Modelització Ambiental
Codi: 106772Crèdits: 6
| Titulació | Tipus | Curs |
|---|---|---|
| Ciències Ambientals | OP | 4 |
Professor/a de contacte
- Nom :
- Carles Barril Basil
- Correu electrònic :
- carles.barril@uab.cat
Equip docent
- Teodoro Mayayo Cortasa
Idiomes dels grups
Podeu consultar aquesta informació al final del document.
Prerequisits
Els contingunts de l'assignatura Fonaments de Matemàtiques.
Objectius
En aquesta assignatura s'introdueixen elements de modelització i simulació amb l'objectiu d'analitzar problemes mediambientals i avaluar l'impacte (sobre la sostenibilitat, els ecosistemes, la salut humana i/o l'economia) de les polítiques ambientals que hi poden fer front.
Es pretén que els alumnes aprenguin a:
- Reconèixer les variables, hipòtesis i paràmetres importants en problemes del món real.
- Formular models matemàtics per diferents problemes relacionats amb processos ambientals.
- Obtenir les solucions de manera exacta o aproximada utilitzant eines analítiques o numèriques.
- Saber interpretar i visualitzar les solucions obtingudes.
- Saber contrastar els resultats matemàtics amb les propietats observades en el problema real.
Resultats d'aprenentatge
- CM37 (Presentar propostes de prevenció i mitigació dels efectes sobre el medi físic causats per l'acció natural o antropogènica, incloent-hi els basats en la química verda.) Presentar propostes de prevenció i mitigació dels efectes sobre el medi físic causats per l'acció natural o antropogènica, incloent-hi els basats en la química verda.
- CM38 (Discriminar les eines i els models matemàtics més adequats per a descriure la dinàmica de processos mediambientals concrets.) Discriminar les eines i els models matemàtics més adequats per a descriure la dinàmica de processos mediambientals concrets.
- KM46 (Identificar els processos químics i geològics més rellevants en els diferents compartiments ambientals (hidrosfera, sòl i atmosfera).) Identificar els processos químics i geològics més rellevants en els diferents compartiments ambientals (hidrosfera, sòl i atmosfera).
- KM47 (Reconèixer la manera com l'activitat humana intervé sobre el funcionament dels vectors físics (aigües, sòl , oceans, atmosfera) en el medi natural.) Reconèixer la manera com l'activitat humana intervé sobre el funcionament dels vectors físics (aigües, sòl , oceans, atmosfera) en el medi natural.
- SM45 (Aplicar eines i models matemàtics bàsics per a descriure la dinàmica dels processos mediambientals.) Aplicar eines i models matemàtics bàsics per a descriure la dinàmica dels processos mediambientals.
Continguts
1. Introducció a la modelització
- Estratègies de modelització: explicacions verbals, equacions i algoritmes.
- Tipus de models: deterministes vs estocàstics, estàtics vs dinàmics, qualitatius vs quantitatius.
- Anàlisi dimensional.
2. Models dinàmics amb equacions diferencials
- Fluxos i models compartimentals. Contaminació d'aqüífers.
- Models poblacionals. Gestió d'explotacions de recursos renovables.
- Teoria del calor. Un model d'efecte hivernacle i punts de no retorn. L’efecte d’histèresi.
3. Models basats en agents i introducció a la programació
- Simulació de l'activitat radioactiva d'un material.
- Simulació de la propagació d'incendis forestals.
- Simulació de la difusió d'una substància en el medi.
Activitats formatives i Metodologia
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Resolució de problemes i estudi dels conceptes teòrics | 32 | 1,28 | CM37, CM38, KM46, KM47, SM45 |
| Problemes d'aula | 9 | 0,36 | CM38, KM47, SM45 |
| Teoria | 32 | 1,28 | CM37, CM38, KM46, KM47, SM45 |
| Pràctiques | 9 | 0,36 | CM38, SM45 |
En el procés d'aprenentatge de la matèria és fonamental el treball de l'alumne qui en tot moment disposarà de l'ajut dels professors.
Les hores presencials es distribueixen en:
- Classes de teoria: El professor introdueix els conceptes bàsics corresponents a la matèria de l'assignatura mostrant diversos exemples de la seva aplicació. L'alumne haurà de complementar les explicacions del professor amb l'estudi personal i la realització d'activitats dirigides a l'aula.
- Classes de problemes: Es treballa la comprensió i aplicació dels conceptes i eines introduïts a teoria, amb la realització d'exercicis. L'alumne disposarà de llistes de problemes, una part dels quals es resoldran a les classes de problemes. La resta els haurà de resoldre l'alumne com a part del seu treball autònom.
- Classes pràctiques: L'alumne utilitzarà paquets de programes de càlcul simbòlic i numèric. Les classes de pràctiques es realitzaran a la mateixa aula on es fa la teoria; els estudiants han de portar el seu ordinador portàtil, tant a les classes de problemes com a les classes pràctiques. En aquestes classes es treballarà l'aplicació de les eines matemàtiques a models que requereixin l'ús d'un programari informàtic.
Avaluació
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Projecte final | 30% | 24 | 0,96 | CM38, SM45 |
| Examen | 40% | 12 | 0,48 | CM37, CM38, KM46, KM47, SM45 |
| Lliurament de problemes | 30% | 32 | 1,28 | CM38, SM45 |
Avaluació contínua
Es realitzarà un examen amb un valor de la nota del 40%. S’ha de treure almenys un 3.5 a l'examen per a poder fer la mitjana amb les altres activitats d’avaluació. Es realitzaran exercicis a l'aula que comptaran un 30% de la nota. S'elaborarà un projecte final que comptarà el 30% restant de la nota. El projecte final es podrà fer en grups de com a molt 3 persones (pot ser individual). El projecte es defensarà davant l'equip docent de l'assignatura i la resta de companys. La nota del projecte tindrà en compte tant la participació a l'aula en les sessions dedicades a realitzar el projecte com la qualitat del projecte presentat i de la defensa.
Avaluació única
L’alumnat que s’hagi acollit a la modalitat d’avaluació única haurà de realitzar una prova final que consistirà en un examen escrit que constarà de la resolució de problemes i alguna qüestió teòrica. Abans de començar l'examen l'alumne lliurarà una memòria escrita del projecte que ha realitzat.
La qualificació final s’obté de la següent manera: l’examen compta un 70% i la memòria escrita del projecte compta el 30% restant.
S’ha de treure almenys un 3.5 a l'examen per a poder fer la mitjana amb les altres activitats d’avaluació.
Recuperació
Es possible fer un examen addicional per recuperar la nota de l'examen (corresponent al 40% de la nota en l'avaluació contínua i al 70% de la nota en l'avaluació única). La nota d'aquest examen substitueix la nota obtinguda al primer examen.
Bibliografia
Bàsica:
- John Harte. Consider a Spherical Cow - A course in Environmental Problem Solving. University Science Books, 1988.
- Regina Martínez i Barchino. Models amb equacions diferencials. Vol. 149. Univ. Autònoma de Barcelona, 2004.
Complementària:
- J.D. Murray, Mathematical Biology, Springer-Verlag, 1993.
- M. de Lara and L. Doyen. Sustainable Management of Natural Resources, Mathematical Models and Methods. Springer-Verlag.
- N. hritonenko and Y. Yatsenko. Mathematical Modeling in Economics, Ecology and the Environment. Springer.
- W. Gurney, and R.M. Nisbet. Ecological dynamics. Oxford University Press, 1998.
- R. Hilborn and M. Mangel. The ecological detective: confronting models with data. Princeton University Press, 1997.
Programari
R i Netlogo.
En aquesta assignatura, es permet l'ús de tecnologies d'Intel·ligència Artificial (IA) com a part integrant del desenvolupament del treball, sempre que el resultat final reflecteixi una contribució significativa de l'estudiant en l'anàlisi i la reflexió personal. L'estudiant haurà d'identificar clarament quines parts han estat generades amb aquesta tecnologia, especificar les eines emprades i incloure una reflexió crítica sobre com aquestes han influït en el procés i el resultat final de l’activitat. La no transparència de l’ús de la IA es considerarà falta d'honestedat acadèmica i pot comportar una penalització en la nota de l'activitat, o sancions majors en casos de gravetat.
Grups i idiomes de l'assignatura
La informació proporcionada és provisional fins al 30 de novembre. A partir d'aquesta data, podreu consultar l'idioma de cada grup a través d'aquest enllaç. Per accedir a la informació, caldrà introduir el CODI de l'assignatura
| Tipus de docència | Grup | Idioma | Semestre | Torn |
|---|---|---|---|---|
| (TE) Teoria | 1 | Català | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 1 | Català | segon quadrimestre | matí-mixt |