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1 de 9 Asignatura: Minerales y Rocas Industriales Código: 16563 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS 1. ASIGNATURA / COURSE MINERALES Y ROCAS INDUSTRIALES / MINERALS AND INDUSTRIAL ROCKS 1.1. Código / Course Code 16563 1.2. Materia / Content area Intensificación Científica / Scientific Intensification 1.3. Tipo / Course type Optativa / Elective 1.4. Nivel / Course level Grado / Grade 1.5. Curso / Year 4º / 4th 1.6. Semestre / Semester 2º / 2nd (Fall semester) 1.7. Número de créditos / Number of Credits Allocated 6 créditos ECTS / 6 ECTS credits 1.8. Requisitos Previos / Prerequisites Conocimientos previos recomendados: Enlace químico y estructura de la materia. Asignaturas previas recomendadas: Química. Ampliación de Química. Ciencia e Ingeniería de Materiales. 2 de 9 Asignatura: Minerales y Rocas Industriales Código: 16563 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS 1.9. Requisitos mínimos de asistencia a las sesiones presenciales / Minimum attendance requirement La asistencia es obligatoria, se permitirá un 20% de faltas no justificadas / Attendance at a minimum of 80% of in-class sessions is mandatory La asistencia a las clases prácticas/tutorías/trabajo de campo es obligatoria / Attendance of the seminars/tutorials/fieldwork is mandatory 1.10. Datos del profesor/a / profesores / Faculty Data Departamento: Geología y Geoquímica Coordinador: Docente(s) / Lecturer(s): Jose Bernardo Alvarez Departamento de / Department of: Geología y Geoquímica Facultad / Faculty: Ciencias Despacho - Módulo / Office – Module: Despacho 500 Módulo 06 Teléfono / Phone: 91 497 4817 Correo electrónico/Email: josebernardo.alvarez@uam.es Página web/Website: Horario de atención al alumnado/Office hours: En cualquier horario previa petición de hora. 1.11. OBJETIVOS DEL CURSO / COURSE OBJETIVES Objetivos Conocimiento de los procesos físico-químicos que actúan en la Tierra, mediante los cuales se originan los minerales y rocas. El desarrollo y distribución espacial de los materiales se relacionan con el tipo, intensidad y duración de los procesos. Criterios de clasificación y caracterización de rocas y minerales, con especial atención a las especies de mayor interés industrial. Descripción de los principales sectores industriales de aplicación de los recursos, considerados en función de su volumen y repercusión económica. Se estudian en cada sector el tipo de materiales empleados, los procesos de tratamiento o transformación que determinan las propiedades de uso, junto con los criterios y normas de control de calidad de los productos fabricados. En cada sector se analiza el impacto ambiental y posible contaminante de las explotaciones y de los estériles de mina. El desprendimiento de gases 3 de 9 Asignatura: Minerales y Rocas Industriales Código: 16563 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS tóxicos y partículas a la atmósfera durante los procesos de fabricación, así como, la producción de efluentes o fases sólidas que requieren tratamiento. Conocimiento de los materiales geológicos y su valor económico. Conocimiento de los usos y aplicaciones tecnológicas de los recursos minerales. COMPETENCIAS Formación de criterios de elección y aplicación de materias primas minerales en la industria. Formación de criterios sobre las repercusiones medioambientales en el procesado, utilización y generación de residuos de minerales y rocas industriales. 1.12 . Contenidos del Programa / Course Contents I. CONTENIDOS TEÓRICOS 1.- Introducción (1h). Concepto de minerales y rocas industriales. Recursos naturales. Valoración de recursos. Consumo de materias primas. Impacto ambiental. Reciclado. 2.- La Tierra (7h): Estructura y composición. La dinámica terrestre: Teoría de la tectónica de placas. Ambientes petrogenéticos. Principales tipos de rocas. 3.- Los minerales (7h): Clasificación. Estructura de los silicatos. Estabilidad mineral. Soluciones sólidas. Polimorfismo. Nucleación y crecimiento. Yacimientos minerales. 2.1.- CARACTERIZACION DE MINERALES Y ROCAS (Prácticas) 4.- Identificación mineral. Propiedades físicas. Propiedades ópticas. Microscopía de polarización. Difracción de Rayos X. Métodos de cuantificación. 5.- Caracterización de rocas. Componentes fundamentales. Texturas: Principales tipos. Fábrica y estructura. Porosidad y permeabilidad. Propiedades mecánicas. Separación de partículas. 6.- Análisis químico. Análisis por vía húmeda: ataques ácidos y alcalinos. Técnicas espectroscópicas. Microanálisis por energías dispersivas de rayos X. Presentación de resultados. 4 de 9 Asignatura: Minerales y Rocas Industriales Código: 16563 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS 2.2.- RECURSOS Y MATERALES DE CONSTRUCCIÓN 7.- El suelo (2h). Planificación y gestión territorial. Utilización del suelo. Técnicas de reconocimiento Caracterización geotécnica. Valores medioambientales. Degradación y contaminación de suelos. 8.- Áridos (1h). Áridos naturales: origen y clasificación. Áridos artificiales: El balasto. Control de calidad: muestreo. Ensayo de desgaste “los Ángeles”. Reacciones alcalinas. Evaluación de impactos y contaminación ambiental. 9.- Rocas Ornamentales (2h). Granitos. Mármoles. Pizarras. Técnicas de extracción y procesado. Pavimentos y revestimientos. Control de calidad. Restauración de canteras. 10.- Materiales cerámicos (3h). Características. Materias primas: Minerales de la arcilla Propiedades. El proceso cerámico. Cerámicos silicatados. Refractarios Óxidos cerámicos. Impacto y contaminación ambiental. 11.- El Vidrio (2h). Características y propiedades. Fabricación. Materias primas. Vidrios comerciales. Vidrios especiales. Fibras de vidrio. Reciclado. 12.- Cementos (3h). Características. Materias primas. Fabricación del clinker: Fases minerales. Tipos de cementos .Propiedades. Contaminación atmosférica. 2.3.- RECURSOS ENERGÉTICOS 13.- La energía (1h). Renovación de los recursos. Evolución del consumo. El carbón. Origen del carbón. Tipos de carbones. Impacto y contaminación de las explotaciones de carbón. La lluvia ácida. 14.- El petróleo (3h). Origen del petróleo. Evolución del kerógeno. Extracción y procesado del petróleo. Contaminación primaria y secundaria de los derivados del petróleo. 15.- La energía nuclear (3h). La radiactividad. Minerales de uranio. Procesado del uranio. Combustibles nucleares. Las centrales nucleares. Residuos nucleares: Almacenamiento y gestión. 2.4.- RECURSOS MINERALES 16.- Minerales metálicos (1h). Menas de cobre, plomo y zinc. Menas de hierro, cromo, estaño y wolframio. La industria siderúrgica..Metales preciosos. Impactos y contaminación. 5 de 9 Asignatura: Minerales y Rocas Industriales Código: 16563 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS 17.- Minerales no metálicos (1h). La bauxita: Obtención del aluminio. Fertilizantes: Nitratos, Fosfatos, Sales potásicas Abrasivos: Tipos y propiedades. 18.- Minerales absorbentes y filtrantes (1h): Zeolitas y arcillas especiales. Barreras arcillosas. Inertización y aislamiento de residuos. Cargas y aditivos minerales. II. PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO 1) Identificación de minerales, rocas, materiales cerámicos y cementos: (14h)1. Reconocimiento de “visu”. 2. Microscopía óptica de polarización 3. Difracción de Rayos X (DRX) 2) Determinación de propiedades de minerales, rocas, materiales cerámicos y cementos: (6h) 1. Dureza y densidad 2. Granulometría 3. Superficie específica y porosidad III. PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE CAMPO 1ª Salida: Reconocimiento de rocas en la Sierra de Guadarrama (6h) 2ª Salida: Visita de una industria cerámica y/ó cementera (6h) 1.13 . Referencias de Consulta / Course bibliography ASTUDILLO, J. „El almacenamiento geológico profundo de los residuos radiactivos de alta actividad. Principios básicos y tecnología‟. Ed. Enresa, 2001. DONALD, D. CARR. „Industrial Minerals and rocks‟ (6ªed). Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc. Littleton. Colorado, 1994. FERNÁNDEZ NAVARRO, J.Mª. „El vidrio‟ (2ª ed). Ed: CSIC y Fundación Centro Nacional del Vidrio, 1991. SINGER,F. y SINGER, S. „Enciclopedia de la Química Industrial: Tomos 9,10 y 11 Cerámica Industrial‟. Ediciones Urmo. Bilbao, 1979. TARBUCK, E.J. y LUTGENS, F.K. „Ciencias de la Tierra‟ (6ª ed). Prentice Hall, Madrid, 1999. 6 de 9 Asignatura: Minerales y Rocas Industriales Código: 16563 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS TAYLOR, H. F.W. Enciclopedia de la Química Industrial: Tomos 1 y 2 La química de los cementos‟. 2 Tomos. Ed. Urmo.Bilbao, 1979. 2 Métodos Docentes / Teaching methods Técnicas docentes: Clases teóricas: La lección magistral se utilizará para presentar a los alumnos la parte doctrinal de la asignatura, aportando una información esencial, bien organizada y procedente de diversas fuentes que facilite la comprensión y el aprendizaje. Como recursos didácticos se emplearan la tradicional pizarra junto con proyecciones de textos, resúmenes y esquemas con ayuda del ordenador. El material docente informático utilizado se le facilita al alumno a través de los sistemas de enseñanza virtual propios de la Universidad. Clases prácticas de resolución de problemas numéricos: resolución por parte de los alumnos de ejercicios y casos prácticos propuestos por el profesor. Los estudiantes que conforman el grupo se dividirán en grupos de 20. Prácticas de laboratorio y prácticas de campo: Las prácticas tienen como finalidad complementar y aplicar los conocimientos teóricos, e incluyen trabajos de gabinete y de laboratorio tales como identificación de minerales, rocas, materiales cerámicos y cementos de forma visual, por microscopía óptica de polarización y difracción de Rayos X. Determinación de propiedades de minerales, rocas, materiales cerámicos y cementos como dureza y densidad, granulometría, superficie específica y porosidad. Salidas al campo para reconocimiento de materiales naturales y visita a una industria cerámica y/ó cementera para mejor comprensión del proceso industrial. Actividades académicas dirigidas: Se propondrá la realización y exposición de actividades prácticas tutorizadas por el profesor que tienen como finalidad fomentar el aprendizaje cooperativo mediante trabajos que ayuden a complementar los contenidos impartidos en las sesiones teóricas y prácticas. Entrevistas personales o tutorías: El alumno recibirá orientación personalizada y recomendaciones para superar las dificultades de aprendizaje derivadas de las lecciones magistrales. 7 de 9 Asignatura: Minerales y Rocas Industriales Código: 16563 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS 3 Tiempo de Trabajo del Estudiante / Student workload 4 Métodos de Evaluación y Porcentaje en la Calificación Final / Assessment Methods and Percentage in the Final marks A) ASIMILACIÓN DE LOS CONTENIDOS A.1. Se realizarán 3 pruebas teóricas de 1 hora. Se pretende con ellos que se pueda obtener una información lo más objetiva posible, constando básicamente de resolución de cuestiones y problemas que incidan en conceptos concretos, cuya respuesta exija capacidad de síntesis y análisis. Supondrán el 20% de la nota final. A.2. Se realizará un examen final en convocatoria oficial con cuestiones de carácter teórico-práctico que resuma los contenidos de todas las pruebas periódicas realizadas a lo largo del curso. La calificación de este examen representará el 50% de la calificación final, si bien, para superar el curso se requiere obtener en esta parte una nota mínima de 4 sobre 10. B) ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO Y APORTACIONES PERSONALES B.1. Se evaluará la participación de cada alumno en las prácticas que serán obligatorias mediante la realización del cuaderno y tres pruebas prácticas. La nota obtenida representará el 20% de la calificación final. Nº de horas Porcentaje Presencial Clases teóricas (30 h) 67 h (45%) 73 horas (49%) Clases prácticas (5 h) Prácticas de campo (12 h) Prácticas de laboratorio (20 h) Tutorías programadas a lo largo del curso 1 h (0,7%) Actividades de evaluación 5 h (3,3%) No presencial Realización de actividades prácticas 32 h (21%) 77 horas (51%) Estudio semanal (14 semanas x 2 h/semana) 28 h (19%) Preparación de trabajos académicamente dirigidos 17 h (11%) Carga total de horas de trabajo: 150 h 8 de 9 Asignatura: Minerales y Rocas Industriales Código: 16563 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS B.2. Se evaluará la participación de cada alumno en los trabajos tutelados y salidas al campo mediante la realización del cuaderno que será obligatoria. La nota obtenida representará el 10% de la calificación final. El estudiante que haya participado en menos de un 20% de las actividades de evaluación, será calificado en la convocatoria ordinaria como “No evaluado”. C) CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA C.1. En esta convocatoria se mantiene la nota obtenida en las prácticas con el 20% de la nota final. C.2. Otro 10% se obtiene de los trabajos tutelados y ejercicios prácticos entregados al alumno y realizados en el periodo anterior al examen extraordinario. C.3. Se realizará un examen extraordinario que representará el 70% de dicha nota. Convocatoria ordinaria Convocatoria extraordinaria Examen final 50% 70% Controles 20% Trabajos individuales 10% 10% Prácticas 20% 20% 5 Cronograma* / Course Calendar Calendario de pruebas periódicas: 1ª Prueba al finalizar el tema 3. 2ª Prueba al finalizar el tema 12. 3ª Prueba al finalizar el tema 18. 9 de 9 Asignatura: Minerales y Rocas Industriales Código: 16563 Centro: Facultad de Ciencias Titulación: Grado en Ingeniería Química Nivel: Grado Tipo: Optativa Nº de créditos: 6 ECTS Semanas Teoría Prácticas Campo Examen 1 T1(1h) T2(1h) T2(1h) 2 T2(1h) T2(1h) P(2h) 3 T2(1h) T2(1h) T2(1h) 4 T3(1h) T3(1h) T3(1h) P(2h) 5 T3(1h) T3(1h) T3(1h) 6 T3(1h) T7(1h) T7(1h) P(2h) E1 7 T8(1h) T9(1h) T9(1h) 8 T10(1h) T10(1h) T10(1h) P(2h) 9 T11(1h) T11(1h) 10 T12(1h) T12(1h) C1(6h) 11 T12(1h) T13(1h) T14(1h) P(2h) E2 12 T14(1h) T14(1h) T15(1h) C2(6h) 13 T15(1h) T15(1h) T16(1h) P(2h) 14 T17(1h) T18(1h) E3 15 Final (2h) Horas 12 13 13 12 12 * El cronograma es orientativo
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