Nombre: CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES
Código: 523101011
Carácter: Obligatoria
ECTS: 6
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 1º - Segundo cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
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[CB3 ]. Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
[CG01 ]. Capacitación científico-técnica para el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico de Minas y conocimiento de las funciones de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto, construcción, mantenimiento, conservación y explotación
[CG02 ]. Comprensión de los múltiples condicionamientos de carácter técnico y legal que se plantean en el desarrollo, en el ámbito de la ingeniería de minas, que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de la orden CIN/306/2009, la prospección e investigación geológica-minera, las explotaciones de todo tipo de recursos geológicos incluidas las aguas subterráneas, las obras subterráneas, los almacenamientos subterráneos, las plantas de tratamiento y beneficio, las plantas energéticas, las plantas mineralúrgicas y siderúrgicas, las plantas de materiales para la construcción, las plantas de carboquímica, petroquímica y gas, las plantas de tratamientos de residuos y efluentes y las fábricas de explosivos y capacidad para emplear métodos contrastados y tecnologías acreditadas, con la finalidad de conseguir la mayor eficacia dentro del respeto por el medio ambiente y la protección de la seguridad y salud de los trabajadores y usuarios de las mismas
[C05 ]. Capacidad para conocer, comprender y utilizar los principios de tecnología de materiales
[T06 ]. Aplicar criterios éticos y de sostenibilidad en la toma de decisiones
R01 Describir y explicar la estructura, propiedades, tratamientos y aplicaciones de los materiales de uso en ingeniería de recursos minerales y energía.
R02 Describir los ensayos básicos de materiales y las normas que los regulan.
R03 Manipular, correctamente, distintos equipos para la caracterización de materiales.
R04 Analizar los resultados obtenidos en ensayos experimentales.
R05 Redactar informes técnicos de cierta complejidad utilizando el lenguaje científico-técnico de una manera apropiada.
R06 Aplicar los conocimientos adquiridos a casos prácticos, seleccionando adecuadamente los materiales a emplear en situaciones concretas.
R07 Interpretar el marco conceptual de los ODS e identificar aquellos cuyas metas se alinean con la asignatura y el título.
Estructura cristalina y amorfa. Imperfecciones cristalinas. Aleaciones. Transformaciones de los sistemas; diagramas de equilibrio. Propiedades térmicas; difusión; solidificación. Procesos de deformación y rotura en sólidos. Propiedades y aplicaciones de los metales y sus aleaciones. Materiales poliméricos. Materiales cerámicos. Materiales compuestos. Corrosión; degradación de materiales no metálicos.
I: FUNDAMENTOS
Tema 1: Introducción a la ciencia e ingeniería de materiales.
Tema 2: Estructuras cristalina y amorfa. Imperfecciones cristalinas.
Tema 3: Aleaciones. Diagramas de equilibrio.
Tema 4: Difusión y solidificación.
Tema 5: Deformación y rotura en sólidos.
II: MATERIALES PARA INGENIERÍA
Tema 6: Aleaciones férreas.
Tema 7: Aleaciones no férreas.
Tema 8: Tratamientos de aleaciones.
Tema 9: Materiales poliméricos.
Tema 10: Materiales cerámicos.
Tema 11: Materiales compuestos.
Tema 12: Materiales pétreos. Aglomerantes inorgánicos.
Tema 13: Cementos. Morteros y hormigones.
Tema 14. Corrosión y degradación de materiales.
Tema 15. Reciclado de materiales.
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Práctica 1: Microscopía. Macroscopía. Preparación de probetas y estudio de las mismas con microscopía óptica. Utilización de distintas técnicas macroscópicas para determinar características de diferentes materiales: ataque por ácidos fuertes, impresión Baumann. Práctica 2: Ensayos Mecánicos. Desarrollo de ensayos de tracción, resiliencia y dureza y determinación de propiedades del material. Práctica 3: Ensayos No Destructivos. Desarrollo de ensayos de distintas técnicas no destructivas como Ultrasonidos, Líquidos penetrantes, Partículas magnéticas y Corrientes Inducidas. Práctica 4: Tratamientos térmicos. Realización de tratamientos térmicos: temple y revenidos. Comprobación del resultado de estos tratamientos mediante ensayos de dureza. Realización de ensayos de templabilidad: Ensayo Jominy. Práctica 5: Ensayos específicos de materiales de construcción. Realización del análisis granulométrico de un árido. Comprobación de que el árido ensayado se encuentra en el huso granulométrico que establece la instrucción EHE-08.
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
I: THEORETICAL FUNDAMETALS
Unit 1: Introduction to materials science and engineering.
Unit 2: Crystalline and amorphous structures. Defects in materials.
Unit 3: Alloys. Phase diagrams.
Unit 4: Diffusion and solidification.
Unit 5: Deformation and fracture processes in solids.
II: ENGINEERING MATERIALS
Unit 6: Ferrous alloys.
Unit 7: Non-ferrous alloys.
Unit 8: Treatments of alloys.
Unit 9: Polymers.
Unit 10: Ceramics.
Unit 11: Composites.
Unit 12: Rocks, sands and clays. Inorganic binders.
Unit 13: Cements. Mortars and concrete.
Unit 14. Corrosion. Degradation of non-metallic materials.
Unit 15: Materials recycling.
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc.
Clase expositiva empleando técnicas de aprendizaje cooperativo para fomentar la participación de los estudiantes. Resolución de problemas/ejercicios de distintos temas de teoría. Resolución de casos prácticos. Resolución de dudas planteadas por los estudiantes.
Los contenidos de los distintos temas se actualizan periódicamente para incluir los avances más significativos en los distintos campos de interés.
Los temas 6 a 15 dedicados a "Materiales para Ingeniería" incluirán contenidos relacionados con las implicaciones sociales, económicas y en seguridad, medio ambiente y salud de la tecnología de materiales. En particular, los contenidos del tema 15 ("Reciclado de materiales") se relacionarán con el Objetivo de Desarrollo Sostenible 12 ("Producción y consumo responsables") y sus metas.
También se realizarán seminarios y otras actividades que fomenten el trabajo colectivo para resolver problemas o tratar temas propuestos por el profesor.
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100
Clase en laboratorio: prácticas.
Manejo de instrumentos y equipos. Obtención y discusión de resultados. Planteamiento y resolución de dudas.
En las prácticas de laboratorio se tratan los contenidos referentes a equipos y herramientas para ensayos, control de calidad y tratamientos de materiales.
Los estudiantes realizarán un total de cinco prácticas de laboratorio. En una de ellas, abordarán experiencias similares a las que realiza el profesor y su grupo de investigación.
En las prácticas los estudiantes tendrán que manejar distintos equipos (entre otros, microscopía óptica, hornos para tratamientos térmicos, equipos para ensayos no destructivos, equipos para ensayos mecánicos...) relacionados con distintos temas del programa.
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100
Tutorías
Resolución de dudas sobre teoría, prácticas, exámenes y asesoramiento para el trabajo en grupo. Se realizará en grupos reducidos con preparación previa por parte del alumno.
4
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Clase en campo o aula abierta: prácticas.
Visita técnica.
Siempre que sea posible se realizará una visita a una industria dedicada a la fabricación o tratamiento de materiales. En caso contrario, las horas asignadas a la visita se dedicarán a seminarios.
4
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua).
Horas previstas para realizar las actividades de evaluación, entre ellas los exámenes.
Exposición de los trabajos en grupo realizados por los estudiantes.
5
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Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo.
Estudio individual de teoría, problemas/ejercicios y casos prácticos.
Elaboración, a lo largo del cuatrimestre, de un trabajo en grupo sobre un tema relacionado con la ciencia y tecnología de materiales.
La recogida e interpretación de datos y el uso de conceptos complejos encuentran un tratamiento apropiado a través de los trabajos en grupo.
Este trabajo debe contener los avances más significativos en el tema objeto del estudio.
El trabajo será expuesto por los estudiantes del grupo ante el profesor y sus compañeros.
Los integrantes del grupo han de responder a las preguntas que planteen sus compañeros y el profesor.
Estudio individual de teoría, problemas/ejercicios y casos prácticos.
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0
Exámenes (orales o escritos)
Con estas actividades se evaluarán los resultados del aprendizaje R01 y R06.
En general, con estas pruebas se pretenden valorar tanto conocimientos como habilidades de los estudiantes. Asimismo se valorarán, entre otras, la capacidad de integrar las diferentes implicaciones (económicas, de seguridad, medioambientales...) de la tecnología de materiales y la de analizar y tratar datos para extraer conclusiones.
Se realizarán dos exámenes parciales de resolución escrita.
Cada uno de los parciales constará de 10 preguntas cortas con varios apartados e idéntica valoración.
Las preguntas estarán relacionadas con los contenidos teóricos y una o dos de ellas serán problemas/casos prácticos, también con varios apartados y de dificultad similar a los resueltos en clase.
Cada parcial contribuye con un 40 % en la calificación de la asignatura.
Para superar la asignatura, se debe obtener en cada examen parcial una calificación mínima de 4,0 sobre 10.
En casos de no alcanzar tal nota, o de aquellos estudiantes que no se hayan presentado a los exámenes parciales, éstos se podrán recuperar en el examen final o en convocatorias posteriores.
Si un alumno no puede asistir a alguno de estos exámenes por una causa justificada, podrá realizar la prueba en otra fecha.
80 %
Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo
Utilizando una rúbrica publicada en Aula Virtual, se evaluarán los resultados del aprendizaje R05 y R07 mediante la presentación de un trabajo en grupo, por escrito, y posterior exposición de un resumen del mismo.
Una vez elaborado el trabajo se tiene que subir al Aula Virtual, en un plazo determinado. Se valorará que el trabajo incorpore una revisión apropiada de los avances más importantes en el tema objeto del estudio y de sus implicaciones medioambientales, en particular su relación con el Objetivo de Desarrollo Sostenible 12 ("Producción y consumo responsables") y sus metas.
También se tendrán en cuenta la redacción del trabajo, la exposición, la capacidad de comunicación, los medios audiovisuales utilizados, las respuestas a las preguntas de compañeros y del profesor, y el uso adecuado del castellano.
El trabajo tiene una ponderación del 10 % en la calificación global de la asignatura.
Aprobado el trabajo, su calificación se conserva para convocatorias y cursos académicos posteriores.
Aquellos estudiantes que hayan suspendido en la calificación del trabajo podrán optar por presentar el trabajo corregido, o un nuevo trabajo, a través del Aula Virtual con un plazo hasta la fecha fijada para el examen final en cada convocatoria oficial. Idéntico criterio se aplicará a aquellos alumnos que no hayan presentado el trabajo en el plazo inicialmente previsto.
10 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo
Las prácticas de laboratorio se realizan de acuerdo con una programación anunciada con antelación a los estudiantes (Aula Virtual y tablón de anuncios del Departamento) y en los horarios oficiales aprobados por el Centro. Son de asistencia obligatoria.
Empleando una rúbrica publicada en Aula Virtual, se evaluarán los resultados del aprendizaje R02, R03, R04 y R05 mediante la presentación de informes, individualmente y por escrito, por parte de los estudiantes. En dichos informes se valorarán, entre otras, las capacidades de describir el trabajo realizado, así como las de interpretar y discutir los resultados obtenidos.
Una vez aprobado el informe de prácticas, su calificación se conserva para convocatorias y cursos académicos posteriores.
Aquellos estudiantes que hayan suspendido en la calificación del informe de prácticas podrán optar por presentar el informe corregido, o un nuevo informe, a través del Aula Virtual con un plazo hasta la fecha fijada para el examen final en cada convocatoria oficial. Idéntico criterio se aplicará a aquellos alumnos que no hayan presentado el informe de prácticas en el plazo inicialmente previsto.
10 %
Técnicas de observación o registro (listas de control, rúbricas, etc.)
No se emplean técnicas de observación o registro.
0 %
Exámenes (orales o escritos)
Se realizará una prueba escrita individual dividida en dos partes (parciales). Cada parte contribuye con un 40 % en la calificación final de la asignatura.
El examen constará de 10 preguntas cortas con varios apartados e idéntica valoración.
Las preguntas estarán relacionadas con los contenidos teóricos y una o dos de ellas serán problemas/casos prácticos.
En caso de no poder asistir por causa justificada al examen el alumno podrá realizarlo en otra fecha.
Para superar la asignatura, se debe obtener en cada parte del examen una calificación mínima de 4,0 sobre 10.
80 %
Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo
Aquellos estudiantes que hayan suspendido en la calificación del trabajo en grupo podrán optar por presentar el trabajo corregido, o un nuevo trabajo, a través del Aula Virtual con un plazo hasta la fecha fijada para el examen final en cada convocatoria oficial. Idéntico criterio se aplicará a aquellos alumnos que no hayan presentado el trabajo en el plazo inicialmente previsto.
10 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo
Aquellos estudiantes que hayan suspendido en la calificación del informe de prácticas podrán optar por presentar el informe corregido, o un nuevo informe, a través del Aula Virtual con un plazo hasta la fecha fijada para el examen final en cada convocatoria oficial. Idéntico criterio se aplicará a aquellos alumnos que no hayan presentado el informe de prácticas en el plazo inicialmente previsto.
10 %
Autor: Mamlouk, Michael S.
Título: Materiales para ingeniería civil
Editorial: Pearson
Fecha Publicación: 2009
ISBN: 9788483225103
Autor: Smith, William F.
Título: Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 9701056388
Autor: Coca Rebollero, Pedro
Título: Ciencia de materiales teoría-ensayos-tratamientos
Editorial: Pirámide
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 843680404
Autor: Hornbostel, Caleb
Título: Materiales para construcción tipos, usos y aplicaciones
Editorial: Limusa
Fecha Publicación: 2000
ISBN: 9681851862
Autor: Callister, William
Título: Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales
Editorial: Reverté
Fecha Publicación: 2012
ISBN: 9788429172522
Autor: Bustillo Revuelta, Manuel
Título: Rocas industriales tipología, aplicaciones en la construcción y empresas del sector
Editorial: Rocas y Minerales
Fecha Publicación: 2001
ISBN: 8492312831
Autor: Ramos Carpio, M.A.
Título: Ingeniería de los materiales plásticos
Editorial: Díaz de Santos
Fecha Publicación: 1988
ISBN: 8486251850
Autor: Harper, Charles A.
Título: Handbook of plastics technologies
Editorial: McGraw-Hill,
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 0071460683
Autor: Valiente Soler, Juan Manuel
Título: Materiales de construcción yesos, cales y cementos: fundamentos
Editorial: Universidad Politécnica
Fecha Publicación: 1999
ISBN:
Autor:
Título: ASM handbook
Editorial: American Society of Metals
Fecha Publicación: 2001
ISBN: 0871703777
Aula Virtual de la asignatura: https://aulavirtual.upct.es/course/view.php?id=15369
Diferentes páginas web de fabricantes de materiales y de instituciones relacionadas con la Ciencia e Ingeniería de Materiales.