Escuela de Ingeniería de los Recursos Naturales y del Ambiente - EIDENAR

 

ESTRUCTURA CURRICULAR

 

SYLLABUS DE LOS CURSOS QUE CONFORMAN LA MAESTRÍA

 

1. ASIGNATURAS ESPECÍFICAS OBLIGATORIAS

 

MODALIDAD DE INVESTIGACIÓN

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MODALIDAD DE PROFUNDIZACIÓN

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Principios de la Gestión Integrada de los Recursos Hídricos 

Naturaleza del recurso hídrico, ciclo hidrológico. El recurso hídrico frente a los diferentes sectores de usuarios: ambiente, agricultura, energía, recreación, consumo humano, saneamiento, industria. Enfoque de la gestión sectorial del recurso hídrico: características, problemática. Enfoque de gestión integrada de los recursos hídricos: conceptos, características, requerimientos (sociales, legales, institucionales, técnicos). Estudio de casos. 

Agua, Sostenibilidad y Desarrollo

La crisis mundial del agua. Evolución del concepto de desarrollo; los principios fundamentales del desarrollo sostenible y su aplicación a los recursos hídricos. La gestión integral del agua como pilar del desarrollo económico y social. 

Fundamentación en Recursos Hídricos 

Definición de fluido. Propiedades de los fluidos. Hidrostática, fuerzas de presión sobre placas. Flotación. Aplicaciones. Hidrodinámica: conceptos básicos, leyes fundamentales: principio de conservación de la masa (continuidad), ecuación de la energía, cantidad de movimiento, momento angular. Aplicaciones. Flujo en tuberías, pérdidas, sistemas de tuberías. Flujo en conducciones libres. Energía específica. Flujo uniforme, gradual y rápidamente variado. Aplicaciones. El ciclo del agua. La cuenca hidrográfica. La evaporación y la evapotranspiración. El clima y la hidrología, variación y cambio climático. La precipitación. La infiltración del agua en el suelo. El escurrimiento superficial. Curvas de variación de caudales y de masas. Características y análisis básicos de hidrogramas. Análisis de caudales extremos.    

Planificación y Gestión de los Recursos Hídricos 

Problemática de la gestión de recursos hídricos. Ejemplos de conflictos internacionales y nacionales. Nuevos paradigmas en la gestión del agua. Ingeniería de recursos hídricos y análisis de sistemas. Planificación y evaluación de los recursos hídricos. Caracterización y evaluación de los recursos hídricos. Balance hídrico de un territorio. Modelos lluvia - escorrentía. Evaluación de recursos subterráneos y explotación sostenible. Estadística en ingeniería de recursos hídricos. Técnicas, modelos y herramientas para la gestión de sistemas de recursos hídricos: Introducción al análisis de sistemas. Sistema de apoyo a la decisión (SAD). Simulación y optimización de sistemas de recursos hídricos. Aplicaciones. 

Gobernanza del Agua 

Diferentes racionalidades y visiones sobre el agua (agua como recurso, agua como elemento, agua como bien social). Marco teórico de la gobernanza del agua y principales variables de análisis. Diferentes enfoques de la gobernanza del agua: visión instrumental-idealista y visión pragmática -confrontación de poderes. Modelos de gobernanza del agua en América Latina (los casos de Chile, Colombia, Brasil, Bolivia). Métodos para el análisis de la gobernanza del agua en territorios. 

Economía del agua 

Generalidades. Características y propiedades del agua atmosférica, agua superficial y agua subterránea. Conflictos ecológicos distributivos con respecto al uso del recurso hídrico. Ciudades y cuencas. El concepto de agua virtual.La huella hídrica. La huella hídrica y los recursos naturales. Formas de valoración de los recursos hídricos desde las distintas percepciones. El agua y los ecosistemas. El agua y las ciudades. Los recursos hídricos y el cambio climático. Instrumentos económicos en la gestión del agua, costos y tarifas del agua; financiamiento de proyectos del agua; evaluación de proyectos de agua; legislatura histórica en materia de gestión de aguas; economía del agua en la agricultura e integración de políticas sectoriales.; lo público y lo privado, la planificación y el mercado en la gestión del agua. La nueva cultura del agua: situación y perspectivas. La política de aguas y su marco jurídico; la participación ciudadana en las políticas de agua.

Trabajo de profundización

En este curso el participante desarrolla la segunda parte del trabajo de profundización según el plan de trabajo aprobado. Elaboración del informe final. Sustentación ante los pares académicos de acuerdo con lo establecido por el programa de maestría en ingeniería. 

El Trabajo de Profundización se enfoca en el desarrollo de una investigación aplicada para la solución de un problema específico de un grupo de investigación o de la institución a la cual se encuentra vinculado el participante. En el trabajo se aborda de manera integral el problema considerando los aspectos ambientales, sociales, técnicos, económicos, legales, etc., planteando y evaluando diferentes alternativas de solución y finalmente  seleccionando aquella que arroje los mayores beneficios  y los menores efectos adversos. Para desarrollar este trabajo, el estudiante se puede vincular a un grupo de investigación o a una empresa u organización donde pueda realizar el trabajo de aplicación, firmada por el responsable de la dirección del trabajo. El comité del programa podrá recomendar un cotutor, docente vinculado a la universidad. 

Investigación en Ingeniería II

En este curso el participante de la modalidad de investigación desarrolla la primera parte del trabajo de investigación de acuerdo con el plan de trabajo aprobado en la propuesta de investigación presentada por el estudiante y aprobada por el programa de maestría. Primeras fases del trabajo de investigación. Recolección de información primaria (cuando sea necesario) y secundaria. Procesamiento y análisis de información recolectada. 

El Trabajo de Investigación requiere una mayor dedicación a la investigación (en créditos) y plantea alcances superiores con mayor rigor científico que el Trabajo de Profundización; se realizará en el marco de un grupo de investigación reconocido por la Universidad y que apoya el programa de maestría, desarrollando proyectos existentes al interior del grupo o planteando y desarrollando nuevos proyectos acordes con las lineas de investigación establecidas por el grupo.

Trabajo de Investigación

En este curso el participante desarrolla la segunda parte del trabajo de investigación según el plan de trabajo aprobado. Elaboración del informe final. Sustentación ante los pares académicos de acuerdo a lo establecido por el Programa de Maestría en Ingeniería. 

2. ASIGNATURAS ESPECÍFICAS ELECTIVAS

La flexibilidad curricular, representada en la asignaturas electivas que deben tomarse desde el segundo semestre y en el trabajo de investigación, les permite a los estudiantes escoger su área de énfasis y facilita la participación de las diferentes disciplinas en el proceso de formación de los participantes e incentiva el trabajo interdisciplinario. 

Ver asignaturas electivas

Gestión Integrada de Cuencas Hidrográficas

Gestión integrada de la cuenca hidrográfica como unidad sistémica de actuación. Planificación estudio y gestión del desarrollo y conservación de los recursos naturales. El sistema de la cuenca Hidrográfica. El ciclo hidrológico. Diagnóstico de la situación integral en la cuenca. Planificación y gestión de cuencas. Criterios para la ordenación territorial. Concepto de Desarrollo Sustentable. Proceso de gestión y decisión. Participación comunitaria. Aspectos institucionales. Evolución de los paradigmas en las relaciones sociedad - naturaleza. Ecodesarrollo. Evaluación socioeconómico de los proyectos de Manejo de Cuencas. Efectos económicos, financieros, ambientales y sociales. Impacto y riesgo ambiental. Estimación de beneficios por protección de inundaciones, aluviones y elevación de calidad de agua. Cuantificación de beneficios por prácticas conservacionistas. Factibilidad de los proyectos de Manejo de Cuencas. Aspectos institucionales, políticos, normatividad, aspectos legales y de administración de los recursos naturales y del medio ambiente en la gestión integral de cuencas hidrográficas. 

Modelación Hidráulica Aplicada

Introducción. Generalidades. Clasificación de los modelos matemáticos: características, ecuaciones, métodos de solución, aplicaciones. Fases en implementación de un modelo. Esquematización. Selección de los intervalos de tiempo y espacio. Determinación de las fronteras de un modelo. Condiciones iniciales. Calibración. Verificación. Análisis de sensibilidad. Modelos matemáticos unidimensionales, bidimensionales y tridimensionales. Modelos unidimensionales. Aplicación modelos bidimensionales. Aplicaciones. 

Métodos y modelos en la planificación y gestión de los recursos hídricos. Conceptos de sistema y de modelo. Modelación en la GIRH. Sistema de información geográfica en la modelación de los recursos hídricos. Modelos de simulación en hidrología urbana; conceptos básicos; software aplicado. Modelo de control de contaminación de corrientes; conceptos básicos; software aplicado. Modelo de red de distribución de agua; conceptos básicos; software aplicado. Modelos tipo multicriterio. Matlab; aspectos conceptuales y ejemplos de aplicación. Modelo de costo de infraestructura en agua y saneamiento. Modelos tipo sistema experto. Introducción a los modelos de selección de tecnología en agua y saneamiento. 

Gestión Integral de Riesgos por Inundaciones

Introducción, conceptos, definición de riesgos. Fuente desarrollo socioeconómico y gestión del riesgo. Impactos en los objetivos del milenio. Marco integrado de gestión de riesgo de inundación. Funciones y responsabilidades de defensa contra inundaciones y la gestión del riesgo. Enfoque de la gestión de las inundaciones de riesgo. Soluciones de ingeniería. Inundación de enrutamiento y mitigación de las inundaciones: canales y depositos de enrutamiento. Soluciones estructurales y no estructurales. Enfoques para la reducción de los efectos de las inundaciones, incluyendo: alerta de inundación, la respuesta a emergencia, la planificación de uso del suelo. 

Participación Comunitaria en la Gestión de los Recursos Hídricos  

Evolución Histórica del concepto de participación comunitaria en proyectos de desarrollo. Importancia de la participación comunitaria en proyectos de Gestión Integrada del Recurso Hídrico (GIRH), agua y vulnerabilidad social. Género y desarrollo. Comunidad y diferenciación social. GIRH y educación. La incidencia social de los proyectos de desarrollo. Manejo comunitario de proyectos de GIRH. Participación comunitaria en la legislación colombiana. Política nacional para la Gestión Integral del Recurso Hídrico. Participación de la comunidad en las fases de planeación construcción y operación de un proyecto de GIRH. Seguimiento y evaluación participativa en un proyecto de GIRH. 

Usos múltiples del agua

Usos del agua: calidad y cantidad según las diversas actividades humanas. Fuentes de agua: calidad y cantidad. Uso del agua en zonas urbanas y rurales. Múltiples fuentes- múltiples usos. Tecnología multipropósito para zonas urbanas y rurales. Usos múltiples del agua como estrategia para reducción de pobreza. Usos múltiples del agua como estrategia para adaptación al cambio climático. Normatividad. Casos de estudio de sobreusos múltiples del agua. 

Gestión de Sistemas de Riego Transferidas a Comunidades

Antecedentes de gestión de sistemas de riego, desarrollo histórico. La política de transferencia del manejo de sistemas de riego: entorno, mundial regional y local. Conceptos, principios, características. Experiencias de la transferencia en Colombia. impactos de la transferencia. Lecciones aprendidas. Estudio de casos. 

Producción más limpia en la gestión del agua 

Antecedentes. El concepto de producción más limpia. Producción más limpia (PML) en el contexto de la GIRH. Aplicación del concepto de la PML. Principales beneficios. Aspectos prácticos de la aplicación de la PML en el contexto de la GIRH. Análisis de ciclo de vida. Ecodiseño. Certificaciones tipo ISO para la industria. PML en la industria. PML en la gestión de aguas urbanas. Minimización de residuos. Catálogo para la implementación de PML en la industria. Catálogo de medidas para la implementación de PML en el manejo de aguas municipales. Evaluación socioeconómica. Casos de estudio. 

Prevención y control de Integrados de la Contaminación del Agua 

Antecedentes históricos. Conceptos básicos. Calidad del agua. Usos del recurso hídrico y calidad del agua. Criterios de calidad. Objetivos de calidad. Capacidad de autodepuración de los cuerpos hídricos. Estrategias de minimización y prevención de la contaminación. Sistemas de tratamiento de aguas residuales. Agua residual como un recurso (reuso). Selección de la tecnología. Políticas y reglamentación. instrumentos legales y regulatorios. Instrumentos económicos. Costos de inversión. Costos de operación y mantenimiento. Aspectos institucionales. Casos de estudio. 

Sistema Urbano de Drenaje Sostenible

Antecedentes históricos de los sistemas de drenaje en ambientes urbanos. Conceptos básicos (sistema, sostenibilidad, GIRH). Los sistemas de drenaje en el contexto de la GIRH. Tipos de sistemas de drenaje urbano. consecuencia de los procesos de urbanización. Calidad de las aguas lluvias y de las aguas de escurrimiento. Diseño tradicional de los sistemas de drenaje urbano. El enfoque de los sistemas de drenaje urbano sostenible (SUDS). Sistemas no estructurales. Sistemas estructurales. tipos de sistemas de drenaje urbano sostenible. diseño de SUDS. Experiencias locales e internacionales en SUDS. Consideraciones sobre operación y mantenimiento. Selección de tecnología de SUDS.   

Diseño de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales

Problemática de las aguas residuales domésticas, características generales y típicas. Población de proyecto. Caudales de aguas residuales. Pretratamiento. Canal de control de velocidad, rejillas, desarenador, criterios y caudales de diseño para cada operación. Clasificación de los sistemas de tratamiento. Reactores anaerobios. Sistemas lagunares. Lagunas modificadas. Ejemplos de casos. Proyecto de sistema de tratamiento de aguas residuales municipales.

Selección de Tecnología para el Mejoramiento de Calidad del Agua

Sostenibilidad y transferencia de tecnología para el mejoramiento de la calidad del agua para consumo humano. Factores para la selección de tecnología. Aspectos socioculturales. disponibilidad de recursos y materiales. Riesgo sanitario y eficiencia de las tecnologías. Análisis de costos. Capacidad y disponibilidad de pago. Modelo de selección de tecnología. Caso de estudio. 

Gestión Integral de proyectos de Pequeña y Gran Irrigación 

El perfil del riego: el mundo y Colombia. el riego frente a las metas del desarrollo del milenio. La pequeña y gran irrigación: características y desarrollo histórico. Aspectos legales del riego en Colombia. Estructura organizacional del sector. Perspectiva del desarrollo del riego en Colombia. Criterios de sostenibilidad de proyectos de riego. Fases del ciclo de proyectos de riego y drenaje: identificación, estudios, diseños, construcción, puesta en marcha, operación, mantenimiento. Organización comunitaria. Estudio de casos. 

Gestión de Redes de Distribución en Proyectos de Riego 

Sistemas de riego: definiciones, conceptos, componentes. Esquemas de manejo de sistemas de riego y drenaje. Requerimientos organizacionales, desarrollo histórico. Redes de riego y drenaje, objetivos operacionales. El control de flujo: conceptos, objetivos, desarrollo histórico. Tipos de control de flujo: proporcional, agua-arriba, aguas-abajo, otros: conceptos, características, infraestructura hidráulica y organizacional. El control de flujo en Colombia. Estudio de casos. 

Reutilzación de Aguas Residuales en Agricultura

Importancia del agua en agricultura. Demandas futuras de agua para la agricultura. Agua residuales y parámetros de calidad. Uso de aguas residuales en agricultura. Antecedentes. Tratamiento de aguas residuales. La irrigación con aguas residuales. Potencial de aguas residuales para agricultura en Colombia. Estudio de casos. 

Uso Eficiente del Agua en la Agricultura

El concepto de eficiencia. Eficiencia del agua en la agricultura. Eficiencia a nivel predial. Métodos de riego: gravedad, aspersión, goteo; características, evaluaciones de campo, eficiencia en la aplicación de agua. Eficiencia a nivel extrapredial. Sistemas de conducción y distribución. Naturaleza de pérdidas, evaluaciones. Sistemas de distribución: el control de flujo como alternativa de manejo eficiente del agua. Definición, características; métodos de control de flujo: proporcional, aguas-arriba, aguas-abajo, otros. Eficiencia a nivel de cuenca. GIRH. 

Gestión y Desarrollo de Aguas Subterráneas

El agua en la naturaleza. Conceptos fundamentales. Acuíferos: alimentación y descarga, superficie piezométrica. Conceptos hidrogeológicos, prospección geofísica, tiempo de resistencia, demanda y planificación hidrogeológica. Hidráulica subterranea: parámetros, trazadores, isotopía, dispersión, transmisibilidad hidráulica de captaciones: regímenes permanente y no permanente. Hidrogeología de rocas: generalidades, porosidad y permeabilidad, caudales y prospección. Intrusión marina, relaciones agua dulce-agua salada. Modelo de transporte de solutos. Manejo del recurso agua con el apoyo de modelos. Políticas alternativas de operación, diseño de optimización y monitoreo de redes de flujo. Introducción a Visual Modflow , simulación de escenarios con Visual Modflow. 

Política y Normatividad de la Gestión de los Recursos Hídricos

Principios y conceptos básicos del derecho al agua. Legislación del agua. Derecho al agua. Gobernabilidad. Gestión pública-privada del agua. Permisos, autorizaciones y concesiones. Trasvases de agua. Conflictos. El ejercicio de los derechos y aprovechamiento del agua. Permisos, autorizaciones y concesiones. Cánones y tasas. Infracciones y sanciones. 

Manejo de Conflictos en la Gestión del Agua 

Agua como bien económico y social. El derecho internacional de acceso al agua potable y saneamiento. Metodología de análisis de actores y conflictos. Diferentes tipos de conflictos (agua potable, riego, represas, GIRH y el flujo ecológico). Legislación normal y los derechos consuetudinarios: la pirámide de las formas de solución de conflictos. La negociación, la mediación, el análisis de las posiciones e intereses. Lenguaje oral y corporal. Como explorar intereses comunes. La mejor alternativa de una solución concertada. La integridad del agua-corrupción un conflicto invisible. Juego de roles. Estudio de caso. 

Modelos en Ingeniería Sanitaria y Ambiental

Teoría general del sistema. El concepto de modelo. Modelos de simulación. Conceptos básicos. Modelación de los recursos hídricos. Modelación de cantidad y calidad del agua. Modelos de optimización. Modelación de corrientes superificiales. Modelación de aguas subterraneas. Modelación del sistema de drenaje urbano. Modelación de redes de distribución de agua. Modelos de soporte de decisión. 

Biotecnología Ambiental y Procesos Microbianos

Contextualización de la biotecnología. Diferentes tecnologías de tratamiento. Conceptos básicos de metabolismo y nutrición. Ciclos ecológicos y contaminación. Biodegradabilidad y biotratabilidad. Utilización de microorganismos en procesos de biorremediación in situ y ex situ. Utilización de microorganismos en procesos de prevención y diagnóstico. Bioinsecticidas bacteriológicos y fúngicos, biofertilizantes. Biología molecular e ingeniería genética: biología del ADN, genómica y proteómica, métodos moleculares y bioquímicos de análisis.