Carrera : Ingeniería en Materiales SATCA

Transcripción

1 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura : Mineralogía y Obtención de Materiales Carrera : Ingeniería en Materiales Clave de la asignatura : MAJ-1018 SATCA PRESENTACIÓN Caracterización de la asignatura. El contenido de este curso le permite al Ingeniero en Materiales conocer, comprender y aplicar los aspectos básicos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales en el análisis, diseño y procesamiento de materiales desde el origen como materia prima. Optimiza los procesos de fabricación, a través de la obtención y transformación de los materiales metálicos, cerámicos y compuestos en función de sus propiedades. También, le permite desarrollar y participar en proyectos para el desarrollo sustentable aplicando procesos de reciclaje, reutilización y confinamiento de materiales y subproductos. Le proporciona destrezas para dar asesoría técnica, científica y académica a la industria y a las instituciones en el ramo de los materiales. La materia en su contenido general está organizada en 4 unidades partiendo de diferentes minerales como la materia prima. Se ubica en los primeros semestres para ampliar el nivel de reflexión sobre la potencialidad profesional de los alumnos sobre este campo. La primera unidad se enfoca a los fundamentos de Mineralogía y Cristalografía aplicados en la cclasificación de los minerales, sus propiedades químicas, físicas, magnéticas, ópticas los minerales y en cristalografía, su estructura cristalina e índices de Miller. La segunda unidad se enfoca hacia los aspectos sobre la extracción de materiales metálicos y no metálicos, en relación con el análisis de factibilidad para la obtención de los minerales, determinando la ley media y el cálculo de reservas; también, extracción/clasificación y trituración/molienda. La tercera unidad se enfoca hacia las operaciones de concentración y/o tratamiento de materiales exponiendo los fundamentos de los procesos de flotación, magnéticos, gravimétricos, de espesamiento y filtración. La cuarta unidad se enfoca hacia el tratamiento de emisiones y/o residuos sólidos, líquidos y gaseosos para evitar la contaminación ambiental a través de los procesos de recuperación y reciclaje de agua/reactivos, las presas de Jales, en un contexto apegado a normas de protección ambiental. Se debe fomentar en los alumnos el trabajo en equipo porque facilita la relación y la participación en sus diversas actividades, además del trabajo y exposición de manera 1 Sistema de Asignación y Transferencia de Créditos Académicos

2 individual, observando siempre el respeto hacia los demás. También se deben integrar actividades de recopilación, procesamiento y presentación de información, donde se puedan comparar aspectos teóricos desarrollados en clase, con artículos sobre casos industriales, como ejercicio de reflexión necesario para resaltar la importancia profesional en el desarrollo del país. Intención didáctica. Haga clic aquí para escribir texto.

3 3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias específicas: Conocer los aspectos básicos del origen de los minerales y materiales de uso ingenieril (materiales metálicos y no metálicos), su extracción y beneficio en base a su estructura, composición y propiedades y analizar las tecnologías empleadas en la extracción y beneficio de los mismos Competencias genéricas: Competencias instrumentales Comunicación oral y escrita Habilidades básicas de manejo de la computadora. Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas Solución de problemas Capacidad de análisis y síntesis Capacidad de organizar y planificar Competencias interpersonales Capacidad crítica, reflexiva Trabajo en equipo autocrítica y Competencias sistémicas Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica Habilidades de investigación Capacidad de aprender Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) Habilidad para trabajar en forma autónoma

4 4.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Ecatepec del 9 al 13 de noviembre de Desarrollo de Programas en Competencias Profesionales por los Institutos Tecnológicos del 16 de noviembre de 2009 al 26 de mayo de Instituto Tecnológico de Zacatecas del 12 al 16 de abril de Participantes Representantes de los Institutos Tecnológicos de: Superior de Calkiní, Chihuahua, Superior de Irapuato, Morelia, Saltillo, Superior de Tlaxco y Zacatecas. Academias de Ingeniería en Materiales de los Institutos Tecnológicos de: Chihuahua, Saltillo, Morelia, Zacatecas, Irapuato, Calkiní y Tlaxco Representantes de los Institutos Tecnológicos de: Superior de Calkiní, Chihuahua, Superior de Irapuato, Morelia, Saltillo, Superior de Tlaxco y Zacatecas. Evento Reunión Nacional de Diseño e Innovación Curricular para el Desarrollo y Formación de Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniería en Materiales. Elaboración del programa de estudio propuesto en la Reunión Nacional de Diseño Curricular de la Carrera de Ingeniería en Materiales. Reunión Nacional de Consolidación de los Programas en Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniería en Materiales.

5 5.- OBJETIVO GENERAL DEL CURSO Conocer los aspectos básicos del origen de los minerales y materiales de uso ingenieril (materiales metálicos y no metálicos), su extracción y beneficio en base a su estructura, composición y propiedades y analizar las tecnologías empleadas en la extracción y beneficio de los mismos 6.- COMPETENCIAS PREVIAS Aplicar la tabla periódica de los elementos para identificar la naturaleza de los compuestos. Aplicar los principios básicos de química y física para comprender los fundamentos de los procesos de beneficio de materiales. Conocimientos de estadística de nivel medio superior. Tipos, nomenclatura, reacciones e impacto económico y ambiental 7.- TEMARIO Unidad Temas Subtemas 1.1. Clasificación de los minerales. 1 Mineralogía y cristalografía 1.2. Propiedades químicas, físicas, magnéticas, ópticas de los minerales Cristalografía (estructura cristalina e índices de Miller) Análisis de la factibilidad de obtención o 2 Extracción de materiales extracción de los minerales (ley media, cálculo metálicos y no metálicos de reservas) Extracción y clasificación Trituración y molienda Flotación. 3 Operaciones de 3.2. Lixiviación. concentración y/o 3.3. Magnética. tratamiento de materiales 3.4. Gravimétrica. 4 Tratamiento de residuos sólidos, líquidos y emisiones gaseosas para protección ambiental Espesamiento y Filtración Procesos de recuperación y reciclaje de agua y reactivos Presas de Jales 4.3. Normatividad.

6 8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes. Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asignatura. Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumentado de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes. Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de induccióndeducción y análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigación, la aplicación de conocimientos y la solución de problemas. Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: observación, identificación, manejo y control de de variables y datos relevantes, planteamiento de hipótesis, de trabajo en equipo. Propiciar el uso adecuado de conceptos, y de terminología científico-tecnológica Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente; así como con las prácticas de una ingeniería con enfoque sustentable. Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional. Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante. Investigar temas relacionados con la innovación de procesos y exponerlos al grupo. Utilizar software para la simulación, análisis e interpretación de procesos. Visitar empresas relacionadas con la industria extractiva y de transformación. Observar y analizar problemáticas propias del campo ocupacional.

7 9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN La evaluación debe ser continua y formativa, por lo que se debe considerar el desempeño en cada una de las actividades de aprendizaje, haciendo especial énfasis en: Reportes escritos de las observaciones hechas durante las actividades, así como de las conclusiones obtenidas. Documentos escritos de Información obtenida durante las investigaciones solicitadas. Descripción de otras experiencias concretas que podrían realizarse adicionalmente. Exámenes escritos para comprobar el manejo de aspectos teóricos. -Trabajos de Investigación bibliográfica en equipo e individual UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Mineralogía y cristalografía Competencia específica a desarrollar El estudiante analizará las características y las propiedades de los minerales y materiales ingenieriles que servirán como materias primas, podrá conocer las diferentes propiedades y clasificar los minerales. Actividades de Aprendizaje Analizar el comportamiento geológico a través del tiempo para conocer los cambios en la estructura terrestre Adquirirá las bases cristalográficas para la identificación de los diferentes sistemas en los que cristalizan los minerales. Investigar y exponer por equipos que es una estructura monocristalina, policristalina y amorfa para diferenciar las características entre ellas. Investigar y exponer las características principales de los principales minerales, Resolver problemas para determinar índices de Miller. Construir modelos estereográficos. Clasificar los minerales Conocer las principales propiedades de los minerales. Unidad 2: : Extracción de materiales metálicos y no metálicos Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje Comprenderá los procesos de acondicionamiento a que deben someterse los minerales para poder ser utilizadas de manera Identificar los diferentes tipos de reservas minerales y su aplicación a la determinación de la rentabilidad. Investigar los diferentes tipos de muestreo, cálculo de reservas, ley

8 eficiente en los Procesos posteriores de manufactura Analizará las técnicas de extracción de minerales y calculara reservas minerales. media en minerales. Hacer investigación documental de las técnicas de minado y comparar entre ellas Visitar una planta de beneficio y hacer reporte. Conocerá el equipo y operación en la preparación mecánica de minerales y su base de cálculo. Definir la importancia de la reducción de tamaño de partícula para la liberación del mineral y la relación de reducción de tamaño para el cálculo y selección de equipo. Unidad 3: Operaciones de concentración y/o tratamiento de materiales Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje Comprenderá los fundamentos de Explicar los fundamentos de la los diferentes procesos de concentración gravimétrica, sus concentración de minerales. procesos y equipos para evaluar sus ventajas y desventajas. Discutir los fundamentos de la concentración magnética, sus procesos y equipos. Exponer los principios básicos del proceso de flotación en minerales. Resolver casos prácticos de flotación Exponer los principios básicos del proceso de lixiviación en minerales y aplicarlos en un caso práctico Exponer los principios básicos del proceso magnético y otros en minerales y aplicarlos en un casos prácticos Unidad 4: Tratamiento de residuos sólidos, líquidos y emisiones gaseosas para protección ambiental Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje Determinar el impacto ambiental provocado por los procesos de preparación de minerales. Investigar y discutir el manejo de residuos que se obtienen en los procesos de concentración de minerales.

9 Conocer y reflexionar sobre los procesos para el manejo de residuos contaminantes. Consultar y analizar las normas legales y ecológicas para el manejo de los residuos. Tratamiento de residuos sólidos, líquidos y emisiones gaseosas. Visitas a plantas de extracción y beneficio de minerales

10 11.- FUENTES DE INFORMACIÓN 1. Errol, G. Kelly. Spottswood, David J. Introducción al Procesamiento de Minerales. Limusa. 2. Wills, B. A. Tecnología del Procesamiento de Minerales. Limusa. 3. Dana Hulburt. Manual de Mineralogía. Reverté. 4. Dana. Tratado de Mineralogía. C.E.C.S.A. 5. Taggart. Elementos de Preparación de Minerales. Interciencia. 6. Taggart. Handbook of Mineral Dressing. Wiley Handbook Series. 7. Fuentes, L. y Reyes, M. Mineralogía Analítica. Textos Universitarios. Universidad Autónoma de Chihuahua. 8. Blyth, F. G. H. Geología para Ingenieros. C.E.C.S.A. Internet: Existe una cantidad muy importante de páginas Web que ofrecen artículos científicos y de experiencias industriales de forma gratuita, así como grandes universidades que tienen programas interactivos que favorecen su comprensión PRÁCTICAS PROPUESTAS Identificación de minerales Trituración y clasificación con cribas Muestreo Análisis granulométrico Determinación de superficie específica Determinación de gravedad específica en diferentes minerales Determinación de tiempo de molienda en húmedo Realizar una práctica de flotación Efectuar pruebas de asentamiento