1. Ministerio de Educación
Universidad Nacional de Misiones-
- Facultad de Artes-
Área: Ciencias Básicas
Asignatura: Fisicoquímica Aplicada
2010 / 2011
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2. Universidad Nacional de Misiones-
- Facultad de Artes-
Carrera: Diseño Industrial
Área: Ciencias Básicas
Asignatura: Fisicoquímica Aplicada
Curso: Primer Año
Año Lectivo: 2010
Docentes: Profesor Adjunto A/C: Ing. Qco. Crotti, Lucas Octavio
Fundamentación: Debido al rápido desarrollo del campo de la “Tecnología de los
Materiales”, el espectro de materiales es demasiado vasto para intentar abarcarlo
con conocimientos meramente empíricos o con “recetarios”.
Por lo tanto es necesario un profundo conocimiento de las bases teóricas que
constituyen el conocimiento científico acerca de los mismos, a fines de aplicarlos
incluso a tecnologías no existentes en la actualidad.
El diseñador se encuentra con el desafío de la selección de materiales, que no
solamente provean funcionalidad técnica sino además tengan cualidades
simbólicas y decorativas, que impacten los sentidos y tengan personalidad,
permitiendo la expresión a través de los mismos.
Objetivos Generales:
Brindar los conocimientos básicos de tipo teórico y analítico sobre la naturaleza,
cualidades y limitantes de los materiales que constituyen la materia prima para el
diseño.
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3. Objetivos Específicos:
1. Comprender la estructura de la materia en sus diferentes niveles y su relación
con la forma y propiedades de los materiales.
2. Entender los intercambios energéticos que subyacen en toda transformación de
la materia.
3. Relacionar mediante los conceptos de la mecánica clásica los cambios que se
producen en la interacción entre los objetos y las fuerzas que se ejercen sobre
ellos.
4. Conocer características propias de cada familia de materiales y distinguir sus
distintos tipos y sus propiedades.
5. Aplicar criterios proyectuales para la selección de materiales en el diseño de
productos.
Contenidos Básicos:
Unidad 1: La materia y sus estados
El método científico. La materia: definición y propiedades. Distinción entre
Elementos y Sustancias, Sustancias Puras y Mezclas. Estados de la materia y sus
cambios. Revisión de diversas propiedades físicas y químicas comunes.
Unidad 2: Estructura Atómica y Composición de la Materia
Modelos de la materia: nacimiento y evolución de la teoría atómica.
Descubrimiento de los elementos y la tabla periódica de Mendeleev. El nacimiento
de la mecánica cuántica, teoría de los orbitales. El concepto de enlace químico,
tipos y características, relación con la estructura macroscópica de la materia.
Enlaces intermoleculares. Introducción a las reacciones químicas
Unidad 3: Mecánica Clásica: la materia en movimiento
Primera ley de Newton del movimiento: Inercia. La regla del equilibrio. Vectores.
Segunda ley de Newton del movimiento. Masa y Peso. Fuerza y Aceleración.
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4. Fricción. Tercera ley de Newton del movimiento. Pares de acción y reacción.
Trabajo y Potencia Máquinas simples: funcionamiento y principios. Polea simple y
compuesta, Plano Inclinado, Palancas.
Unidad 4: Energía
Definición de energía. Energía Mecánica: Energía cinética y potencial. Sistema y
Medio Ambiente. Energía Interna, el Calor y el Trabajo. Las leyes de la
termodinámica: Conservación de la energía. Cambios espontáneos y reversibles.
Concepto de Entropía. Tipos de energía utilizados en las aplicaciones
tecnológicas. Uso y abuso de la energía: recursos renovables y no renovables.
Energías alternativas.
Unidad 5: Materias Primas: Familias de Materiales
Sólidos Cristalinos y No cristalinos. Compuestos metálicos Ferrosos y No
Ferrosos. Aleaciones: aceros, aleaciones de aluminio, aleaciones de magnesio,
titanio y níquel. Aleaciones especiales. Materiales poliméricos: plásticos, resinas,
biopolímeros. Cerámicas: silicatos, vidrios. Materiales compuestos: fibras para
compuestos, concreto, asfalto, madera. Nanomateriales
Unidad 6: Propiedades Mecánicas y Resistencia de Materiales
Tracción y Compresión simples. Flexión simple y compuesta. Pandeo. El ensayo
de tracción y el diagrama tensión-deformación. Fractura dúctil y frágil. Tenacidad y
Prueba de Impacto. Fatiga de los metales. Corrosión: aspectos generales, tipos de
corrosión, control de la corrosión
Unidad 7: Propiedades ópticas, eléctricas, ecológicas
Conducción eléctrica. Semiconductores intrínsecos, dispositivos semiconductores.
Propiedades ópticas: refracción de la luz. Absorción, transmisión y reflexión de la
luz en los distintos materiales. Fibras ópticas. Propiedades ecológicas: energía
incorporada, emisión de CO2, uso de agua.
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5. Unidad 8: Selección de Materiales
Materiales en el diseño. Evolución de los materiales y el diseño. Herramientas de
diseño y datos de materiales. Cartas de materiales. Estrategia de selección,
atributos limitantes e índices de material. El procedimiento de selección
Metodología de Enseñanza
Las clases teóricas se dictarán a todos los alumnos del curso, realizando una
exposición de los temas en constante intercambio con los mismos, utilizando
recursos audiovisuales a fines de mejorar la comprensión de los temas y disponer
de dibujos, tablas e imágenes precisas. Se hará hincapié en la relación de los
temas teóricos tratados con desarrollos tecnológicos novedosos, y la
interpretación de hechos de la actualidad desde un punto de vista científico-
tecnológico.
Trabajos Prácticos
Los alumnos deberán cumplir con la realización y entrega de trabajos prácticos
individuales.
Se elaborará una carpeta de prácticos, donde constarán las actividades, lecturas e
indagaciones que se realicen.
Se formularán problemas tecnológicos que involucren los contenidos de la
materia, con su análisis y resolución
Bibliografía General
Ashby, Mike: Materials and Design 1st edition– Elsevier Butterworth –
Heinemann, 2002. ISBN 0-7506-5554-2
Ashby, Mike: Materials: Engineering, Science, Processing and Design 1st
edition; Elsevier Butterworth – Heinemann 2007. ISBN 978-0-7506-8391-3
Ashby, Mike: Materials selection in Mechanical Design 3 rd edition. - Elsevier
Butterworth – Heinemann 2005. ISBN 0-7506-6168-2
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6. Ashby, Mike: Engineering Materials 1, an introduction to their properties and
applications 2nd edition – Elsevier Butterworth – Heinemann 1996, ISBN 0-
7506-3081-7
Ashby, Mike: Materials and the Enviroment - Elsevier Butterworth –
Heinemann 2009. ISBN 978-1-85617-608-8
Ashby, Mike: Nanomaterials, Nanotechnologies and Design - Elsevier
Butterworth – Heinemann 2009. ISBN 978-0-7506-8149-0
Asimov, Isaac: Introducción a la ciencia – I. Ciencias Físicas; Hyspamérica
Ediciones, 1985.
Bloomfield, Louis: How Things Work 3rd Edition. Wiley & Sons 2001. ISBN
978-0-4713-8151-8
Bug, Amy: Forces and Motion – Infobase Publishing, 2008. ISBN 978-0-
7910-8931-6
Castro, Walter Gaete: Materia y Materiales; Ediciones Vincens Vives, 2001
Chang, Raymond: Química, 7ª Ed.; Mc Graw Hill, 2002.
Charles, J.A.: Selection and use of engineering materials 3 rd edition.
Elsevier Butterworth – Heinemann 1997. ISBN 0- 7506-3277-1
Elliot, David: Energy, Society and Enviroment; Taylor & Francis Routledge,
2002. ISBN 978-0-2031-8316-8
Ham, Becky: The Periodic Table; Infobase Publishing, 2008. ISBN 978-0-
7910-9533-1
Hewitt, Paul: Conceptual Integrated Science 1st edition. Pearson Education
Inc. 2007. ISBN 0-8053-9038-3
Hewitt, Paul; Física Conceptual, 2a Edición, Addison-Wesley
Iberoamericana 1995. ISBN 0-201-62595-4
Hewitt, Paul: Conceptual Physics,10th Edition. Pearson Benjamin Cummings
2005. ISBN 0-8053-9190-8
Roko, Juan José: Lecciones de Estática y Resistencia de Materiales; Ed.
Universitaria (UNaM), 1995
Rossotti, Hazel: Introducción a la Química; Ed. Salvat, 1985
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7. Smith, William F.: Hashemi, Javad: Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería
de Materiales, 4ª Ed., Mc Graw Hill, 2006
Suchocki, John: Conceptual Chemistry 3rd edition; Pearson Benjamin
Cummings (2007). ISBN 0-321-45649-1
Trefil, James S.: De los átomos a los Quarks, Ed.Salvat, 1985.
West, Krista: States of Matter – Chelsea House Books, 2008. ISBN 978-0-
7910-9521-8
Evaluación
Durante el cursado de la materia, se evaluará el proceso individual de cada
alumno en base a la corrección y reelaboración de los trabajos prácticos
asignados.
Esta información se complementará con los resultados de los parciales
cuatrimestrales, conformando una evaluación final del cursado.
La evaluación final se realizará mediante un examen final, que se podrá rendir en
dos condiciones:
a) Examen Final Regular: los alumnos regulares rendirán un examen final teórico
b) Examen Final Libre: aquéllos alumnos en condición libre deberán rendir un
examen final práctico, para luego rendir el examen final teórico. Se aclara que el
examen práctico es de carácter eliminatorio
Condiciones para la regularidad
La materia es de curso regular/promocional anual. La regularización se alcanza
con el 80% de asistencia y la aprobación de dos parciales cuatrimestrales,
obteniendo un promedio de 4 (cuatro) puntos. La promoción de la materia se
alcanzará con un promedio de 7 (siete) puntos
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8. Cronograma
Día y horario de dictado: viernes de 19:00 hs a 21:00 hs
(Sujeto a eventuales cambios)
Primer Cuatrimestre
Mes Día Horas Temas
Marzo 29 2 Presentación – Unidad 1
5 2 Unidad 1
12 2 Unidad 2
Abril
19 2 Unidad 2
26 2 Unidad 3
3 2 Unidad 3
10 2 Unidad 3
Mayo 17 2 Unidad 4
24 Feriado del 25 de Mayo
31 2 Unidad 4
7 2 Unidad 4
14 2 Unidad 5 - Introducción
Junio
21 Feriado del 20 de Junio
28 2 Revisión
Julio 5 2 Primer parcial
Segundo Cuatrimestre
Mes Día Horas Temas
Julio 26 2 Unidad 5
2 2 Unidad 5
9 2 Unidad 5
Agosto 16 Feriado correspondiente al 17 de Agosto
23 2 Unidad 6
30 2 Unidad 6
6 2 Unidad 6
13 2 Unidad 7
Septiembre
20 2 Unidad 7
27 2 Unidad 8
4 2 Unidad 8
11 2 Feriado correspondiente al 11 de Octubre
Octubre
18 2 Segundo Parcial
25 2 Recuperatorio
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