Curso Académico:
2022/23
558 - Graduado en Ingeniería en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto
25807 - Materiales
Información del Plan Docente
Año académico:
2022/23
Asignatura:
25807 - Materiales
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
558 - Graduado en Ingeniería en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
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1.1. Objetivos de la asignatura
La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:
La asignatura "Materiales" tiene carácter obligatorio y se imparte durante el segundo cuatrimestre del primer año del Plan de Estudios.
Esta asignatura es la primera relacionada con los materiales a la que se enfrenta el alumno. En consecuencia, sus contenidos deberán proporcionar los conocimientos básicos necesarios para el seguimiento de las asignaturas posteriores del Plan de Estudios.
Estos contenidos pretender dar una respuesta adecuada a cuestiones tan fundamentales para el titulado como son la adquisición de conocimientos que se ajusten a las necesidades que demanda la sociedad actual, y de capacitarlo con las competencias precisas para el ejercicio de su profesión de forma conveniente y competitiva.
Teniendo en cuenta los alumnos a los que va dirigida la asignatura, el enfoque, así como los contenidos, deben estar dirigidos, fundamentalmente, a que el alumno conozca los fundamentos básicos de la ciencia de los materiales, la clasificación de las diversas familias de materiales, sus propiedades, aplicaciones y comportamiento en servicio, y la tecnología desarrollada para la mejora de las propiedades de los materiales, de tal forma que permita a cualquier alumno elegir, en una primera aproximación, el material más adecuado para cada aplicación.
Estos planteamientos y objetivos están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, de la Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) y determinadas metas concretas, de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia al estudiante para contribuir en cierta medida a su logro:
- Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructuras
Meta 9.5 Aumentar la investigación científica y mejorar la capacidad tecnológica de los sectores industriales de todos los países, en particular los países en desarrollo, entre otras cosas fomentando la innovación y aumentando considerablemente, de aquí a 2030, el número de personas que trabajan en investigación y desarrollo por millón de habitantes y los gastos de los sectores público y privado en investigación y desarrollo
Meta 9.b Apoyar el desarrollo de tecnologías, la investigación y la innovación nacionales en los países en desarrollo, incluso garantizando un entorno normativo propicio a la diversificación industrial y la adición de valor a los productos básicos, entre otras cosas.
- Objetivo 13: Adoptar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus efectos
Meta 13.3 Mejorar la educación, la sensibilización y la capacidad humana e institucional respecto de la mitigación del cambio climático, la adaptación a él, la reducción de sus efectos y la alerta temprana
1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación
La asignatura "Materiales" imparte conceptos que serán utilizados en otras asignaturas obligatorias de la titulación.
La asignatura "Materiales" va a ser un pilar básico para la asignatura obligatoria "Ampliación de Materiales y Procesos", que ampliará y profundizará en algunos conceptos ya expuestos, entrando en algunos aspectos nuevos, como el reciclado o el análisis de fallos en servicio de los materiales.
El alumno debe tener una base de todos los conceptos desarrollados en la asignatura, para una mejor comprensión de los materiales que se pueden utilizar en cada caso, así como de sus técnicas de conformación y, como consecuencia, la modificación de sus propiedades con cada tipo de procesado, para poder superar las asignaturas de cursos posteriores.
1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura
El plan de estudios vigente no establece ningún prerrequisito para cursar esta asignatura.
Al ser una asignatura de primer curso, segundo cuatrimestre, no se precisan asignaturas previas de la titulación.
Sin embargo, sería recomendable poseer conocimientos básicos de matemáticas, física y química, como los proporcionados por el Bachillerato, junto con la formación adquirida durante el primer cuatrimestre.
2. Competencias y resultados de aprendizaje
2.1. Competencias
Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...
CB01. Que los estudiantes hayan demostrado 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.
CB02. Que los estudiantes sepan 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 la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
CB03. 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.
CB04. Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
CB05. Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
CG01. Adquirir conocimientos básicos de la actividad profesional del diseño industrial, para combinar los conocimientos generalistas y los especializados con los que generar propuestas innovadoras y competitivas.
CG02. Capacidad para analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas actuando con ética, responsabilidad profesional y compromiso social.
CG03. Capacidad para concebir y desarrollar proyectos de diseño, en los aspectos relativos al carácter de productos y servicios, su relación con el mercado, los entornos de uso y el usuario, y atendiendo a su fabricación, selección de materiales y procesos más adecuados en cada caso considerando facetas relevantes como la calidad y mejora de producto.
CG05. Capacidad de obtener, gestionar, analizar y sintetizar información procedente de diversas fuentes para el desarrollo de proyectos de diseño y desarrollo de producto. Utilizar esta documentación para obtener conclusiones orientadas a resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico generando nuevos conceptos de producto, nuevas ideas y soluciones.
CG06. Capacidad de generar la documentación necesaria para la adecuada transmisión de las ideas por medio de representaciones gráficas, informes y documentos técnicos, modelos y prototipos, presentaciones verbales u otros en castellano y otros idiomas.
CG07. Capacidad para usar y dominar las técnicas, habilidades, herramientas informáticas, las tecnologías de la información y comunicación y herramientas propias de la Ingeniería de diseño necesarias para la práctica de la misma.
CG08. Capacidad para aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo, y de trabajar en grupos multidisciplinares, con motivación y responsabilidad por el trabajo para alcanzar metas.
CG09. Conocer las industrias, organizaciones, normativas y procedimientos y otros elementos a tener en cuenta en los proyectos de diseño industrial.
CE07. Conocimientos de los fundamentos de ciencia, tecnología y química de materiales. Comprender la relación de la microestructura, la síntesis o procesado, las propiedades de los materiales y el comportamiento en servicio para poder desarrollar conceptos de producto, en los aspectos relativos a los materiales más adecuados en cada caso.
CB: Competencia básica. CG: Competencia genérica. CE: Competencia específica.
2.2. Resultados de aprendizaje
El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...
1. Comprender las relaciones entre: Estructura-Propiedades-Procesado-Comportamiento en servicio.
2. Conocer los criterios diferenciadores para la "clasificación" de las distintas familias de materiales (metálicos, cerámicos, poliméricos y compuestos) según la estructura y propiedades que presentan.
3. Ser capaz de relacionar las propiedades de los materiales con la estructura y/o microestructura que presentan.
4. Ser capaz de relacionar las propiedades de las materiales con las aplicaciones, y su comportamiento en servicio.
5. Saber determinar, en primera instancia, cual es el material más adecuado para una aplicación concreta.
2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje
Entre las funciones del Graduado en Ingeniería en Diseño Industrial y Desarrollo de Producto, se pueden encontrar campos de aplicación tan diversos como la ergonomía, las tecnologías y procesos de fabricación, técnicas de representación gráfica, desarrollo de modelos y prototipos, estudio de materiales y sus aplicaciones, comunicación y estética, el marketing, la gestión del diseño y la innovación, etc. Para ello, la Ciencia de los Materiales constituye uno de los pilares sobre los que debe asentarse su formación, ya que las estructuras, componentes, dispositivos… que el Graduado diseñará, fabricará, utilizará y supervisará, están constituidos por materiales, y son las propiedades de éstos las que, en último término, definen tanto los límites de utilización y las capacidades de la estructura o dispositivo, como las técnicas que pueden ser utilizadas para su fabricación.
Por todas estas razones, la adquisición de unos conocimientos básicos acerca de las propiedades más relevantes de los materiales, y de la relación que existe entre aquéllas y la composición y estructura de éstos, debe constituir un aspecto fundamental de la formación de un Graduado.
3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba
El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion
Evaluación de dos trabajos, realizados por parejas, que se presentarán, el primero en el despacho del profesor, en un tiempo de alrededor de 15 minutos y en las fechas que se irán anunciando. Habrá un tercer trabajo que se realizará en conjunto con las otras cuatro asignaturas del cuatrimestre como trabajo de módulo. El conjunto de estos trabajos tendrán una valoración del 20% de la nota final.
Los enunciados de los trabajos se irán facilitando en clase, así como los plazos de entrega. Los trabajos se realizan en grupos de dos personas y se presentarán al profesor de la asignatura de Materiales, excepto el trabajo de modulo que será presentado ante los profesores de las asignaturas del cuatrimestre.
En el primer trabajo se entregarán unos enunciados de problemas que deberán resolverse y se valorará la correcta resolución de los mismos, así como su razonamiento.
En el segundo trabajo y en el de módulo, se planteará un producto sencillo y se pedirá elegir el material que se considere más idóneo para las piezas o elementos del diseño elegido por el alumno. Los puntos que el alumno debe desarrollar son:
- Análisis de las solicitaciones / requisitos a los que van a estar sometidos las piezas o elementos que van a componer el producto
- Establecer varios materiales que cumplan los requisitos establecidos en el punto anterior
- De los materiales del punto 2 elegir el que se considere mas adecuado, razonando la respuesta.
- Indicar que proceso de fabricación podría utilizarse para obtener los elementos del punto 3.
- Hacer una reflexión medioambiental sobre los materiales del producto y establecer posibles beneficios medioambientales.
A la hora de evaluar se valorarán aspectos como:
- Análisis de las solicitaciones
- Desarrollo y evaluación de diferentes soluciones
- Justificación de la opción elegida
- Innovación y creatividad
- Evaluación ambiental del producto
- Capacidad de transmitir los resultados y conclusiones.
Examen tipo test de 60 preguntas, con una sola respuesta válida de cuatro posibles. Las cuestiones comprenden todo el temario y versarán sobre aspectos teóricos y prácticos, haciendo especial hincapié en las aplicaciones prácticas de los diferentes materiales. Las respuestas falladas restan puntos, de manera que cuatro respuestas incorrectas anulan una correcta. Las no contestadas no afectan a la nota. Para aprobar el test es necesario tener 40 respuestas correctas (después de restar las incorrectas). La valoración de esta prueba corresponderá al 70% de la nota final.
En esta prueba el alumno deberá comprender las relaciones entre: Estructura-Propiedades-Procesado-Comportamiento en servicio, conocer los criterios diferenciadores para la "clasificación" de las distintas familias de materiales (metálicos, cerámicos, poliméricos y compuestos) según la estructura y propiedades que presentan. También será capaz relacionar las propiedades de los materiales con la estructura y/o microestructura que presentan y de relacionar las propiedades de las materiales con las aplicaciones, y su comportamiento en servicio. Por otro lado, habrá adquirido una suficiente base de conocimientos para ampliar y profundizar en el estudio y desarrollo de los materiales utilizados en la industria, así como para conocer la importancia de la innovación en el desarrollo de los materiales para la obtención de materiales de altas prestaciones.
Las prácticas de laboratorio se evaluarán por medio de la realización de cuestionarios referentes a la práctica realizada al final de la misma. La valoración de las prácticas es de un 10% de la nota final.
En estas prácticas el alumno deberá comprender las relaciones entre: Estructura-Propiedades-Procesado-Comportamiento en servicio, conocer los criterios diferenciadores para la "clasificación" de las distintas familias de materiales (metálicos, cerámicos, poliméricos y compuestos) según la estructura y propiedades que presentan. También será capaz relacionar las propiedades de los materiales con la estructura y/o microestructura que presentan.
Una vez conocidas las calificaciones, los alumnos tienen un plazo de diez días para la revisión de cada uno de los ejercicios.
Nota: Siguiendo la normativa de la Universidad de Zaragoza al respecto, en las asignaturas que disponen de sistemas de evaluación continua o gradual, se programará además una prueba de evaluación global para aquellos estudiantes que decidan optar por este segundo sistema.
4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos
4.1. Presentación metodológica general
El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:
La metodologia que se propone trata de fomentar el trabajo continuado del estudiante.
En las sesiones con el grupo completo se tratan los aspectos teóricos en forma de clase magistral, que se completan con las prácticas de laboratorio, que se realizan en grupos para fomentar el trabajo en equipo.
Otro aspecto importante que se pretende desarrollar en los alumnos es la toma de decisiones, para lo que se proponen los trabajos a realizar a lo largo del cuatrimestre.
La evaluación se centrará en los aspectos básicos del comportamiento de los materiales y la relación material-procesado-estructura-aplicación
4.2. Actividades de aprendizaje
El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...
- Clases magistrales: 42 horas
- Clases prácticas: 14 horas
- Resolución y presentación de trabajos: 30 horas
- Estudio personal: 59 horas
- Superación de pruebas: 5 horas
4.3. Programa
0. Introducción: Ciencia e ingeniería de los materiales
1. Propiedades mecánicas. Control de calidad de los materiales
1.a. Ensayos destructivos
1.b. Metalografía
2. Fundamentos teóricos del estado sólido
2.a. Fundamentos teóricos
2.b. Imperfecciones cristalinas y procesos de difusión
3. Endurecimiento
4. Materiales metálicos
4.a. Aleaciones hierro-carbono
4.b. Clasificación de los aceros. Tratamientos térmicos
4.c. Aleaciones ligeras. Al, Mg y Ti
4.d. Aleaciones pesadas. Cu y sus aleaciones
5. Materiales cerámicos
5.a. Propiedades y procesado de materiales cerámicos
5.b. Clasificación de los materiales cerámicos
6. Materiales poliméricos
6.a. Clasificación y propiedades
6.b. Procesos de conformación
7. Materiales compuestos
8. Corrosión
8.a. Procesos de corrosión
8.b. Protección contra la corrosión
Clases Practicas:
1. Ensayos de tracción sobre metales
2. Ensayos de dureza Brinell, Vickers y Rockwell
3. Ensayos de dureza de polímeros
4. Ensayos de deformación y recristalización de cobre
5. Ensayos de metalografía
6. Ensayos de temple de aceros
7. Ensayos Charpy
8. Ensayos de tracción sobre polímeros
9. Ensayos de choque térmico en vidrios
10. Ensayos de tracción sobre materiales compuestos
4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave
Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos
La secuencia temporal aproximada se refleja en el siguiente cronograma:
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Actividad/
Semana
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Clase magistral
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Clases prácticas
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Trabajo 1
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Trabajo 2
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Trabajo de módulo
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Exámenes
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Estudio personal
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Las fechas de las clases prácticas para cada alumno dependen del grupo al que estén asociados.
La quinta semana del cuatrimestre, aproximadamente, se realizará un trabajo obligatorio, desarrollado por parejas de alumnos, que se presentará y defenderá en tutorías personalizadas con el profesor de la asignatura.
La décima semana del cuatrimestre, aproximadamente, se realizará un segundo trabajo obligatorio, desarrollado por parejas de alumnos, que se presentará y defenderá en tutorías personalizadas con el profesor de la asignatura.
La decimocuarta semana del cuatrimestre, aproximadamente, se realizará un tercer trabajo de módulo obligatorio, desarrollado por parejas de alumnos, en el que se debrán desarrollar los conceptos de las cuatro asignaturas del módulo del segundo cuatrimestre. Este trabajo se presentará y defenderá ante los profesores responsables de las asignaturas del módulo.
A lo largo del cuatrimestre y en semanas alternas se realizaran diferentes prácticas de laboratorio obligatorias.
Al final del cuatrimestre se realizarán los exámenes finales de asignatura, en las fechas ordinarias establecidas por la dirección de la Escuela.
Consultar la página web de la escuela https://eina.unizar.es/ para obtener información acerca de:
- Calendario académico (periodo de clases y periodos no lectivos, festividades, periodo de exámenes).
- Horarios y aulas.
- Fechas en las que tendrán lugar los exámenes de las convocatorias oficiales de la asignatura.
- Horarios de tutorías de profesores.