Profesorado

Prof.Dr.D. José Juan Alonso del Rosario

Situación

Prerrequisitos

Es recomendable que los alumnos que se matriculen hayan superado las asignaturas
de los Departamento de Física Aplicada, Matemáticas Aplicadas y de Estadística e
Investigación Operativa del primer ciclo de la Licenciatura.

Contexto dentro de la titulación

La asignatura Oceanografía Ambiental está situada en el primer curso del
segundo ciclo de la licenciatura en Ciencias del Mar y en la de doble
titulación.

El alumno llega una vez ha cursado la Oceanografía Descriptiva y la Dinámica
Marina, así como la Mecánica de Fluidos Geofísicos. Estas materias le dan el
formalismo básico para poder desarrollar los métodos de la difusión turbulenta
en  un medio continuo como es el océano. Al mismo tiempo, las asignaturas de
Matemáticas le confieren la base de álgebra,cálculo y análisis para poder
entender y desarrollar los conceptos físicos que se exponen en el curso.

Una vez que el alumno supere esta materia, se encontrará con otras
relacionadas para las cuales es base como puede ser la de Diseño de Emisarios
Submarinos.

La asignatura se justifica por sí misma. Se entrena al alumno en distintos
métodos para calcular el campo de concontración producido por vertidos en el
medio natural. En otras asignaturas, de otras áreas, el problema se enfoca desde
la naturaleza de la  sustancia y su interacción con la biota. Sin embargo, las
sustancias van a donde la dinámica marina las lleva. La Oceanografía Ambiental
se ocupa de dar una base para tal simulación y su cálculo tomando como punto de
partida el conocimiento que el alumno tiene de las Oceanografía Descriptiva, la
Dinámica Marina y la Mecánica de Fluidos.

Recomendaciones

1. Los alumnos que van a cursar la asignatura deberían tener conocimientos
sobre propiedades de las masas de agua, modelos de circulación sencillos
(Dinámica Marina), Mecánica de Medios Continuos (Mecánica de Fluidos),
Álgebra, Cálculo Diferencial e Integral, Ecuaciones Diferenciales en derivadas
parciales y Estadística de Series Temporales.
2. Deberían, asimismo, tener nociones básicas sobre procesos costeros.
3. Deben tener hábitos de estudio diario y saber asimilar los conceptos a
través de la comprensión de su contenido.
4. Deben tener capacidad de análisis y relación de los conocimientos que han
ido adquiriendo con el estudio individual de cada tema.
5. Deberían tener predisposición para discutir trabajos de investigación
relacionados con los contenidos de la asignatura con otros compañeros en
grupos de estudio.

Competencias

Competencias transversales/genéricas

Capacidad de análisis y síntesis
Capacidad de aplicar los conocimientos a la práctica
Conocimientos generales básicos sobre el área de estudio
Comunicación oral y escrita en la propia lengua
Conocimiento de una segunda lengua (Inglés fundamentalmente)
Habilidades básicas en el manejo del ordenador
Habilidades de investigación
Capacidad de aprender
Habilidades de gestión de la información (buscar y analizar información
proveniente de diversas fuentes)
Capacidad critica y autocrítica
Capacidad para adaptarse a nuevas situaciones
Capacidad de general nuevas ideas (creatividad)
Resolución de problemas
Toma de decisiones
Trabajo en equipo
Habilidades interpersonales
Capacidad de trabajar en equipo interdisciplinar
Capacidad para comunicarse con personas no expertas en la materia
Habilidad para trabajar en un contexto internacional
Habilidad para trabajar de forma autónoma
Diseño y gestión de proyectos
Iniciativa y espíritu emprendedor
Compromiso ético
Preocupación por la calidad
Motivación de logro.

Competencias específicas

• Cognitivas(Saber):

  1. Conocer los principios básicos y aplicaciones de la Oceanografía
  Física
  2. Conocer las diferencias entre modelos micro, meso y macro
  escalares
  3. Saber diferenciar las contribuciones de los distintos factores
  dinámicos
  4. Conocer la estructura y mecanismos de los procesos de difusión en
  el medio ambiente
  5. Comprender y saber ejecutar muestreos específicos para un
  experimento tipo dado.
  6. Comprender el concepto de turbulencia
  7. Conocer las aplicaciones del cálculo de los campos de
  concentración en el medio natural
  8. Evaluar impactos en el medio marino
  

• Procedimentales/Instrumentales(Saber hacer):

  1. Utilizar técnicas analíticas para dar soluciones rápidas a
  problemas de contaminación
  2. Utilizar técnicas numéricas para aproximar las soluciones en
  problemas complejos
  3. Saber relacionarlos resultados de la Oceanografía Física con
  procesos químicos y/o biológicos
  4. Saber valorar las contribuciones de las distintas ramas de la
  Ciencia
  5. Saber aplicar los resultados obtenidos a los problemas de
  ordenación del litoral.
  6. Destreza en la aplicación de modelos numéricos de distintos tipos
  a un mismo problema.
  

• Actitudinales:

  1. Tener capacidad de organizar y planificar el trabajo a realizar
  diaria o semanalmente.
  2. Habilidad para desenvolverse en un laboratorio y utilizar el
  material básico correspondiente.
  3. Tener capacidad de trabajar en equipo.
  

Objetivos

Objetivo general de la Asignatura

Entrenar al alumno en el cálculo del campo de concentración provocado por
vertidos en el medio natural, dando su estructura espacio temporal de forma tal
que sea fácilmente utilizable por otros profesionales dedicados al estudio y
gestión del medio marino.

Objetivos específicos
1. Los conocimientos adquiridos por el alumno durante las clases teóricas y sus
horas de estudio van encaminadas a:
a)  Desarrollar la intuición física y matemática en el tratamiento de
problemas de difusión en el medio natural
b)  Aplicar con facilidad los teoremas básicos para evaluar la dispersión
de contaminantes
c)  Facilitar la interacción con otras ramas de la  Ciencia que se dediquen
al estudio y planificación del medio natural
2. El trabajo en clases prácticas proporcionará al alumno:
a) Capacidad de aplicar los conocimientos teóricos a la utilización de las
técnicas numéricas de análisis.
b) Capacidad para comprender problemas complejos cuyas soluciones no existen.
c) Iniciación al trabajo de investigación mediante la resolución de problemas
sin solución analítica
d) Destrezas en el manejo de los ordenadores (en lo que a su capacidad de
cálculo se refiere)

3. La realización de trabajos y memorias de prácticas incidirá en la
adquisición de habilidades como:
a) Interpretar datos, realizar hipótesis y obtener conclusiones.
b) Conocer la metodología de búsqueda de fuentes bibliográficas y vías de
acceso a la documentación.
c) Analizar y procesar la información obtenida de distintas fuentes.
d) Habituación del alumno a la metodología de trabajo en equipo.
e) Elaboración de síntesis personales, ordenando y priorizando ideas de manera
autónoma.

Programa

1.- Conceptos básicos (1 crédito)
Definiciones: concentración y flujo. La ley de Fick. La ecuación clásica de la
difusión. Soluciones de la ecuación de difusión: fuente puntual instantánea;
campo de concentración debido a una nube inicial de tamaño finito; fuentes
continuas. Extensión a 2 y 3 dimensiones. Inclusión de barreras reflejantes y
absorbentes. Deposición en superficies verticales y horizontales. Movimiento
Browniano: Ecuaciones de Einstein-Kolmogorov, Fokker-Plack y de Langevin.

2.- Métodos analíticos y numéricos (1 crédito)
Métodos analíticos: Método de la separación de variables; Método de la
transformada de Fourier; Métodos de las Simetrías. Métodos numéricos: esquemas
en diferencias finitas explícito, implícito y de Crack-Nicholson; Métodos de
direcciones alternantes; Introducción a los elementos finitos.

3.- Teoría estadística de la difusión (1.5 créditos)
Introducción. Estacionariedad. Teorema de Taylor para SRI. Consecuencias.
Dispersión de partículas Brownianas. Teorema de Taylor  para SRNI. Tensores de
dispersión.

4.- El coeficiente de difusión turbulenta (1 crédito)
Introducción. Métodos numéricos y gráficos a partir de información
oceanográfica. Determinación del coeficiente en problemas atmosféricos.

5.- Difusión turbulenta y estratificación
Forma estricta de las ecuaciones. Forma aproximada de las ecuaciones. Teorema
de Taylor en presencia de estratificación.

Prácticas:
- Método explícito
- Método implícito
- Método semi-implícito
- Método de direcciones implícitas alternas

Metodología

Las clases teóricas se desarrollarán mediante exposición detallada del aparato
físico matemático en el aula asignada. Debido al carácter de la asignatura y al
número de alumnos matriculados, las clases se desarrollarán como clases
magistrales.

Las clases prácticas consistirán en el entrenamiento del alumno para resolver
problemas que poseen y no poseen solución analítica mediante métodos numéricos
por ordenador. Se empleará el lenguaje de programación FORTRAN bajo sistema
operativo linux, aprovechando las librerías gráficas para representar los
resultados.

Distribución de horas de trabajo del alumno/a

Nº de Horas (indicar total): 31.5

• Clases Teóricas: 31.5  
• Clases Prácticas: 10.5  
• Exposiciones y Seminarios:  
• Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
  • Colectivas: 3  
  • Individules:  
• Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
  • Con presencia del profesorado: 3  
  • Sin presencia del profesorado: 12  
• Otro Trabajo Personal Autónomo:
  • Horas de estudio: 55 (47+8)  
  • Preparación de Trabajo Personal: 29  
  • ...
     
• Realización de Exámenes:
  • Examen escrito: 2.5  
  • Exámenes orales (control del Trabajo Personal):  

Técnicas Docentes

Criterios y Sistemas de Evaluación

Se realizará un examen de los contenidos teórico-prácticos. Constará de 5
cuestiones a 2 puntos cada una (80%). La realización de las pácticas no tendrá
peso en la evaluación final, si bien son obligatorias.

Así mismo, a lo largo del curso se solicitará del alumno la resolución de
problemas físico-matemáticos de distinta complejidad. Sus soluciones, entregadas
a modo de informe, influirán en la calificación final (20%).

Recursos Bibliográficos

Alonso, J., 2005, Oceanografía Ambiental: Física de la Difusión Turbulenta en
el Océano. Ed Tébar.

Beer, T. , 1996, Environmental Oceanography. Boca Ratón, CRC Press.

Bishop, J.M., 1984, Applied Oceanography. New York, Wiley.

Bowden, K.F., 1983, Physical Oceanography of Coastal Waters. Chichester, Ellis
Horwood.

Csanady, G.T., 1973, Turbulent Difussion in the Environment. Reidel Pub.

Dietrich, Siedler, Kalle and Krauss, 1980, General Oceanography. New York,
Wiley.

Emery, W.J. and Pickard, G.L., 1990, Descriptive Physical Oceanography.
Pergamon Press.

Pond, S. and Pickard, G.L., 1995, Introductory Dynamical Oceanography.
Pergamon Press.

Korn, G.A. and Korn, T.A., 1991, Mathematical Handbook for Scientist and
Engineers. McGraw Hill.

Peña Sánchez de Rivera, D., 1994, Estadística, Modelos y Métodos, Vol1 y 2.
Alianza.

Piskunov, N.S., 1991, Cálculo diferencial e integral. Uteha, México.