Fundamentos de Geoquímica
Código: 102490 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2502444 Química | FB | 1 | 2 |
Contacto
- Nombre:
- Isaac Corral Calleja
- Correo electrónico:
- isaac.corral@uab.cat
Idiomas de los grupos
Puede consutarlo a través de este enlace. Para consultar el idioma necesitará introducir el CÓDIGO de la asignatura. Tenga en cuenta que la información es provisional hasta el 30 de noviembre del 2023.
Equipo docente
- Juan Francisco Piniella Febrer
- Dídac Navarro Ciurana
- Ignacio Ramon Mata Martínez
- Joan Poch Serra
- Isaac Corral Calleja
Prerrequisitos
No hay prerequisitos. Haber cursado las asignaturas de Ciencias de la Tierra i del Medio Ambiente de bachillerato puede ayudar a seguir el curso pero no es un prerequisito.
Objetivos y contextualización
Contextualitzación
Se trata de una asignatura de formación básica que desarrolla una visión transversal de la Geología con especial énfasis en los aspectos con mas concomitancias con la Química. En este contexto son especialmente relevantes la Geoquímica, la Cristalografía y los métodos de datación isotópica.
Objectivos formativos
1) Conocer las principales ramas que conforman la Geología y sus diversos objetivos.
2) Conocer la estructura y composición de la Tierra y su marco temporal.
3) Reconocer los principales materiales geológicos (minerales y rocas) y conocer el concepto de cristalinidad y las herramientas que permiten su estudio.
4) Aplicar los principios básicos de la termodinámica al estudio de equilibrios minerales.
5) Conocer la composición de los principales fluidos de la Tierra y su interacción con las rocas.
6) Conocer los principios de la geoquímica isotópica y sus aplicacions principales.
7) Relacionar los diversos recursos naturales con los correspondientes reactivos y materiales industriales.
8) Conocer los principales problemas geoquímicos de alcance global.
Competencias
- Aprender de forma autónoma.
- Gestionar la organización y planificación de tareas.
- Gestionar, analizar y sintetizar información.
- Mostrar sensibilidad hacia temas medioambientales.
- Razonar de forma crítica.
- Reconocer y analizar problemas químicos y plantear respuestas o trabajos adecuados para su resolución, incluyendo en casos necesarios el uso de fuentes bibliográficas.
Resultados de aprendizaje
- Aprender de forma autónoma.
- Gestionar la organización y planificación de tareas.
- Gestionar, analizar y sintetizar información.
- Mostrar sensibilidad hacia temas medioambientales.
- Razonar de forma crítica.
- Relacionar y aplicar conceptos de la Geología y de la Química para analizar aspectos referentes a la Tierra y a su problemática medioambiental.
Contenido
0.- INTRODUCCIÓN
La Geología, ¿qué es?
Organización temática de la Geología y afinidades con otras ciencias.
1.- ESTRUCTURA DE LA TIERRA Y TECTÓNICA GLOBAL. LAS ESCALAS ESPACIALES Y TEMPORALES.
Las capas fluidas externas.
La estructura interna.
Origen de los elementos químicos a la Tierra y el cosmos.
Diferenciación geoquímica primaria y secundaria
Clasificación geoquímica de los elementos
Tectónica de placas
Escalas temporales
2.- QUÍMICA DE LA TIERRA: NATURALEZA DEL ESTADO SÓLIDO, MINERALES Y ROCAS
Estado sólido y cristalinidad
Simetría puntual y espacial
Propiedades para la identificación mineral
Clasificación química y estructural de los minerales
Criterios de clasificación de las rocas
3.- ESTABILIDAD DE LOS MINERALES: FASES Y EQUILIBRIOS MINERALES.
Conceptos básicos de termodinámica
Polimorfismo y soluciones sólidas
Diagramas de fases: construcción, lectura y aplicaciones
Equilibrios de fases en la litosfera (equilibrios metamórficos)
Equilibrios de fases en la litosfera (equilibrios ígneos)
4.- FLUIDOS DE LA TIERRA : MAGMAS, GASES, AGUAS, HIDROCARBUROS.
Magmas, ambientes de formación y diferenciación magmática.
Gases, formación y evolución de la atmósfera.
Aguas, ciclo hidrológico y geoquímica.
Hidrocarburos, formación y evolución.
5.- INTERACCIÓN AGUA-ROCA: PROCESOS GEOQUÍMICOS DE BAJA TEMPERATURA
Meteorización química y bioquímica.
Reacciones de alteración y análisis de fluidos.
Cimentación y diagenesis
Otras (intercambio iónico, dolomitización, laterización y biomineralización autigénica).
6.- PRINCIPIOS DE GEOQUÍMICA ISOTÓPICA Y APLICACIONES.
Isótopos estables: fraccionamiento isotópico.
Isótopos estables: aplicaciones.
Isótopos radiogénicos: procesos radiactivos.
Isótopos radiogénicos: datación radiométrica, aplicaciones.
7.- LA TIERRA COMO FUENTE DE MATERIALES Y PRODUCTOS QUÍMICOS
Rocas industriales
Producción de ácidos (H2SO4, HNO3, HCl y H3PO4).
Producción de gases (NH3, Cl2, H2).
Producción y usos de los fosfatos.
8.-PROBLEMAS DE GEOQUÍMICOS DE ALCANCE GLOBAL.
Contaminación atmosférica (O3, CO2, smog).
Eutrofización y depuración de aguas residuales.
Contaminación de suelos y aguas.
Tratamiento de residuos urbanos.
Tratamiento de residuos radiactivos.
Metodología
Clases teóricas
El alumno adquiere los conocimientos propios de la asignatura asistiendo en las clases teóricas que ocasionalmente se complementan con cuestiones y ejercicios sencillos que se intercalan con las explicaciones. De este modo se persigue una participación activa del alumno con el fin de que la clase no sea absolutamente unidireccional.
Tutorías
El proceso de aprendizaje y adquisición de competencias será supervisado por el profesor a través de tutorías individuales y/o de grupo. Formalmente se asigna una fecha para las tutorías pero el profesor de la asignatura estará a disposición de los alumnos para concertar citas para resolver las dudas y seguir la evolución del mencionado proceso de aprendizaje y adquisición de competencias del alumnado.
Sesiones de problemas
Intercaladas entre las clases teóricas son un conjunto de sesiones supervisadas que pretenden que el alumno se enfrente a problemas relacionados con cada uno de los temas que integran las clases teóricas. Las sesiones de problemas combinan habilidad matemática con razonamiento crítico.
Sesiones de prácticas
Se trata de 3 sesiones prácticas de 2 horas cada una que se intercalan con las clases teóricas y de problemas, tienen por objetivo que el alumno conecte las explicaciones con las configuraciones geológicas reales. Fundamentalmente se trata de materiales a 3 niveles: ordenamiento de la materia cristalina (nociones de simetría puntual), reconocimiento minerales y reconocimiento de rocas. Este planteamiento del trabajo está orientado a promover un aprendizaje activo y a desarrollar el razonamiento crítico y la capacidad de análisis y síntesis.
Lectura y estudio de la teoría
Los apuntes correspondientes a todos los temas del programa se encuentran disponibles en el Campus Virtual, además todas las presentaciones que el profesor usa en las clases de teoría también se pueden descargar a través del Campus Virtual. La lectura de este material y de los apuntes que tome el alumno en las sesiones presenciales de teoría tiene que constituir la mayor parte del trabajo autónomo del alumno.
Preparación y resolución de problemas autonómamente
Las cuestiones planteadas en las sesiones de problemas se encuentran disponibles en el Campus Virtual antes de la realización de las actividades presenciales. Se pretende que el alumno asista a las sesiones de problemas habiéndose preparado las cuestiones para poder rentabilizar al máximo la asistencia de los profesores de problemas. Además, se pretende que el alumno dedique un tiempo a completar convenientemente las cuestiones pendientes para estimular el orden y también por cuestiones de evaluación dado que los profesores de problemas pueden recoger ocasionalmente los problemas como material para elaborar una valoración individual de los alumnos.
Asimilación autónoma del aprendizaje adquirido a las prácticas
Se pretende que el alumno dedique un tiempo a consolidar de forma autónoma el aprendizaje logrado con las prácticas para estimular el orden y también por cuestiones de evaluación dado que los profesores de prácticas pueden recoger ocasionalmente material elebarat por los alumnos para elaborar una valoración individual de los alumnos.
Busqueda de información
El material elaborado por el alumno y el material disponible a través del Campus Virtual puede ser complementado mediante la investigación de información aprovechando la bibliografía facilitada a los alumnos o bien a través de investigaciones de fuentes de información alternativas. La preparación de los problemas también puede requerir la investigación de información.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Actividades
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases teóricas | 36 | 1,44 | 3, 5 |
| Tipo: Supervisadas | |||
| Sesiones de problemas | 10 | 0,4 | 2, 3, 5 |
| Sesiones prácticas | 6 | 0,24 | 2, 3, 5 |
| Tutorías | 1 | 0,04 | 2, 3, 5 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Assimilación autónoma del aprendizaje adquirido en las prácticas | 9 | 0,36 | 1, 2, 3, 4, 5 |
| Búsqueda de información | 6,5 | 0,26 | 1, 3, 4, 5 |
| Lectura y estudio de la teoría | 55 | 2,2 | 1, 3, 5 |
| Preparación y resolución de problemas autónomamente | 15 | 0,6 | 1, 2, 3, 4, 5 |
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| 1er examen parcial (problemas) | 11 | 1 | 0,04 | 2, 3, 5, 6 |
| 1er examen parcial (teoria + práctica 1) | 34 | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 5 |
| 2on examen parcial (problemas) | 11 | 1 | 0,04 | 2, 3, 5, 6 |
| 2on examen parcial (teoria + prácticas 2 y 3) | 34 | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 5 |
| Examen de evaluación única | 90 | 0 | 0 | 1, 2, 3, 4, 5, 6 |
| Examen de evaluación única (recuperación) | 90 | 0 | 0 | 1, 2, 3, 4, 5, 6 |
| Examen final (recuperación 1er parcial) | 45 | 1,5 | 0,06 | 1, 2, 3, 4, 5 |
| Examen final (recuperación 2do parcial) | 45 | 1,5 | 0,06 | 1, 2, 3, 4, 5 |
| Tests virtuales | 10 | 2,5 | 0,1 | 1, 2, 3, 4, 5 |
Bibliografía
F. Albarède. Geochemistry, An Introduction, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2003. 248pp.
C-J. Allègre and G. Michard. Introduction to Geochemistry, D. Reidel Publishing Company, Dordrecht-Holland, 1974. 142pp.
A. Bauer and B. D. Velde, Geochemistry at the Earth’s Surface, 2014, Berlin, Springer
W. H. Schlesinger and E. Bernhardt, Biogeochemistry : an analysis of global change, 2013, San Diego, Academic Press
P. Vidal. Géochimie. Dunod, Paris, France, 1998. 190pp.
J. V. Walther. Essentials of Geochemistry, Jones and Bartlett Publishers, Sudbury, Massachusetts, USA, 2005. 704pp.
Presentaciones muy didácticas sobre diversos temas de Geología: http://www.ig.uit.no/webgeology/
Material didáctico sobre grupos de simetría puntual: http://www.uab.cat/web/la-divulgacio/grups-puntuals-de-simetria-1345664584325.html
Software
No se requereix software específico, puede ser útil dominar programario básico de tratamiento y representación de datos del tipo Excel o Origin.