H J C
CB7 B C D E G
CB8 A H B J C D E F
CB9 A H B J D E F
CB10 A H B J D E F
CG1 B C D E
CT1 D E
CT4 B D E F G
CE1 A H J C
CE2 A H B J D E F G
CE5 A H B J C D E G
CE8 B D E G
Sistema de calificaciones
La evaluación de la materia incluirá los siguientes sistemas de calificación:
Sistema de calificación Modo de evaluación Peso en la nota global Valor mínimo sobre 10
Examen final Individual 30 % 3,5
Trabajo: Análisis de un texto propuesto Individual 10 % -
Resolución de casos prácticos (incluyendo tutoría de grupo) Individual 20 % -
Modelo del sistema ambiental En equipo 30% -
Participación activa en clase Individual 5 % -
Participación activa en actividades con profesionales Individual 5 % -
Las calificaciones de los trabajos/clases/casos prácticos/modelo/participaciones activas obtenidas en el curso en que el estudiante haya cursado la docencia presencial de la materia, se conservarán en todas las oportunidades de evaluación de dicho curso. Siendo siempre necesario que en cada nueva oportunidad el alumno realice el examen final de la materia, que recibirá la calificación correspondiente.
Cuando no se conserven las evaluaciones de trabajos/clases/casos prácticos/modelo/participaciones activas, los estudiantes repetidores seguirán el mismo sistema de evaluación que los estudiantes nuevos
Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la “Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións”.
Evaluación de competencias
Sist. Eval. A=Examen B=Trabajo C=Casos prácticos D=Modelo E=Participación en clase F=Actividades con profesionales
Competencia
CB6 A B D E F
CB7 C D
CB8 A B C D E F
CB9 A B E F
CB10 C D
CG1 C D
CT1 D
CT4 A B C D E F
CE1 A E F
CE2 A C D E F
CE5 C D
CE8 D
La materia tiene una carga de trabajo de 4,5 ECTS, correspondiendo 1 crédito ECTS a 25 horas de trabajo total, siendo el número teórico total de 112,5 horas. En consecuencia, las horas de trabajo del estudiante debes distribuirse como sigue:
ACTIVIDAD FORMATIVA Horas totales presenciales Trabajo autónomo del estudiante ECTS
Clases magistrales 14 28
Seminarios 0 0
Aula informática 18 32
Trabajos/Actividades 0 2,5
Tutorías de grupo 4 2
Subtotal 36 64,5
Examen 2 10
Totales 38 74,5 4,5
Los estudiantes que se matriculen en la materia han de tener una serie de conocimientos básicos que resultan de interés para su adecuado seguimiento: Cálculo numérico, balances y aplicaciones informáticas a nivel básico.
Idioma en que se imparte: Castellano.
La materia contará con un Aula Virtual.
Jose Antonio Souto Gonzalez
Coordinador/a- Departamento
- Ingeniería Química
- Área
- Ingeniería Química
- Teléfono
- 881816757
- Correo electrónico
- ja.souto [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Profesor Contratado/a Doctor
| Lunes | |||
|---|---|---|---|
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula A7 |
| Martes | |||
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula A7 |
| Miércoles | |||
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula A7 |
| Jueves | |||
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula A7 |
| 12.11.2025 12:00-14:00 | Grupo /CLIS_01 | Aula A7 |
| 12.11.2025 12:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula A7 |
| 17.06.2026 09:00-11:00 | Grupo /CLE_01 | Aula A7 |