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Academic Year/course: 2019/20

422 - Bachelor's Degree in Building Engineering

28602 - Foundamentals of building materials


Syllabus Information

Academic Year:
2019/20
Subject:
28602 - Foundamentals of building materials
Faculty / School:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Degree:
422 - Bachelor's Degree in Building Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject Type:
Basic Education
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The aim of the course is the acquisition of a basic view of the structure of matter in connection to its properties and the chemical transformations that matter can undergo. Also, knowledge of the composition of the Earth and the geological processes, as well as the environmental impact of construction waste.

1.2. Context and importance of this course in the degree

The course belongs to the Basic Training module and is scheduled in the first semester of the first year of the Degree in Technical Architecture. It provides the necessary chemical knowledge to any graduate in Engineering and Architecture studies, particularly for the understanding of concepts that will be acquired in other courses such as Environment and Materials Engineering.

1.3. Recommendations to take this course

It is advisable to have taken the subject of Chemistry in the Sixth Form at School.

2. Learning goals

3. Assessment (1st and 2nd call)

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as theory sessions, practice sessions, laboratory workshops, and tutorials.

4.2. Learning tasks

This 6 ECTS (150 hours) course is organized as follows:

  • Theory sessions. 2 hours per week. Theoretical activities carried out mainly through exposition by the teacher, where the theoretical supports of the course are displayed, highlighting the fundamental, structuring them in topics and or sections, interrelating them.
  • Practice sessions: The teacher solves practical problems or cases for demonstrative purposes. This type of teaching complements the theory shown in the lectures with practical aspects.
  • Laboratory workshop. 2h per week. The lecture group is divided up into various groups, according to the number of registered students, but never with more than 16 students, in order to make up smaller sized groups.
  • Tutorials. Tutorials are set up in order to give individual, personalized attention with a teacher from the department. They can be face-to-face or online.

4.3. Syllabus

This course will address the following topics:

Section 1. THE ATOM AND THE PERIODIC SYSTEM

  • Topic 1.-  The atom. 
    • Elemental particles. Atomic models. The Bohr atom. The quantum mechanical model. Atomic orbitals; quantum numbers. Principles for the electronic construction of atoms.
  • Topic 2.- General overview of the periodic table.
    • Description of the current periodic table: groups and periods. Study of the electron shell and the periodic system. Periodic properties.

Section 2. THE CHEMICAL BOND

  • Topic 3.- The ionic bond
    • General characteristics of the ionic bond. Network energy. General properties of ionic compounds.
  • Topic 4.- The covalent bond
    • Simplified model: the Lewis theory. Bond polarity and geometry. Valence bond theory. Orbital hybridization. Molecular orbital theory.
  • Topic 5.- The metallic bond
    • General characteristics of metals. Theories of the metallic bond: the electron sea theory and valence bond theory. Alloys: classes.

Section 3. BONDS BETWEEN MOLECULES

  • Topic 6.- Intermolecular bonds
    • Van der Waal forces. Hydrogen bonds.

Section 4. AGGREGATION STATES

  • Topic 7.- The gas state
    • General characteristics of gases. Laws that govern the gas state. Equations of state. Kinetic theory. Gas mixtures: Dalton's Law. Gas diffusion and effusion: Graham's Law. Real gases: The Van der Waal equation.
  • Topic 8.- The liquid state
    • General characteristics of liquids. Vapour pressure. The effect of temperature on vapour pressure. Critical phenomena. Condensation of vapours and gases. Solidification.
  • Topic 9.- The solid-state
    • Characteristics of solids. Classes of crystal network. Classes of solids based on bonding type. The phase rule and the triple point.

Section 5. INTRODUCTION TO THE STUDY OF SOLUTIONS

  • Topic 10.- Introduction to the study of solutions
  • Disperse systems. Types of solutions. Means of expressing concentration. Solid-in-liquid solutions. Liquid-in-liquid solutions. Gas-in-liquid solutions. Colligative properties of solutions. Colloidal solutions.

Section 6. INTRODUCTION TO THE STUDY OF REACTIONS

  • Topic 11.- Chemical reaction. Stoichiometry.
    • Chemical Equations. The Limiting Reactant Concept and Percent Yields from Chemical Reactions.

Section 7. INTRODUCTION TO STUDY OF THE MATERIALS AND ENVIRONMENTAL IMPACT

  • Topic 12.- Introduction to Analytical Chemistry in Materials
    • Gravimetric Methods. Volumetric Methods. Spectroscopic Methods and Others
  • Topic 13.- Environmental Impact and Waste Management in Construction
    • Introduction. Environmental Impact Assessments. Legislation.

Section 8. INTRODUCTION TO THE GEOLOGY

  • Topic 14.- Introduction to the Geology. Rocks.
  • History. Plate tectonics. Structure and Composition of the Earth. Geological Processes. Rocks and Minerals Classification of Rocks.



PRACTICE SESSIONS

Each student will undertake a total of six practice sessions during the academic year during the period assigned for them. In order to pass the course, students must attend these sessions and submit a report once they have been completed.

The content of the practical course is as follows:

  • Session 1.  Standards in Chemical Laboratory. Techniques, Equipment and Safety
  • Session 2.  Solution Preparation Na2CO3 0,1 M from Na2CO3 solid; CaCl2 0,1 M from CaCl2 2 M.
  • Session 3. Filtration. Gravity Filtration and Vacuum Filtration
  • Session 4. Volumetric Analysis. Water hardness; carbonates and bicarbonates in water.
  • Session 5. Distillation.

4.4. Course planning and calendar

The subject has 6 ECTS credits, which represents 150 hours of student work in the subject during the trimester, in other words, 10 hours per week for 15 weeks of class. 

 SECTION

Topic

Nº hours

0 y 1

Presentation.

Atom (Topic 1) and the Periodic System (Topic 2)

10

2 and 3

The Chemical Bond (Topics 3, 4, 5) and  Intermoleculars Bonds(Topic 6)

12

4

Aggregation Sates (Topics 7, 8, 9)

6

5 and 6

Introduction to the study of solutions and reactions (Topics 10,11)

14

7 and 8

Introduction to Study of the Materials and Environmental Impact. Introduction to the Geology (Topics 12,13,14)

 

6

 

Practical Course

6

 

Exams

6

TOTAL

  

60

 

Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates (http://www.eupla.unizar.es/asuntos-academicos/examenes) and other details regarding this course will be provided on the first day of class or please refer to the Faculty of EUPLA website and Moodle.

4.5. Bibliography and recommended resources

The bibliography can be consulted on webpage
http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=28602&year=2019

 

REFERENCES AND RESOURCES

 Basic material prepared by the lecturer:

 GONZÁLEZ PAÚLES, J. y BURBANO GARCÍA, G. Apuntes de Química para el Grado en Ingeniería Civil. Ed. Eupla. 2011. ISBN 978 84 694 0618 2

GONZÁLEZ PAÚLES, J. Química General. Apuntes del curso práctico. Ed. Eupla.2010. ISBN  978-84-692-8044-7

Power Point in Platform Moodle (https//moodle2.unizar.es/)

 


Curso Académico: 2019/20

422 - Graduado en Arquitectura Técnica

28602 - Fundamentos de los materiales de construcción


Información del Plan Docente

Año académico:
2019/20
Asignatura:
28602 - Fundamentos de los materiales de construcción
Centro académico:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Titulación:
422 - Graduado en Arquitectura Técnica
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Formación básica
Materia:
Materia básica de grado

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

El objetivo de la asignatura es que los estudiantes adquieran una visión básica de la estructura de la materia en relación con sus propiedades y con las transformaciones químicas que la materia puede sufrir. Igualmente, que consigan un conocimiento de la composición de la Tierra y de los procesos geológicos, así como del impacto ambiental de los residuos de la construcción.

 

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura pertenece al módulo de Formación Básica y está programada en el primer semestre del primer curso del Grado en Arquitectura Técnica. Aporta los conocimientos químicos necesarios a cualquier graduado en estudios de ingeniería y arquitectura, en especial para la comprensión de conceptos que serán adquiridos en otra asignaturas como Medio Ambiente e Ingeniería de los Materiales.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Resulta recomendable haber cursado la asignatura de Química en algún curso del Bachillerato.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Tener capacidad de organización y planificación.
Disponer de capacidad para la resolución de problemas.
Disponer de capacidad para tomar decisiones.
Tener aptitud para la comunicación oral y escrita de la lengua nativa.
Tener capacidad de análisis y síntesis.
Disponer de capacidad para gestionar la información.
Tener capacidad para trabajar en equipo.
Disponer de capacidad  para el razonamiento crítico.
Disponer de capacidad para trabajar en un equipo de carácter interdisciplinar.
Tener aptitud para trabajar en un contexto internacional.
Tener capacidad de improvisación y adaptación para enfrentarse a nuevas situaciones.
Disponer de aptitud para el liderazgo.
Tener actitud social positiva frente a las innovaciones sociales y tecnológicas.
Disponer de capacidad de razonamiento, discusión y exposición de ideas propias.
Disponer de capacidad de comunicación a través de la palabra y de la imagen. 
Tener capacidad de búsqueda, análisis y selección de la información.
Tener capacidad para el aprendizaje autónomo.
Poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel, que si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
Aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y resolución de problemas dentro de su área de estudio
Disponer de capacidad  para 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.
Transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
Desarrollar aquellas habilidades de aprendizaje necesarias parra emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
Conocer y comprender el respeto a los derechos fundamentales, a la igualdad de oportunidades entre mujeres y hombres, la accesibilidad universal para personas con discapacidad, y el respeto a los valores propios de la cultura de la paz y los valores democráticos.
Fomentar el emprendimiento.
Disponer de conocimientos en tecnologías de la información y la comunicación

2.2. Resultados de aprendizaje

 Explicar los conceptos relativos a la estructura de la materia, las disoluciones y las reacciones así como los fundamentos geológicos de la corteza terrestre.

 Aplicar los conocimientos adquiridos de Química y Geología.

 Utilizar métodos numéricos en la resolución de los problemas químicos que se proponen.

 Resolver cuestiones y problemas de Química General.

 Conocer y utilizar de forma adecuada equipamiento básico de laboratorio para realizar experimentos químicos sencillos.

 Tener destreza para manejar el lenguaje químico; particularmente el lenguaje simbólico y formal.

 Interpretar y presentar contenidos de textos científicos básicos.

 Comprender la técnica empleada en informes referentes al análisis químico de los materiales.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Esta asignatura se incluye en el módulo de formación básica de la titulación que, en un sentido amplio, tiene como objeto unificar los conocimientos de los estudiantes y prepararlos para abordar materias más específicas del grado. En este sentido, junto con el resto de asignaturas de carácter básico, la materia Fundamentos de los Materiales de la Construcción contribuye a sentar las bases de un modelo científico y, además, a dotar a los futuros graduados de las herramientas necesarias para abordar otras disciplinas del grado que necesiten de conceptos químicos y geológicos.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El proceso de evaluación incluirá dos tipos de actuación:

- Un sistema de evaluación partida, que se realizará a lo largo de todo el curso y que incluirá:

La realización de prácticas en el laboratorio.

La realización de uno o más trabajos sobre aspectos prácticos de la asignatura.

La realización de pruebas parciales que permitan apreciar los conocimientos adquiridos.

- Una prueba global de evaluación que deberá efectuarse caso de no haber superado el proceso de evaluación continua.

 

 

SISTEMA DE EVALUACIÓN PARTIDA
Para poder acogerse a este sistema de evaluación el alumno deberá asistir de forma regular a clase, acreditando al menos un 80 % de asistencia a las actividades presenciales (clases, prácticas, visitas técnicas, etc.). En el sistema de evaluación partida el profesor evaluará la participación y trabajos derivados de las prácticas de laboratorio u otros. Por último, el alumno deberá realizar varias pruebas escritas en las que demuestre los conocimientos adquiridos y la habilidad en la resolución de aspectos prácticos.

Los criterios de evaluación a aplicar serán los siguientes:

Prácticas de laboratorio y trabajos:

Supondrá el 10% de la nota final y se realizará de acuerdo a la evaluación de problemas, cuestiones o trabajos relativos a las prácticas desarrolladas en el laboratorio o a otros temas propios de la asignatura que se puedan plantear, exigiéndose al menos un 5 en este apartado para poder superar la asignatura.

Pruebas parciales de evaluación:

Se plantearán tres pruebas parciales. Cada una de ellas tendrá una carga de teoría y práctica de aproximadamente el 50 % cada una.

Esta parte supondrá el 90 % de la nota final y para poder superarla es preciso tener aprobadas las cuatro pruebas o, habiendo superado al menos tres de ellas tener en la suspendida una nota no inferior a 3,0 y compensarla con las otras dos.

Los alumnos que no habiendo superado el criterio anterior tuvieran alguna prueba parcial suspendida deberán acudir al examen global final para superar las partes pendientes.

 

PRUEBA GLOBAL DE EVALUACIÓN FINAL

A esta prueba deberán acudir aquellos alumnos que no hayan elegido el sistema de evaluación partida o aquéllos que, habiendo optado por dicho sistema, no lo hubieran superado. Estos últimos únicamente deberán examinarse en esta prueba final de las pruebas parciales que tuvieran pendientes.

También podrán presentarse a esta prueba los alumnos que, aún superado el sistema de evaluación partida, desearan subir su calificación. En tal caso, deberían realizar la prueba en su totalidad.

La prueba será escrita y constará de teoría pura muy concreta o aplicada a cuestiones prácticas y problemas. La carga de teoría y práctica será aproximadamente del  50 % cada una.

Además, para aprobar la asignatura se deberán haber realizado las prácticas y superado el trabajo correspondiente. En su defecto deberá efectuarse también un examen escrito relativo al curso práctico.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

La metodología de esta asignatura está basada en clases teóricas y de problemas, así como en la realización de prácticas en el laboratorio y elaboración de trabajos, todo ello completado con tutorías en grupo o de carácter individual. Asimismo se abordan temas específicos en seminarios conjuntos.

4.2. Actividades de aprendizaje

La asignatura consta de 6 créditos ECTS, lo que representa 150 horas de trabajo del alumno en la asignatura durante el semestre. El 40% de este trabajo (60 h.) se realizará en el aula, y el resto será autónomo. Un semestre constará de 15 semanas lectivas.

Para realizar la distribución temporal se utiliza como medida la semana lectiva, en la cual el alumno debe dedicar al estudio de la asignatura 10 horas.

Se puede resumir la distribución orientativa de una semana lectiva de la forma siguiente:

Clases teóricas: 2

Clases prácticas: 2

Otras Actividades: 6

4.3. Programa

 

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades:

 

BLOQUE 1. ÁTOMO Y SISTEMA PERIÓDICO

Tema 1.- El átomo

Partículas elementales. Modelos atómicos. Átomo de Bohr. Modelo de la Mecánica Cuántica. Orbitales atómicos; números cuánticos. Principios para la construcción electrónica de los átomos.

Tema 2.- Estudio general de la Tabla Periódica

Descripción de la tabla periódica actual: Grupos y periodos. Estudio de la corteza electrónica y el sistema periódico. Propiedades periódicas.

BLOQUE 2.- EL ENLACE QUÍMICO

Tema 3.- Enlace iónico

Caracteres generales del enlace iónico. Energía de red. Propiedades generales de los compuestos iónicos.

Tema 4.- Enlace covalente

Modelo simplificado: teoría de Lewis. Polaridad y geometría de los enlaces. Teoría del enlace de valencia. Hibridación de orbitales. Teoría de los orbitales moleculares.

Tema 5.- Enlace metálico

Caracteres generales de los metales. Teorías acerca del enlace metálico: teoría del mar de electrones y teoría del enlace de valencia. Aleaciones: clases.

BLOQUE 3.- ENLACES ENTRE MOLÉCULAS

Tema 6.- Enlaces intermoleculares

Fuerzas de Van der Waals. Enlaces de puente de hidrógeno.

BLOQUE 4.- ESTADOS DE AGREGACIÓN

Tema 7.- Estado gaseoso

Caracteres generales de los gases. Leyes que rigen el estado gaseoso. Ecuación de estado. Teoría cinética. Mezclas de gases: Ley de Dalton. Efusión y difusión de gases: Ley de Graham. Gases reales: Ecuación de Van der Waals.

Tema 8.- Estado líquido

Caracteres generales de los líquidos. Presión de vapor. Efecto de la temperatura sobre la presión de vapor. Fenómenos críticos. Licuación de vapores y gases. Solidificación.

Tema 9.- Estado sólido

Caracteres de los sólidos. Clases de redes cristalinas. Clases de sólidos atendiendo al tipo de enlace. Regla de las fases y punto triple

BLOQUE 5.- INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LAS DISOLUCIONES

Tema 10.- Introducción al estudio de las disoluciones

Sistemas dispersos. Tipos de disoluciones. Modo de expresar la concentración. Disoluciones de sólidos en líquidos. Disoluciones de líquidos en líquidos. Disoluciones de gases en líquidos. Propiedades coligativas de las disoluciones. Disoluciones coloidales.

BLOQUE 6.- INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LAS REACCIONES

Tema 11.- Introducción al estudio de las reacciones. Estequiometría.

Expresión de una reacción. reactivo limitante y rendimiento. Reacciones con cales y yesos.

BLOQUE 7.- INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LOS MATERIALES E IMPACTO AMBIENTAL

Tema 12.- Introducción al análisis químico de los materiales

Gravimetrías. Volumetrías. Métodos instrumentales.

Tema 13.- Impacto medioambiental y gestión de los residuos de la construcción

Introducción. Impacto ambiental e iniciativas comunitarias. Legislación.

BLOQUE 8.- INTRODUCCIÓN A LA GEOLOGÍA

Tema 14.- Introducción a la Geología. Rocas.

Composición de la Tierra. Composición de la corteza terrestre. Procesos geológicos. Historia y generalidades. Rocas, minerales y elementos. Clasificación de las rocas.

 

CURSO PRÁCTICO

Práctica 1.- Conocimiento y manejo del material de laboratorio.

Normas básicas de seguridad e higiene en el laboratorio.  Conocimiento y manejo del material básico de laboratorio.

Práctica 2.- Preparación de disoluciones.

Disolución sólido-líquido. Disolución líquido-líquido.

Práctica 3.- Filtración.

Filtración por gravedad. Filtración a vacio. Gravimetrías.

Práctica 4.- Análisis volumétrico.

Volumetrías: Volumetrías de neutralización.

Práctica 5.- Destilación.

Destilación simple de una mezcla de agua y etanol. Destilación fraccionada. 

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

La carga horaria y tipo de docencia asignada a cada tema será la siguiente:

 

PRESENTACIÓN Y BLOQUE 1    10 h  Lección magistral y resolución de ejercicios

BLOQUES 2 y 3    12 h  Lección magistral y resolución de ejercicios

BLOQUE 4     6 h   Lección magistral y resolución de ejercicios

BLOQUES 5 y 6     14 h  Lección magistral y resolución de ejercicios

BLOQUES 7 y 8    6 h  Seminarios

CURSO PRÁCTICO    6 h  Prácticas en laboratorio

Exámenes y Evaluación global (si procede)    6 h

 

La asignatura incluye clases teóricas y prácticas, tanto de resolución de problemas como de realización de ensayos en el laboratorio. Los horarios de las clases lectivas en que se desarrollan la teoría y los problemas se establecen por la Subdirección Académica del Centro y son oportunamente anunciados en la web. Las clases de prácticas  en el laboratorio, a celebrar en grupos que no superarán los 16 alumnos, serán oportunamente anunciadas por el profesor de la asignatura, tanto en lo referente al calendario de las mismas como a la composición de los diferentes grupos. Los trabajos a realizar deberán ser entregados en el plazo que en cada caso se especifique.

Las fechas de las pruebas parciales de evaluación serán propuestas en clase y concretadas en colaboración de profesor y alumnos, a medida que se vayan impartiendo los correspondientes bloques temáticos a que hagan referencia. Las tutorías tendrán lugar en el horario que el profesor establezca y que será anunciado en la web del centro.

La fecha oficial de la prueba global de evaluación, que se efectuará al final del periodo de enseñanza, será fijada por la Dirección del Centro y publicada en http://www.eupla.unizar.es/asuntos-academicos/examenes

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

La bibliografía actualizada de la asignatura se consulta a través de la página web de la biblioteca
http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=28602&year=2019

RECURSOS Y MATERIAL

 Apuntes de la asignatura: En reprografía se depositarán apuntes de la asignatura, así como los guiones de prácticas. Las referencias respectivas son:

       GONZÁLEZ PAÚLES, J. y BURBANO GARCÍA, G. Apuntes de Química para el Grado en Ingeniería Civil. Ed. Eupla. 2011. ISBN  978 84 694 0618 2

       GONZÁLEZ PAÚLES, J. Química General. Apuntes del curso práctico. Ed. Eupla.2010. ISBN  978-84-692-8044-7

 Diapositivas en Power Point: La exposición de la asignatura se plantea en su totalidad con ayuda de presentaciones con el programa informático Power Point. Los archivos en formato pdf relativos a cada uno de los temas estarán a disposición de los alumnos en la plataforma Moodle (https//moodle.unizar.es/)

 Cualquier otro material adicional utilizado será depositado en la plataforma Moodle.

 Material de laboratorio necesario para llevar a cabo las prácticas.