MSSB - Modelización y Simulación de Sistemas Biológicos

Transcripción

1 Unidad responsable: ESAB - Escuela Superior de Agricultura de Barcelona Unidad que imparte: FIS - Departamento de Física Curso: Titulación: 2018 GRADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS BIOLÓGICOS (Plan 2009). (Unidad docente Obligatoria) Créditos ECTS: 6 Idiomas docencia: Catalán Profesorado Responsable: Otros: CLARA PRATS SOLER DANIEL LÓPEZ CODINA, JOAQUIM VALLS RIBAS Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. Modelos biológicos y determinación de sus principales características. Metodologías docentes Las actividades formativas incluirán clases teóricas, clases prácticas y actividades dirigidas. Las sesiones teóricas constarán de clases magistrales y de tipo cooperativo, en las que se promoverá un alto nivel de participación del estudiante, preparando y exponiendo ejercicios y/o trabajos propuestos por el profesor sobre un tema ya trabajado. Las prácticas se harán fundamentalmente con ordenadores. En estas sesiones se trabajará individualmente o en grupos reducidos, y al final de las sesiones se tendrá que presentar un informe de la práctica realizada. Objetivos de aprendizaje de la asignatura Comprender los fundamentos básicos de la modelización en el ámbito de la ingeniería de sistemas biológicos, entender modelos existentes e identificar las utilidades, limitaciones y dominios de aplicación. Utilizar programas de simulación existentes, ajustando sus parámetros a datos experimentales, e interpretar el significado y validez de los resultados que se obtienen. Diseñar, implementar y utilizar nuevos modelos y simulaciones siguiendo las diversas etapas del proceso de modelización y simulación. Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 150h Horas grupo grande: 40h 26.67% Horas grupo mediano: 0h 0.00% Horas grupo pequeño: 20h 13.33% Horas actividades dirigidas: 0h 0.00% Horas aprendizaje autónomo: 90h 60.00% 1 / 5

2 Contenidos FUNDAMENTOS DE MODELIZACIÓN Y SIMULACIÓN Dedicación: 18h Grupo grande/teoría: 6h Aprendizaje autónomo: 10h Conocimiento tecno-científico, modelos y simulación. Tipo y métodos de modelización y simulación. Herramientas matemáticas para la modelización y simulación. El proceso de modelización y simulación. BASES FÍSICAS, QUÍMICAS Y BIOLÓGICAS Dedicación: 18h Grupo grande/teoría: 6h Aprendizaje autónomo: 10h Definición de sistema. Estados de un sistema. Leyes de conservación: demasiado y energía. Termodinámica de procesos irreversibles y sistemas vivos. Efectos físicos, químicos y biológicos de la temperatura. Segundo principio de la termodinámica: diversidad biológica. Determinismo, indeterminismo, azar, proceso estocástico. 2 / 5

3 TRANSPORTE DE CALOR Y MATERIA EN INGENIERÍA DE LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS Dedicación: 24h Grupo grande/teoría: 4h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Aprendizaje autónomo: 16h Transporte de calor en sistemas biológicos. Simulación por diferencias finitas. Transporte de materia en sistemas biológicos. Simulación del proceso de difusión a nivel microscópico. Dinámica de fluidos. DINÁMICA DE POBLACIONES MICROBIANAS Dedicación: 40h Grupo grande/teoría: 10h Grupo pequeño/laboratorio: 6h Aprendizaje autónomo: 24h Modelos primarios, secundarios y terciarios. Efecto de la temperatura, ph, aw y muy altas presiones. Modelos empíricos. Bases de datos y ajustes. Modelos continuos de población. Modelos discretos basados en el individuo. Modelos con espacio explícito: crecimientos sobre superficies. Ejemplos: placas de Pétreo, biofilms. Cultivos por cargas y cultivos continuos. Modelos continuos de bioreactores. Ecuaciones de balance de demasiado. Modelización y simulación de producción de alimentos. 3 / 5

4 ECOSISTEMAS Y SISTEMAS DE PRODUCCIÓN ANIMAL Y VEGETAL Dedicación: 29h Grupo grande/teoría: 7h Grupo pequeño/laboratorio: 4h Aprendizaje autónomo: 18h Dinámica de poblaciones. Sistemas depredador-tomada. Modelos de dinámica de la materia orgánica. Sistemas vegetales. Sistemas animales. MODELIZACIÓN Y SIMULACIÓN EN BIOLOGÍA CELULAR Y BIOMEDICINA Dedicación: 21h Grupo grande/teoría: 7h Aprendizaje autónomo: 12h Modelización en fisiología. Cultivos por la investigación de fármacos y vacunas. Epidemiología. Biofísica, bioinformática y biología de sistemas. 4 / 5

5 Planificación de actividades ACTIVIDAD 1: CLASES DE EXPLICACIÓN TEÓRICA Dedicación: 88h Grupo grande/teoría: 38h Aprendizaje autónomo: 50h ACTIVIDAD 2: PRUEBAS INDIVIDUALES DE EVALUACIÓN Dedicación: 2h Grupo grande/teoría: 2h ACTIVIDAD 3: SESIONES PRÁCTICAS CON ORDINADORES EN EL AULA Dedicación: 60h Aprendizaje autónomo: 40h Grupo pequeño/laboratorio: 20h Sistema de calificación N1: Los informes de prácticas entregados al profesor serán corregidos y evaluados. N2: Se harán dos exámenes (parcial y final) que constarán de dos pruebas cada uno (teòrico-práctica y práctica), y que conformarán el 75% de la nota final. Nfinal = 0,25N1 + 0,75N2 Bibliografía 5 / 5