View syllabus
BIOLOGICAL TRANSPORT PHENOMENA
ARTI DEVI AHLUWALIA
Academic year2022/23
CourseBIOMEDICAL ENGINEERING
Code841II
Credits6
PeriodSemester 1
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
FENOMENI DI TRASPORTO BIOLOGICOING-INF/06LEZIONI60
ARTI DEVI AHLUWALIA unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

 Modulo di fenomeni di trasporto biologico

Comprendere le basi delle equazioni di trasporto a partire da statiche di fluido e fenomeni di superficie (angolo di contatto, tensione superficiale) alle equazioni di Navier Stokes per semplici fluidi e trasporto di calore. Descrivere il trasporto di massa usando la prima e la seconda legge di Ficks (uniaxial). Inoltre dimostrerà la conoscenza sul trasporto di elettroliti e il trasporto delle membrane (attivo e passivo). Apprezzate come queste equazioni e fenomeni possono essere applicati al corpo umano (flusso sanguigno, emofiltrazione, trasporto nutriente).

 

Knowledge

Understand the basics equations of transport starting from fluid statics and surface phenomena (contact angle, surface tension) to Navier Stokes equations for simple fluids and heat transport. Describe mass transport using Ficks first and second law (uniaxial). Will also demonstrate knowledge on electrolyte transport , and membrane transport (active and passive). Appreciate how these equations and phenomena can be applied to the human body (blood flow, hemofiltration, nutrient transport).

 

Modalità di verifica delle conoscenze

Fenomeni di trasporto biologico

Lo studente deve dimostrare la capacità di risolvere semplici problemi unidimensionali usando le basi Navier Stoke / Fick / equazioni di conservazione. Lo studente dovrebbe dimostrare la capacità di eseguire analisi dimensionali e avere una solida comprensione della rilevanza dei fenomeni di trasporto, superfici e reazione ai sistemi biologici. Lo studente dovrebbe essere in grado di eseguire semplici calcoli sul trasferimento di calore nel corpo.

 

Assessment criteria of knowledge

The student must demonstrate the ability to solve simple one dimensional problems using basic Navier Stoke/Fick/conservation equations. The student should demonstrate the ability to perform dimensional analysis, and have a solid understanding of the relevance of transport, surface and reaction phenomena to biological systems. The student should be able to perform simple calculations on heat transfer in the body.

 

 

Capacità

Al termine del corso lo studente, sarà in grado di eseguire analisi dimensionali e avere una solida comprensione della rilevanza dei fenomeni di trasporto, superfici e reazione ai sistemi biologici.

 

Skills

At the end of the course the student will be able to perform dimensional analysis and have a solid understanding of the importance of transport phenomena, surfaces and reaction to biological systems.

 

Modalità di verifica delle capacità

metodi:
• Esame orale finale
• Esame scritto finale
Ulteriori informazioni:
L'esame scritto richiede risoluzioni problematiche. 50% SCRITTO, 50% orale

Assessment criteria of skills

Methods:

  • Final oral exam
  • Final written exam

Further information:
The written exam requires problem solving. 50% WRITTEN, 50% oral

Comportamenti

I comportamenti che si ritiene lo studente possa acquisire sono:

  • Sensibilità nei confronti della analisi e della risoluzione di problematiche legate ai fenomenti di trasporto per i sistemi biologici;
  • Sensibilità nello svolgere esercizi legati alle diverse forme di trasporto biologico.

 

Behaviors
  • Sensitivity to the analysis and resolution of problems related to transport phenomena for biological systems;
  • Sensitivity in carrying out exercises related to different forms of organic transport.

 

 

Modalità di verifica dei comportamenti

Gli strumenti utilizzati per accertare l’acquisizione dei comportamenti attesi saranno:

  • Interazioni con il docente tramite ricevimenti;
  • Domande rivolte agli studenti nel corso delle lezioni frontali, per verificare l’acquisizione e il consolidamento di certi concetti.
Assessment criteria of behaviors

The tools used to ascertain the expected behavior acquisition are:

  • Interaction with the teacher through receptions;
  • Questions addressed to students during the front lessons, to verify the acquisition and consolidation of certain concepts.
Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Per seguire il corso in modo proficuo, non sono richieste conoscenze specialistiche da parte degli studenti. Tuttavia, sono necessarie conoscenze consolidate di base di fisica e matematica. Sono inoltre utili, anche se non strettamente necessarie, conoscenze relative a meccanica, elettronica, ed alla biologia.

Prerequisites

To profitably attend this course, no specialistic knowledge is required. However, consolidated competences of physics and mathematics are needed. In addition, useful (even if not strictly needed) competences concern mecahnics, electronics, and biology.

Indicazioni metodologiche

Attività didattiche:

Frequentando lezioni
lavoro di gruppo, tesina
Presenza: consigliato

Metodi di insegnamento:

Lezioni con slide e lavagna. Qualche lezione con Matlab e tipo laboratorio.
Apprendimento a base di attività / apprendimento basato sui problemi / apprendimento basati sulla ricerca

Teaching methods

Learning activities:

  • attending lectures
  • group work

Attendance: Advised

Teaching methods:

  • Lectures
  • Task-based learning/problem-based learning/inquiry-based learning
Programma (contenuti dell'insegnamento)

 Fenomeni di trasporto Biologico

Relazioni di conservazione, viscosità, fluidi newtoniani, flusso laminare, derivazione di Poiselulle, Bernoulli, trasferimento di massa,

tensione superficiale. Kinetica delle reazioni. Analisi dimensionale. Le equazioni di trasferimento di calore (conduzione, radiazione, convezione ed evaporazione) e la loro applicazione alla regolazione metabolica umana.

 

Syllabus

Biological Transport Phenomena

Conservation relations, viscosity, Newtonian fluids, laminar flow, derivation of Poiselulle, Bernoulli, Mass transfer, Nernst, surface tension. Kinetics of reactions. Dimensional analysis. Heat transfer equations (conduction, radiation, convection and evaporation) and their application to human metabolic regulation.

 

Bibliografia e materiale didattico

Fenomenti di trasporto Biologico

 

Dispensa disponibile sul sito del corso (http://www.centropiaggio.unipi.it/course/fenomeni-di-trasporto-biologico)

 

Bibliography

A document containing the course contents is available on the course website.

Indicazioni per non frequentanti

Non ci sono variazioni per studenti non frequentanti.

Non-attending students info

There are no variations for students that do not attend the course.

Modalità d'esame

 • Esame scritto finale: scritto con domande teoriche e esercizi

 • Esame orale finale: al superamento dello scritto, breve orale

 

Assessment methods

Methods:

  • Final oral exam
  • Final written exam

Further information:
The written exam requires problem solving. 50% WRITTEN, 50% oral

Altri riferimenti web

 

http://www.centropiaggio.unipi.it/course/fenomeni-di-trasporto-biologico

Additional web pages

http://www.centropiaggio.unipi.it/course/fenomeni-di-trasporto-biologico

Note

Nessuna nota aggiuntiva

Notes

No additional notes

Updated: 29/07/2022 10:47