Guía docente de la asignatura
(6974) TERMODINÁMICA APLICADA A LA BIOTECNOLOGÍA

Curso académico 2024/2025

  1. Identificación

    1. De la asignatura

      2. Curso Académico
      2024/2025
      Titulación
      GRADO EN BIOTECNOLOGÍA
      Nombre de la asignatura
      TERMODINÁMICA APLICADA A LA BIOTECNOLOGÍA
      Código
      6974
      Curso
      PRIMERO
      Carácter
      FORMACIÓN BÁSICA
      Número de grupos
      1
      Créditos ECTS
      6.0
      Estimación del volumen de trabajo
      150.0
      Organización temporal
      2º Cuatrimestre
      Idiomas en que se imparte
      Español
      Curso Académico 2024/2025
      Titulación

      GRADO EN BIOTECNOLOGÍA
      Nombre de la asignatura TERMODINÁMICA APLICADA A LA BIOTECNOLOGÍA
      Código 6974
      Curso PRIMERO
      Carácter FORMACIÓN BÁSICA
      Número de grupos 1
      Créditos ECTS 6.0
      Estimación del volumen de trabajo 150.0
      Organización temporal 2º Cuatrimestre
      Idiomas en que se imparte Español

    2. Del profesorado: Equipo docente

      • SANCHEZ ZURANO, ANA Docente: GRUPO 1 Coordinación de los grupos: GRUPO 1 Coordinador de la asignatura

        Categoría

        PROFESOR AYUDANTE DOCTOR

        Área

        INGENIERÍA QUÍMICA

        Departamento

        INGENIERÍA QUÍMICA

        Correo electrónico / Página web / Tutoría electrónica

        azurano@um.es Tutoría electrónica: Sí

        Teléfono, horario y lugar de atención al alumnado

        Duración:
        A         		Día:
        Miércoles         		Horario:
        11:00-12:00         		Lugar:
        No consta
        Observaciones:
        No consta
        Duración:
        A         		Día:
        Martes         		Horario:
        11:00-12:00         		Lugar:
        No consta
        Observaciones:
        No consta

  2. Presentación

    3. La Termodinámica es la ciencia que estudia el comportamiento macroscópico de la materia y su interacción con la energía, a través de la aplicación de los Principios Termodinámicos y las Leyes de Conservación. El conocimiento de estos principios y de las principales funciones termodinámicas relacionadas con los mismos, permite conocer y analizar el sentido de los procesos naturales y/o artificiales, suministrando criterios para establecer la espontaneidad y el estado de equilibrio de las transformaciones químicas, bioquímicas y biológicas. Adicionalmente, la Termodinámica suministra procedimientos y herramientas para calcular los balances energéticos asociados a las transformaciones antes citadas. Por último, la Termodinámica sienta las bases para establecer relaciones entre las propiedades macroscópicas de un sistema químico, bioquímico o biológico, y la estructura microscópica del mismo, por lo que su estudio es de gran interés para el biotecnólogo, ya que el campo de aplicación de la Termodinámica se extiende, por las razones indicadas, a prácticamente todas las actividades que este tipo de profesional debe llevar a cabo en el ejercicio de su profesión.

  3. Condiciones de acceso a la asignatura

    1. Incompatibilidades

      2. No constan

    2. Requisitos

      3. No constan

    3. Recomendaciones

      4. No se establecen requisitos previos, pero se recomienda haber cursado y adquirido los conocimientos básicos suficientes de:

      - Matemáticas

      - Física

      - Química

  4. Contenidos

    1. Teoría

      2. Bloque 1: Bloque 1

      Tema 1: Introducción a la termodinámica.

      Introducción a la termodinámica Termodinámica: introducción, conceptos generales.- Fluidos ideales y no ideales.- Ecuaciones de estado.- Conceptos de trabajo y calor.- Primer principio de la Termodinámica: Energía interna.- Entalpía.- Capacidades caloríficas a presión y a volumen constante.- Cálculo de variaciones de Energía interna y Entalpía.

      Tema 2: Principios de la termodinámica.

      Procesos espontáneos y no espontáneos.- Entropía: Segundo Principio de la Termodinámica.- Cálculo de la variación de entropía en procesos sencillos.- Tercer Principio de la Termodinámica: valores absolutos de la entropía.

      Tema 3: Energía libre y potenciales termodinámicos.

      Energía libre de Helmholtz.- Energía libre de Gibbs.- Ecuaciones de Gibbs-Helmholtz.- Potenciales termodinámicos: condiciones de equilibrio y espontaneidad.- Sistemas no ideales. Fugacidad. Actividad.- Relaciones de Maxwell. 

      Bloque 2: Bloque 2

      Tema 4: Equilibrio físico en sistemas de un solo componente.

      Equilibrio físico.- Equilibrio entre fases en sistemas de un solo componente.- Regla de las fases.- Variación de las funciones de estado en los cambios de fase.- Efecto de la presión y la temperatura: Ecuación de Clapeyron.- Aplicaciones. 

      Tema 5: Equilibrio físico en sistemas multicomponente.

      Equilibrio entre fases: sistemas de dos componentes.- Equilibrio de fases en sistemas multicomponentes: Equilibrio líquido-líquido, líquido-gas y sólido-líquido en mezclas binarias.- Diagramas de fase.

      Bloque 3: Bloque 3

      Tema 6: Cálculo de magnitudes energéticas en procesos con reacción química.

      Calor de reacción.- El estado estándar.- Entalpía de formación estándar.- Determinación de los calores de formación.- Leyes de la Termodinámica.- Calores de disolución y de dilución.- Relación entre calor de reacción a P y V constantes.- Dependencia del calor de reacción con la temperatura. 

      Tema 7: Equilibrio químico.

      Equilibrio y energía libre.- Influencia de la temperatura sobre ¿Gs .- Presentación de datos de energías libres.- Expresiones de la constante de equilibrio para reacciones en fase gaseosa.- Expresiones de la constante de equilibrio para reacciones en fase líquida.- Equilibrio en Condiciones Adiabáticas.

      Bloque 4: Bloque 4

      Tema 8: Cálculos energéticos aplicados a sistemas biológicos.

      Cálculos energéticos aplicados a sistemas biológicos.- Calores de reacción en bioprocesos.- Cálculo de calores de reacción en procesos enzimáticos a partir de calores de combustión.- Calores de reacción en procesos con producción de biomasa.- Balances de energía en cultivos celulares.- Ejemplos

    2. Prácticas

      • Práctica 1: TRANSFORMACIONES EN UN GAS IDEAL.

        Uso de un simulador de transformaciones termodinámicas en un Gas Ideal. Cálculo de las variaciones de las magnitudes termodinámicas en las transformaciones de un gas ideal.

        Relacionado con:
        • Bloque 1: Bloque 1
        • Tema 1: Introducción a la termodinámica.
        • Tema 2: Principios de la termodinámica.
        • Tema 3: Energía libre y potenciales termodinámicos.

      • Práctica 2: VARIACIÓN DE LAS PROPIEDADES TERMODINÁMICAS EN MEZCLAS ADIABÁTICAS IDEALES DE DOS LÍQUIDOS.

        Simulación de procesos de mezcla en disoluciones líquidas ideales. 

        Relacionado con:
        • Bloque 1: Bloque 1
        • Tema 1: Introducción a la termodinámica.
        • Tema 2: Principios de la termodinámica.
        • Tema 3: Energía libre y potenciales termodinámicos.

      • Práctica 3: MÉTODO DE CONTRIBUCIÓN DE GRUPOS DE JOBACK.

        Estimación de Propiedades Termodinámicas de Compuestos Puros mediante el Método de Contribución de Grupos de Joback a través del manejo de un software de estimación de propiedades. 

        Relacionado con:
        • Bloque 1: Bloque 1
        • Tema 1: Introducción a la termodinámica.
        • Tema 2: Principios de la termodinámica.
        • Tema 3: Energía libre y potenciales termodinámicos.

      • Práctica 4: EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR EN MEZCLAS BINARIAS CON COMPORTAMIENTO IDEAL

        Cálculo de los datos de equilibrio líquido vapor en mezclas binarias con comportamiento ideal a través de un software de elaboración de diagramas termodinámicos de equilibrio líquido-vapor.

        Relacionado con:
        • Bloque 2: Bloque 2
        • Tema 4: Equilibrio físico en sistemas de un solo componente.
        • Tema 5: Equilibrio físico en sistemas multicomponente.

      • Práctica 5: EQUILIBRIO LÍQUIDO-VAPOR EN MEZCLAS BINARIAS CON COMPORTAMIENTO NO IDEAL

        Cálculo de los datos de equilibrio líquido-vapor en mezclas binarias con comportamiento no ideal a través de un software de cálculo en equilibrios líquido-vapor no ideal.

        Relacionado con:
        • Bloque 2: Bloque 2
        • Tema 4: Equilibrio físico en sistemas de un solo componente.
        • Tema 5: Equilibrio físico en sistemas multicomponente.

  5. Actividades Formativas

    6. Actividad Formativa Metodología Horas Presencialidad
    AF1: Exposición teórica / Clase magistral participativa.

    Las clases teóricas se orientarán hacia la explicación de los temas, utilizando la pizarra y medios audiovisuales, y a la discusión y participación de los alumnos para facilitar su asimilación y aprendizaje. Se pondrá a disposición de los alumnos, a través del Aula Virtual, el material gráfico utilizado en el aula.

    		 40.0 100.0
    AF2.2: Actividades prácticas de microaula

    Las clases prácticas en el Aula de Informática se realizarán de forma individual, de modo que cada alumno disponga de un ordenador personal con los programas a utilizar. En primer lugar, se explicará, de forma interactiva, el manejo del programa y la utilidad del mismo en el contexto de la asignatura. Seguidamente, se propondrán ejercicios a resolver por los alumnos. A la finalización de cada ejercicio, el alumno elaborará y entregará al profesor un breve informe con los resultados obtenidos, para su corrección y evaluación. Esta actividad es obligatoria y evaluable en la forma indicada en el apartado de evaluación.

    		 10.0 100.0
    AF3: Seminarios / Resolución de problemas / Aprendizaje orientado a proyectos / Estudio de casos / Exposición y discusión de trabajos.

    Los seminarios se desarrollarán fundamentalmente realizando actividades orientadas a fomentar el aprendizaje basado en la resolución de problemas numéricos. En su desarrollo se entregará a los alumnos boletines de problemas basados en los contenidos de las lecciones teóricas. El profesor resolverá algunos de los problemas, comentando las bases de su resolución. Los alumnos resolverán en clase, solos o en grupo, algunos de los problemas, a indicación del profesor.

    		 5.0 100.0
    AF5: Tutorías: sesiones de orientación, revisión o apoyo a los alumnos por parte del profesor, programadas y realizadas de forma grupal o individual.

    Las tutorías servirán para aclarar dudas y detectar desajustes en la consecución del aprendizaje. En ellas se revisarán las principales dificultades en el desarrollo del temario de la materia, y se analizarán en discusión abierta los avances en la adquisición de conocimientos y competencias por parte de los alumnos.

    		 3.0 100.0
    AF6: Evaluación: exámenes, exposiciones, entrevistas, controles, etc., ante la presencia del profesor o un tribunal evaluador, con la finalidad de evaluar las competencias adquiridas.

    Realización de examen final escrito sobre los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura. 

    		 2.0 100.0
    AF7: Trabajo autónomo: estudio y preparación de contenidos teóricos y prácticos, lectura, búsqueda y consulta bibliográfica, sistematización de contenidos, resolución de casos, planteamientos prácticos, resolución de problemas, preparación de trabajos o seminarios, exposiciones, preparación de informes, preparación de exámenes, etc. 90.0 0.0
    Totales 150,00

  6. Horario de la asignatura

    7. https://www.um.es/web/estudios/grados/biotecnologia/2024-25#horarios

  7. Sistemas de Evaluación

    8. Identificador Denominación del instrumento de evaluación Criterios de Valoración Ponderación
    SE1 Pruebas escritas (exámenes): pruebas objetivas, de desarrollo y/o de respuesta corta realizadas por los alumnos para mostrar los conocimientos teóricos y prácticos adquiridos.

    El examen final constará de dos partes: una sobre los contenidos desarrollados en las clases de teoría y otra específicamente de resolución de problemas numéricos. Cada una de las partes del examen se calificará en la escala de 0 a 10, debiéndose obtener un mínimo de 4 puntos en cada parte para superar la asignatura. Cumplido el requisito anterior, se asignará a la teoría un valor igual al 60 % y a los problemas el 40 %. La nota media ponderada de ambas partes será la nota final del examen.

    La calificación final de la asignatura se obtiene en la forma que se detalla a continuación:

    a) Si la nota final del examen es 4 o superior, se tendrán en cuenta las restantes actividades de que consta la asignatura y la nota definitiva será la suma del 80% de la nota del examen y el 20% de la nota de las restantes actividades. La asignatura se supera con 5 puntos en la escala de 0 a 10.

    b) Si la nota final del examen es inferior a 4, esta será la nota definitiva y no se supera la asignatura.

    		 80.0
    SE2 Informes escritos, trabajos, memorias, proyectos, cuadernos de prácticas, etc.: trabajos escritos con independencia de que se realicen individual o grupalmente.

    La asistencia y entrega de los informes correspondientes es obligatoria. Además, se tendrá en cuenta la presentación y discusión de resultados.

    		10.0
    SE4 Ejecución de tareas prácticas: actividades de laboratorio o en aulas de informática para mostrar el saber hacer en la disciplina correspondiente

    La asistencia y entrega de los informes correspondientes es obligatoria. Además, se tendrá en cuenta la presentación y discusión de resultados. Los alumnos que tengan dos faltas de asistencia, no debidamente justificadas, no aprobarán las prácticas y por tanto no podrán aprobar la asignatura. 

    		 10.0

  8. Fechas de exámenes

    9. https://www.um.es/web/estudios/grados/biotecnologia/2024-25#examenes

    Resultados del Aprendizaje

    • RA1 (Conocimientos o contenidos): Adquirir y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
    • RA2 (Competencias): Aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y poseer las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
    • RA3 (Habilidades o destrezas): Reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
    • RA4 (Competencias): Transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
    • RA5 (Habilidades o destrezas): Desarrollar habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
    • RA6 (Conocimientos o contenidos): Expresarse correctamente en lengua castellana en su ámbito disciplinar
    • RA7 (Conocimientos o contenidos): Comprender y expresarse en un idioma extranjero en su ámbito disciplinar, particularmente el inglés
    • RA8 (Competencias): Gestionar la información y el conocimiento en su ámbito disciplinar, incluyendo saber utilizar como usuario las herramientas básicas en TIC.
    • RA9 (Competencias): Considerar la ética y la integridad intelectual como valores esenciales de la práctica profesional.
    • RA10 (Competencias): Proyectar los conocimientos, habilidades y destrezas adquiridos para promover una sociedad basada en los valores de la libertad, la igualdad, la justicia y el pluralismo.
    • RA11 (Habilidades o destrezas): Trabajar en equipo y relacionarse con otras personas del mismo o distinto ámbito profesional
    • RA12 (Competencias): Desarrollar habilidades de iniciación a la investigación
    • RA15 (Habilidades o destrezas): Pensar de una forma integrada y abordar los problemas desde diferentes perspectivas.
    • RA16 (Habilidades o destrezas): Interpretar resultados experimentales e identificar elementos consistentes e inconsistentes.
    • RA17 (Conocimientos o contenidos): Diseñar experimentos y comprender las limitaciones de la aproximación experimental
    • RA20 (Conocimientos o contenidos): Conocer las bases del diseño y funcionamiento de biorreactores.
    • RA21 (Habilidades o destrezas): Aplicar cálculos básicos sobre los parámetros relevantes en fenómenos de transporte y los balances de materia y energía en los procesos bioindustriales.
    • RA25 (Conocimientos o contenidos): Conocer los fundamentos del proceso de I+D+i.

  9. Bibliografía

    10. Bibliografía básica

    • I.N. Levine, Fisicoquímica Volumen 1, 5a Edición, 2004, MacGraw-Hill, Inc./Interamericana de España, S.A.U, 2004. 

    • J.A. Rodríguez Renuncio, J.J. Ruiz Sánchez y J.S. Urieta, Termodinámica Química. Síntesis, 1998. 

    Bibliografía complementaria

    • J.M. Smith, H.C. Van Ness y M.M. Abbot, Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química, Sexta Edición, 2001, MacGraw-Hill /Interamericana Editores, S.A. de C.V., 2003. 

  10. Observaciones

    1. En el caso de que el alumno no supere la asignatura en la convocatoria ordinaria, se le conservará la nota obtenida en la parte práctica, que se ponderará con la nota del examen en la convocatoria extraordinaria de este curso. Si tampoco supera la asignatura en dicha convocatoria, en las siguientes la nota será solo la del examen, aunque para aprobar la asignatura tendrá que tener aprobadas las prácticas.
    2. El plagio y/o copia en cualquier proceso de la evaluación de la asignatura es un comportamiento poco ético y tendrá como consecuencia, de forma automática, el suspenso en la actividad evaluada. Para comprobar la ausencia de plagio el profesor utilizará, si lo estima conveniente, el software Turnitín.
    3. Esta asignatura no se encuentra vinculada de forma directa con los Objetivos de Desarrollo Sostenible.

    NECESIDADES EDUCATIVAS ESPECIALES

    Aquellos estudiantes con discapacidad o necesidades educativas especiales podrán dirigirse al Servicio de Atención a la Diversidad y Voluntariado (ADYV - https://www.um.es/adyv) para recibir orientación sobre un mejor aprovechamiento de su proceso formativo y, en su caso, la adopción de medidas de equiparación y de mejora para la inclusión, en virtud de la Resolución Rectoral R-358/2016. El tratamiento de la información sobre este alumnado, en cumplimiento con la LOPD, es de estricta confidencialidad.

    REGLAMENTO DE EVALUACIÓN DE ESTUDIANTES

    El artículo 8.6 del Reglamento de Evaluación de Estudiantes (REVA) prevé que "salvo en el caso de actividades definidas como obligatorias en la guía docente, si el o la estudiante no puede seguir el proceso de evaluación continua por circunstancias sobrevenidas debidamente justificadas, tendrá derecho a realizar una prueba global".

    Se recuerda asimismo que el artículo 22.1 del Reglamento de Evaluación de Estudiantes (REVA) estipula que "el o la estudiante que se valga de conductas fraudulentas, incluida la indebida atribución de identidad o autoría, o esté en posesión de medios o instrumentos que faciliten dichas conductas, obtendrá la calificación de cero en el procedimiento de evaluación y, en su caso, podrá ser objeto de sanción, previa apertura de expediente disciplinario".