Universidad de Jaén

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Guía docente 2018-19 - 77312007 - Microfluídica: aplicación a la fabricación de nanofibras y nanotubos

TITULACIÓN: Máster Univ. en Ingeniería mecatrónica
CENTRO: Centro de Estudios de Postgrado de UJA

CURSO ACADÉMICO: 2018-19
GUÍA DOCENTE
1. DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
NOMBRE: Microfluídica: aplicación a la fabricación de nanofibras y nanotubos
CÓDIGO: 77312007 CURSO ACADÉMICO: 2018-19
TIPO: Obligatoria
Créditos ECTS: 4.0 CURSO: 1 CUATRIMESTRE: PC
WEB: http://dv.ujaen.es/
 
2. DATOS BÁSICOS DEL PROFESORADO
NOMBRE: MARTÍNEZ BAZÁN, JESÚS CARLOS
IMPARTE: Teoría [Profesor responsable]
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 600 - MECÁNICA DE FLUIDOS
N. DESPACHO: A3 - 074 E-MAIL: cmbazan@ujaen.es TLF: 953212861
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/72937
URL WEB: http://www.fluidsujaen.es
 
NOMBRE: GUTIÉRREZ MONTES, CÁNDIDO
IMPARTE: Teoría
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA
ÁREA: 600 - MECÁNICA DE FLUIDOS
N. DESPACHO: A3 - 022 E-MAIL: cgmontes@ujaen.es TLF: 953212903
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/81290
URL WEB: http://www.fluidsujaen.es/
 
NOMBRE: Gordillo Arias de Saavedra, Jose Manueal
E-MAIL: jgordill@us.es TLF: -
URL WEB: -
INSTITUCIÓN: Universidad de Sevilla
 
NOMBRE: González Loscertales, Ignacio
E-MAIL: loscertales@uma.es TLF: -
URL WEB: -
INSTITUCIÓN: Universidad de Málaga
 
3. PRERREQUISITOS, CONTEXTO Y RECOMENDACIONES
PRERREQUISITOS:

.

CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIÓN:

.

RECOMENDACIONES Y ADAPTACIONES CURRICULARES:
-
El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.
4. COMPETENCIAS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE
código Denominación de la competencia
CG1MMKTR Conocer y utilizar las Tecnologías de la Información y la Comunicación aplicadas a la Ingeniería Mecatrónica.
CG3MMKTR Comprender y ser capaz de aplicar las herramientas básicas de investigación en el ámbito de la Ingeniería Mecatrónica.
CG4MMKTR Comprender, analizar y evaluar teorías, resultados y desarrollos en el idioma de referencia, además de en la lengua materna, en el ámbito de la Ingeniería Mecatrónica.
E07MMKTR Conocer el comportamiento de los fluidos en la microescala y la mesoescala y aplicar este conocimiento al diseño y construcción de sistemas mecatrónicos.
Resultados de aprendizaje
Resultado RE07MM Demuestra que conoce el comportamiento de los fluidos en la microescala y la mesoescala y aplica este conocimiento al diseño y construcción de sistemas mecatrónicos.
Resultado RG1mMKTR Demuestra que conoce y utiliza las Tecnologías de la Información y la Comunicación aplicadas a la Ingeniería Mecatrónica.
Resultado RG3mMK Demuestra que comprende y utiliza las herramientas básicas de investigación en el ámbito de la Ingeniería Mecatrónica.
Resultado RG4mMKTR Es capaz de comprender, analizar y evaluar teorías, resultados y desarrollos en el idioma de referencia, además de en la lengua materna, en el ámbito de la Ingeniería Mecatrónica.
5. CONTENIDOS

- Introducción a la Mecánica de Fluidos. Ecuaciones de Navier-Stokes.
- Fluidostática: Tensión superficial. Ecuación de Laplace. Número de Bond: meniscos de separación aire-agua. Límites de número de Bond grande y pequeño frente a la unidad.
- Procesos de formación de gotas y burbujas. Regimen de Rayleigh. Ecuación de Rayleigh-Plesset.
- Procesos de formación de gotas y burbujas: efecto del uso de corrientes externas. Dispositivos en coflujo, dispositivos de flujo cruzado, dispositivos de flujo localizado.
- Sistemas de generación de micro gotas y microburbujas con forzado acústico.
- Sistemas gobernados por campos eléctricos: electrosprays.
- Microfluídica: técnicas de fabricación de nanofibras y nanotubos.
- Encapsulamiento y recubrimiento de micro burbujas.

 

CONTENIDOS DESARROLLADOS

 1) Introducción a la Mecánica de Fluidos. Descripción de las ecuaciones de conservación de la masa, cantidad de movimiento y energía.


2)  Fluidostática: Concepto de tensión superficial y descripción la línea de contacto y el ángulo de contacto de entrefases sólido-líquido-gas. Condiciones de equilibrio en la entrefase de dos fluidos inmiscibles. Casos de fluidos en reposo. Ecuación de Young-Laplace. Descripción de los efectos  del número de Bond: meniscos deseparación aire-agua. Soluciones de la ecuación de Laplace a altos y bajos números de Bond. Resolución de ejemplos.


3) Procesos de formación de gotas y burbujas. Inestabilidad de Rayleigh–Plateau y aplicación a la rotura de chorros y la formación de gotas. Ecuación de Rayleigh-Plesset: comportamiento de burbujas en medios líquidos.


4)  Procesos de formación de gotas y burbujas: efecto del uso de corrientes externas para la generación de gotas y burbujas de tamaños micrométricos controlados. Descripción de técnicas de generación de gotas y burbujas  en configuración de coflujo, flujo cruzado, y flujo enfocado.


5) Sistemas de generación de micro gotas y microburbujas con forzado acústico. Sistemas gobernados por campos eléctricos:electrosprays.

6)  Microfluídica: técnicas de fabricaciónde nanofibras y nanotubos. Encapsulamiento y recubrimiento de micro burbujas. Uso de sustancias anfifílicas, o surfactantes, que poseen un extremo hidrofílico y otro hidrofóbico para estabilización de emulsiones.

6. METODOLOGÍA Y ACTIVIDADES
ACTIVIDADES HORAS PRESEN­CIALES HORAS TRABAJO AUTÓ­NOMO TOTAL HORAS CRÉDITOS ECTS COMPETENCIAS (códigos)
A67 - Actividades en pequeño grupo
  • M86 - seminarios, debates, actividades prácticas y aclaración de dudas
10.0 15.0 25.0 1.0
A88 - Actividades en gran grupo
  • h10 - clases magistrales, exposición de teoría y ejemplos generales y conferencias
30.0 45.0 75.0 3.0
  • CG1MMKTR
  • CG3MMKTR
  • CG4MMKTR
  • E07MMKTR
TOTALES: 40.0 60.0 100.0 4.0  
 
INFORMACIÓN DETALLADA:

Se impartirán clases de teoría en ela aula para describir los conceptos teóricos de la asignatura. Los alumnos estudiarán documentos científico/técnicos sobre procesos de generación de gotas, burbujas, nanofibras y nanotubos, que se discutirán en clase. Por otro lado, se realizará una sesión de prácticas de laboratorio para caracterizar la tensión superficial de varios líquidos. Se vistarán las instalaciones de un laboratorio de microfluídica en la Universidad de Málaga.

7. SISTEMA DE EVALUACIÓN
 
ASPECTO CRITERIOS INSTRUMENTO PESO
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales Asistencia en actividades presenciales . 5.0%
Conceptos teóricos de la materia Participación en actividades presenciales . 10.0%
Realización de trabajos, casos o ejercicios Participación en actividades presenciales . 50.0%
Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC Realización de trabajos, casos o ejercicios prácticos . 35.0%
El sistema de calificación se regirá por lo establecido en el RD 1125/2003 de 5 de septiembre por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en la titulaciones universitarias de carácter oficial
INFORMACIÓN DETALLADA:

Se realizará una prueba escrita donde se evaluará la destreza del alumno en la resolución de casos prácticos, así como el conocimiento de los conceptos claves relacionados con la asignatura (CG4MMKTR, E07MMKTR). Se deberá obtener una nota mínima en esta prueba escrita para aprobar la asignatura. El alumno deberá presentar a lo largo del curso el conjunto de las memorias de prácticas y los trabajos propuestos (CG1MMKTR, CG3MMKTR, E07MMKTR).


El alumno deberá haber asistido a todas las sesiones de prácticas de laboratorio para poder presentarse a la prueba escrita. Se valorará positivamente las aptitudes del alumno, asistencia a clase y tutorías (CG1MMKTR, CG3MMKTR).

8. DOCUMENTACIÓN / BIBLIOGRAFÍA
ESPECÍFICA O BÁSICA:
  • Microfluidics and Microfabrication [Recurso electrónico]. Edición: -. Autor: Chakraborty, Suman. Editorial: Boston, MA : Springer Science+Business Media, LLC, 2010.  (C. Biblioteca)
  • Microdrops and digital microfluidics [Recurso electrónico]. Edición: -. Autor: Berthier, Jean, 1952-. Editorial: Norwich, N.Y. : William Andrew Pub., c2008  (C. Biblioteca)
  • Encyclopedia of Microfluidics and Nanofluidics [Recurso electrónico]. Edición: -. Autor: Li, Dongqing. Editorial: Boston, MA : Springer-Verlag, 2008.  (C. Biblioteca)
  • Introduction to Microfluidics. Edición: reprint. Autor: Patrick Tabeling . Editorial: OUP Oxford  (C. Biblioteca)
  • Microfluidics and Microfabrication [Recurso electrónico]. Edición: -. Autor: Chakraborty, Suman. Editorial: Boston, MA : Springer Science+Business Media, LLC, 2010.  (C. Biblioteca)
  • Microdrops and digital microfluidics [Recurso electrónico]. Edición: -. Autor: Berthier, Jean, 1952-. Editorial: Norwich, N.Y. : William Andrew Pub., c2008  (C. Biblioteca)
  • Encyclopedia of Microfluidics and Nanofluidics [Recurso electrónico]. Edición: -. Autor: Li, Dongqing. Editorial: Boston, MA : Springer-Verlag, 2008.  (C. Biblioteca)
  • Introduction to Microfluidics. Edición: reprint. Autor: Patrick Tabeling . Editorial: OUP Oxford  (C. Biblioteca)
GENERAL Y COMPLEMENTARIA:
  • Introducción a la mécanica de fluidos. Edición: -. Autor: Gordillo Arias de Saavedra, José Manuel. Editorial: Madrid : Paraninfo, 2017  (C. Biblioteca)
  • Mecánica de fluidos. Edición: -. Autor: Crespo Martínez, Antonio. Editorial: Madrid: Thomson, 2006  (C. Biblioteca)
  • Introducción a la mécanica de fluidos. Edición: -. Autor: Gordillo Arias de Saavedra, José Manuel. Editorial: Madrid : Paraninfo, 2017  (C. Biblioteca)
  • Mecánica de fluidos. Edición: -. Autor: Crespo Martínez, Antonio. Editorial: Madrid: Thomson, 2006  (C. Biblioteca)
9. CRONOGRAMA

Semana

A1

A2

A3

T.A.

Observaciones

Nº 1:

 

5

 

 

7,5

 

Nº 2:

 

5

 

 

7,5

 

Nº 3:

 

5

 

 

7,5

 

Nº 4:

 

5

 

 

7,5

 

Nº 5:

 

2

3

 

7,5

Prácticas de tensión superficial

Nº 6:

 

5

 

 

7,5

 

Nº 7:

 

0

7

 

10,5

Visita a laboratorio de microfluídica

Nº 8:

 

3

 

 

4,5

 

Nº 9:

 

 

 

 

 

 

Nº 10:

 

 

 

 

 

 

Total

30

10

 

60