Gestión Académica

La asignatura Mecánica de Fluidos es una asignatura obligatoria de segundo curso que se engloba en el módulo común de la rama Industrial, dentro de la materia “Energía y Medio Ambiente”. Se trata de una asignatura de 6 créditos ECTS en la que confluyen, por una parte, aspectos de materia básica referentes a los fundamentos físicos y matemáticos que rigen los movimientos de los fluidos y, por otra, aspectos de materia tecnológica de aplicación directa en la práctica de la Ingeniería.

La Mecánica de Fluidos es una disciplina de gran riqueza y complejidad, cuyo estudio es esencial en la formación de profesionales en la Ingeniería, debido a su implicación con el resto de disciplinas técnicas y tecnológicas. Su conocimiento es fundamental en el desarrollo de las ciencias básicas de la Ingeniería, así como en la aplicación de ciencias modernas más aplicadas dentro de los campos de la Ingeniería química, de procesos, industrial o energética.

Las competencias específicas que se deben adquirir con esta asignatura se resumen en el “Conocimiento de los principios básicos de la Mecánica de Fluidos y su aplicación a la resolución de problemas en el campo de la Ingeniería. Cálculo de tuberías, canales y sistemas de fluidos”, tal y como se recoge en los descriptores del Anexo de la OM CIN/351/2009 de 9 de febrero, relativos a las competencias a adquirir por el alumnado en lo relativo a los estudios de Ingeniería Técnica Industrial.

Finalmente, como principales objetivos de formación específica, en esta asignatura se busca que el alumnado aprenda a:

• Aplicar los principios de la Mecánica de Fluidos a la resolución de problemas en el campo de la Ingeniería, valorando y adoptando las simplificaciones razonables en cada situación.
• Interpretar las distintas variables del campo fluido y analizar el estado de procesos fluidomecánicos a partir de los valores de dichas variables.
• Diseñar, calcular, modelar, analizar e interpretar la operación de sistemas hidráulicos.

Al tratarse de una asignatura que se fundamenta en varias materias básicas, se recomienda que el alumnado tenga conocimientos previos de:

• Álgebra Lineal: cálculo vectorial y matricial.
• Cálculo y Ampliación de Cálculo: operaciones con derivadas, integrales y resolución de ecuaciones diferenciales.
• Mecánica y Termodinámica: fundamentos de cinemática, dinámica y transferencia de energía.
• Resistencia de Materiales: conceptos básicos sobre tensión y deformación.

Se pretende que el alumnado adquiera las competencias generales CG1 a CG15 recogidas en la Memoria de Verificación del Grado.

Por otra parte, la asignatura permite adquirir como competencia específica, el conocimiento de los principios de Mecánica de Fluidos, tal y como se fija en la memoria de grados. Al finalizar el curso, estas competencias se deben concretar en unos resultados de aprendizaje. En concreto, el alumnado ha de ser capaz de:

• Comprender y expresar matemáticamente los principios físicos de la Mecánica de Fluidos (RMF-1).
• Aplicar los principios de la Mecánica de Fluidos a la resolución de problemas en el campo de la Ingeniería, valorando y adoptando las simplificaciones razonables en cada situación (RMF-2).
• Interpretar las variables del campo fluido y analizar el estado de procesos fluidodinámicos a partir de sus valores (RMF-3).
• Calcular, proyectar e interpretar la operación de sistemas con flujo de fluidos, en particular sistemas de transporte por tuberías y canales (RMF-4).
• Diseñar, realizar modelos físicos y numéricos, y analizar sistemas con flujo de fluidos (RMF-5).

Por lo tanto, al acabar de cursar la asignatura, el alumnado debe dominar los siguientes contenidos:

• Conceptos básicos de las propiedades de los fluidos y de las variables más importantes a considerar en esta disciplina científica.
• Definición y campo de aplicación de la Reología. Aplicación de dicho campo al flujo a bajos números de Reynolds.
• Conocimiento de las técnicas clásicas de análisis en la Mecánica de Fluidos, es decir, análisis diferencial, análisis integral y análisis dimensional.
• Conceptos básicos de estática de fluidos aplicados a problemas de ingeniería.
• Conceptos relativos al flujo de líquidos y gases y sus diferencias.
• Conocimientos de hidrodinámica y aerodinámica aplicadas.
• Metodologías de análisis y experimentación en la Mecánica de Fluidos.

La asignatura comprende 150 horas de trabajo personal del alumnado, de las cuales 60 horas son de trabajo presencial (clases expositivas, prácticas de laboratorio, tutorías grupales y sesiones de evaluación) y 90 horas de trabajo no presencial (uso del Campus Virtual y trabajos individuales). Los contenidos de la asignatura se dividen en seis temas:

Tema 1 – Propiedades de los fluidos

• Líquidos y gases
• Modelos molecular y continuo
• Ecuaciones de estado
• Compresibilidad
• Presión de vapor
• Tensión superficial
• Fenómenos de transporte. Viscosidad

Tema 2 – Cinemática y ecuaciones de conservación

• Descripción cinemática de los campos fluidos
• Ecuaciones de conservación: formulación diferencial e integral
  • Conservación de la masa
  • Conservación de la cantidad de movimiento
  • Conservación de la energía
• Casos particulares
  • Fluidoestática
  • Flujo ideal
• Aplicaciones de la formulación integral

Tema 3 – Transporte de fluidos

• Flujo en tuberías
• Introducción a las máquinas de fluidos y los sistemas de accionamiento
• Flujo en canales

Tema 4 – Análisis dimensional y semejanza

• Parámetros adimensionales
• Semejanza y teoría de modelos

Tema 5 – Turbulencia y capa límite

• Turbulencia: inestabilidades y escalas
• Capa límite
• Flujo alrededor de cuerpos

Tema 6 – Flujo compresible

• Flujo isentrópico unidimensional
• Ondas de choque
• Flujo en toberas
• Principios de acústica

La distribución de la asignatura contempla 60 horas presenciales frente a 90 horas no presenciales.  Se han considerado 2 horas semanales de clases teóricas durante las 14 semanas que dura el semestre, de modo que se puedan contabilizar las 28 horas de clases magistrales estipuladas. También se introducen 14 horas de sesiones de prácticas de aula (7 sesiones de 2 horas cada una), así como 14 horas de prácticas de laboratorio y simulación.

La metodología de trabajo se puede estructurar en cuatro apartados diferentes: aprendizaje en grupo con el profesorado, estudio individual, seminarios y trabajos en prácticas, y la nota final será acorde al correcto desarrollo de estos apartados.

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir actividades de docencia no presencial. En ese caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

Para las pruebas ordinarias, la calificación final de la asignatura es una media ponderada entre la nota del examen y la nota correspondiente a las actividades realizadas por el alumnado. El examen supone un 75% de dicha calificación final, mientras que las actividades suponen el 25% restante (un 15% se corresponde a las prácticas de laboratorio y un 10% a otras actividades: realización de cuestionarios, participación en foros de discusión, visionado o lectura de material adicional, resolución y entrega de problemas propuestos, entrega de trabajos, etc.). En la valoración de las prácticas de laboratorio y de otras actividades se podrá tener en cuenta la participación activa del alumnado. La nota obtenida, tanto en las prácticas como en el resto de actividades, durante un curso académico, es válida para las convocatorias de mayo y junio de dicho curso académico y también para la convocatoria de enero del siguiente curso académico.

Se establece una nota mínima de 3.5 puntos sobre 10 en el examen para aprobar la asignatura; si la calificación del examen es inferior a 3.5 puntos, la calificación final obtenida al ponderar la nota del examen junto con el resto de actividades se limitará a un valor máximo de 3.5 puntos. Este requisito de puntuación mínima en el examen se establece para cualquier tipo de convocatoria o evaluación: ordinaria, extraordinaria o diferenciada.

Para las pruebas extraordinarias, si el alumnado no ha realizado ninguna actividad complementaria, el examen será la única prueba a realizar y se ponderará (al igual que en las pruebas ordinarias) en un 75%. Por tanto, será necesario obtener una nota mínima de 6.7 puntos (sobre 10) para aprobar la asignatura; la nota de acta en este caso será el 75% de la nota del examen (sobre 10).

Las pruebas de evaluación diferenciada, en el caso de que ésta se haya solicitado, consistirán, por una parte, en un examen escrito sobre 10 puntos que se ponderará en un 90% sobre la nota final y, por otra parte, en una prueba metodológica en la que se plantearán cuestiones referidas a las prácticas de laboratorio y al resto de actividades realizadas durante el curso, y que ponderará el 10% restante.

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir métodos de evaluación no presencial. En ese caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

Además, se tendrá especialmente en cuenta a la hora de calificar, tanto los exámenes como las actividades en que proceda:

• Orden, limpieza y presentación general.
• Redacción adecuada y ausencia de faltas de ortografía.
• Claridad, estructura lógica y nivel de detalle de la resolución.
• Uso de unidades adecuadas. Se considerará especialmente grave el uso de unidades incorrectas que no mantengan la coherencia dimensional de las ecuaciones.
• Validez de los resultados, sin que estos sean disparatados o físicamente imposibles.

• Crespo A, Mecánica de Fluidos, Thompson, Madrid, 2006.
• González J, Argüelles KM, Ballesteros R, Barrio R, Fernández Oro JM, Principios de Mecánica de Fluidos, Servicio de Publicaciones de la Universidad de Oviedo, 2010.
• González J, Argüelles KM, Ballesteros R, Barrio R, Fernández Oro, JM, La Mecánica de Fluidos en 100 Problemas, Ed. Servicio Publicaciones Universidad de Oviedo, 2011.
• Pritchard PJ, Fox and McDonald's Introducción a la Mecánica de Fluidos, John Wiley & Sons, 2011.
• Shames IH, Mecánica de Fluidos, 4a ed., McGraw – Hill. 2003.
• Streeter VL, Wylie EB, Bedford KW, Mecánica de Fluidos, 9a ed., McGraw – Hill, 2000.
• White FM, Mecánica de Fluidos, 7a ed., McGraw – Hill, New York, 2011.