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Grado en Ingeniería de Tecnologías Mineras

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Tecnología Hidrogeológica

Código asignatura
GITEMI01-3-010
Curso
Tercero
Temporalidad
Segundo Semestre
Materia
Prospección e Investigación Minera
Carácter
Obligatoria
Créditos
6
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Clases Expositivas (35 Horas)
  • Prácticas de Aula/Semina (7 Horas)
  • Prácticas de Laboratorio (14 Horas)
  • Tutorías Grupales (2 Horas)
Guía docente

Se trata de una asignatura del módulo Fundamental de la titulación de Grado en Ingeniería de Tecnologías Mineras, perteneciente a la materia "Prospección e investigación minera", impartida en el segundo semestre del tercer curso y cuyo carácter es obligatorio. Los contenidos a impartir se han diseñado en un orden lógico, de forma que en la secuencia de aprendizaje los contenidos teóricos avanzados se apoyen en los básicos para resolver ejercicios académicos que simulan situaciones reales cada vez con un mayor número de variables y complejidad.
Los pilares fundamentales de la materia son la Hidrología y la Hidrogeología, que son ciencias aplicadas que usan como herramientas los contenidos de otras materias básicas (Cálculo, Química, Geología y sus aplicaciones a los problemas de Ingeniería,…) y que en este caso, se presentan de forma acorde con las necesidades de un graduado en Ingeniería de Tecnologías Mineras. Se trata de una materia de gran importancia práctica para el desarrollo de actividades profesionales relacionadas con la minería, la obra civil, la prospección de recursos y el medio ambiente, campos en los que el agua siempre está presente, bien como recurso a aprovechar, bien como problema que resolver y gestionar adecuadamente.
De forma general, el objetivo de la asignatura es que el alumno sea capaz de realizar una caracterización hidrogeológica de un área determinada a partir de la estimación de las variables que integran la ecuación del balance de cuenca y sepa integrar los resultados en otros proyectos de mayor alcance. En relación con esto último, los conocimientos adquiridos en esta asignatura resultarán de utilidad en asignaturas posteriores, tales como "Ingeniería de los recursos de petróleo y gas", así como en algunas otras del Máster en Ingeniería de Minas.
Las exigencias para aprobar la asignatura pasan por la elaboración y entrega de trabajos individuales y grupales y la superación de una prueba escrita.

Resulta deseable que el alumno, antes del inicio de la materia, haya superado con éxito algunas otras materias básicas, entre las que cabe destacar Cálculo, Química y Geología aplicada a la ingeniería de tecnologías mineras.
Se podría considerar un punto de comienzo adecuado el momento en el que el alumno haya adquirido (o al menos practicado) las siguientes competencias:
• Trabajar con series de datos en hojas de cálculo.
• Manejar con soltura conceptos básicos de estadística.
• Manejar con soltura las unidades de medida y transformarlas.
• Programar y resolver ecuaciones no lineales.
• Distinguir las rocas más habituales y conocer su génesis y características principales, con especial énfasis en el medio sedimentario.
• Comprender los principios básicos de geología estructural y poder interpretar un mapa geológico simple.
Se recomienda afrontar la asignatura con una actitud positiva hacia la misma, estimándose que puede ser superada con un nivel de esfuerzo medio.
 

Al finalizar la actividad, se pretende que el alumno haya adquirido las siguientes competencias, (se indica el código de cada una que figura en la memoria de verificación del título):
Generales
• CG1: Capacidad de análisis y síntesis
• CG2: Capacidad de organización y planificación
• CG3: Comunicación oral y escrita en la lengua nativa
• CG5: Conocimientos de informática relativos al ámbito de estudio
• CG6: Capacidad de gestión de la información
• CG7: Resolución de problemas
• CG8: Toma de decisiones
• CG9: Trabajo en equipo
• CG11: Habilidades en las relaciones interpersonales
• CG12: Razonamiento crítico
• CG13: Compromiso ético
• CG14: Aprendizaje autónomo
• CG15: Adaptación a nuevas situaciones y contextos diversos
• CG16: Motivación por la calidad
• CG17: Sensibilidad hacia temas medioambientales y de sostenibilidad
• CG18: Motivación por la seguridad y prevención de riesgos laborables
• CG19: Capacidades directivas
• CG21: Capacidad para interrelacionar los conocimientos de las distintas especialidades del ámbito de formación
• CG22: Iniciativa y espíritu emprendedor
• CG23: Creatividad
• CG24: Capacidad para gestionar de forma óptima el tiempo de trabajo y organizar los recursos disponibles
Específicas:
• CE24: Capacidad para conocer, comprender y utilizar los principios de la geología general y de detalle.
• CE27: Capacidad para conocer, comprender y utilizar los principios de la modelización de yacimientos.
• CE28: Capacidad para conocer, comprender y utilizar los principios de las técnicas de perforación y sostenimiento aplicadas a obras subterráneas y superficiales
• CE45: Capacidad para diseñar, planificar e interpretar una campaña de prospección y extracción de recursos hídricos, interrelacionando los conocimientos geológicos e hidrogeológicos de cara a su aplicación a la modelización y explotación de los mismos
Las anteriores competencias se concretan en los siguientes resultados de aprendizaje (se indica el código de la memoria de verificación de la titulación):
• RA32.01: Caracterizar un sistema hidrogeológico seleccionando y aplicando las técnicas apropiadas para la determinación de sus parámetros característicos (CG1, CG2, CG3, CG6, CG7, CG12, CG14, CE24, CE45).
• RA32.02: Desarrollar un proyecto de prospección de recursos hidrogeológicos, combinando de forma adecuada los conocimientos adquiridos y trabajando en gabinete, campo y laboratorio (CG1, CG2, CG3, CG6, CG7, CG8, CG9, CG11, CG12, CG13, CG14, CG15, CG17, CE24, CE28, CE45).
• RA32.03: Elaborar e interpretar modelos hidrogeológicos sencillos aplicados al marco de la ingeniería, minería y obra civil (CG1, CG2, CG3, CG5, CG6, CG7, CG12, CG14, CG15, CG21, CE27, CE45).
• RA32.04: Diseñar y analizar la viabilidad de un proyecto de explotación de recursos hidrogeológicos, accediendo a las fuentes de información necesarias, realizando las consultas precisas e integrándose en equipos de trabajo tan amplios como sea conveniente (CG1, CG2, CG3, CG6, CG7, CG8, CG9, CG11, CG12, CG13, CG14, CG15, CG17, CG18, CG19, CG20, CG21, CG22, CG23, CG24, CE28, CE45).
• RA32.05: Conocer las fuentes necesarias para disponer de una actualización permanente y continua de toda la información precisa para desarrollar la actividad de caracterización y explotación de recursos hidrogeológicos, adaptándose a los cambios tecnológicos y sociales (CG1, CG2, CG3, CG5, CG13, CG14, CG16, CG20, CE45).

Los contenidos de la asignatura se han organizado con arreglo a los siguientes temas, que se desarrollarán en el orden que sigue:

-Clases expositivas y prácticas de aula:

Tema 1: Introducción a la asignatura
Antecedentes históricos. Propiedades del agua. Distribución en la naturaleza. El agua como recurso escaso y de creciente demanda, que precisa una adecuada gestión. Casos de estudio.
Tema 2: Fundamentos de Hidrología superficial
El ciclo del agua. Cuenca hidrográfica. Cuantificación de los componentes del balance hidrológico: precipitación, evapotranspiración, escorrentía superficial y subterránea. Máximas avenidas. Interrelación entre aguas superficiales y subterráneas. El agua en el suelo. Casos de estudio y ejercicios prácticos.
Tema 3: Fundamentos de Hidrología subterránea
Los sistemas hidrogeológicos. Movimiento del agua subterránea. Tipos de acuíferos. Descarga de acuíferos: manantiales y pozos de bombeo. Isopiezas. Casos de estudio y ejercicios prácticos.
Tema 4: Estudio y caracterización de parámetros hidrogeológicos
Parámetros hidrogeológicos fundamentales: porosidad, permeabilidad, transmisividad y coeficiente de almacenamiento. Ley de Darcy. Esquemas hidrogeológicos. Flujo en acuíferos libres. Casos de estudio y ejercicios prácticos.
Tema 5: Caracterización de sistemas hidrogeológicos
Recursos y reservas. Sistemas hidrogeológicos de Asturias. Superficies piezométricas. Captaciones de aguas subterráneas. Diseño y ejecución de sistemas de explotación de los recursos hidrogeológicos. Tecnología de la prospección de recursos hídricos. Testificación geofísica de pozos. Hidráulica de captaciones. Realización e interpretación de ensayos de bombeo en régimen variable y permanente. Drenaje de excavaciones. Elaboración de modelos hidrogeológicos. Casos de estudio y ejercicios prácticos.
Tema 6: Fundamentos de Hidroquímica
Hidroquímica de aguas superficiales y subterráneas. Muestreo y análisis. Balance iónico. Parámetros físico-químicos fundamentales. Diagramas hidrogeoquímicos y de calidad de aguas. Aguas minerales y termales. Vulnerabilidad y contaminación de acuíferos. Sistemas de protección. Particularidades del agua en minería. Casos de estudio y ejercicios prácticos.

-Prácticas de laboratorio/campo:

Práctica 1: Validación y completado de series pluviométricas
Práctica 2: Cálculo y comparación de valores climatológicos de distintas localidades. Realización de un estudio climático
Práctica 3: Cálculo de máximas avenidas y caudal punta para varios periodos de retorno
Práctica 4: Trazado de isolíneas con utilidad en Hidrogeología mediante software específico
Práctica 5: Interpretación de ensayos de bombeo en régimen variable
Práctica 6 y Práctica 7. Salida de campo: Visita a una estación de control de caudal/estación potabilizadora, realización de un aforo en un río mediante dos métodos (molinete y aforo químico), reconocimiento hidrogeológico de varias formaciones en campo.

Metodología
El enfoque de la materia es el aprendizaje presencial (clases expositivas y prácticas de aula y laboratorio), combinado con trabajo autónomo del alumno (resolución de problemas prácticos y horas de estudio de los contenidos teóricos). En las clases expositivas se hace uso de la lección magistral participativa, mientras que en las prácticas de aula y de laboratorio se emplea preferentemente el trabajo individual del alumno asistido por el profesor. En las tutorías grupales se presta mayor dedicación al trabajo en grupo, el cual es potenciado durante la realización de un informe conjunto y la exposición oral del mismo.
En la siguiente tabla se presenta la distribución horaria por temas de cada tipo de actividad.

TemasHoras totalesClases expositivasPrácticas de aulaPrácticas de laboratorio/campoTutorías grupalesSesiones evaluaciónTotal presencialTrabajo grupoTrabajo autónomoTotal no presencial
Tema 1. Introducción a la asignatura7,23   0,23,2 44
Tema 2. Fundamentos de hidrología superficial41,593510,518,532023
Tema 3. Fundamentos de hidrología subterránea23,3512 0,38,351015
Tema 4. Estudio y caracterización de parámetros hidrogeológicos25,4712 0,410,451015
Tema 5. Caracterización de sistemas hidrogeológicos42,592410,516,562026
Tema 6. Fundamentos de hidroquímica10,12 1 0,13,1167
Total150357142260207090

Plan de trabajo
Según la definición del crédito ECTS, a efectos del cálculo de las horas de trabajo no presencial del alumno, se debe tener en cuenta que por cada hora de actividad presencial, se debe programar 1,5 de actividad no presencial.
La siguiente tabla presenta la distribución porcentual de cada una de las modalidades formativas en que se divide la materia:

MODALIDAD

Horas

Total

Presencial

Clases Expositivas

 35 (58%)

  60 (40%)

Prácticas de aula

 7 (12%)

Prácticas de laboratorio / campo / aula de informática

14 (23%)

Tutorías grupales

  2 (3%)

Prácticas Externas
Sesiones de evaluación

 2 (3%)

No presencial

Trabajo en Grupo

Trabajo Individual

 20 (22%)

70 (78%)

  90 (60%)

Total

150

150

La evaluación se llevará a cabo, tanto en la convocatoria ordinaria como en la extraordinaria, mediante la siguiente distribución:
• Examen escrito de carácter teórico-práctico: 40%.
• Informe/examen sobre prácticas de laboratorio/campo/informática: 10%
• Ejercicios, trabajos y exposiciones desarrolladas durante el curso: 40%
• Participación activa del alumno en el desarrollo de la asignatura: 10%
Para aprobar la asignatura debe aprobarse cada una de las partes con una calificación de al menos 5 puntos sobre 10. Si la calificación del examen escrito es inferior a 5, la calificación final será igual a la obtenida en dicho examen escrito.

En el caso de los alumnos que se acogen al régimen de evaluación diferenciada, se realizará un examen escrito final sobre los contenidos teóricos y prácticos explicados en las clases expositivas, prácticas de aula y laboratorio y tutorías grupales. Este mecanismo de evaluación diferenciada podrá ser sustituido por otro mecanismo de evaluación, específico para cada alumno, en virtud del artículo 7 del Reglamento de evaluación de la Universidad de Oviedo.

Además del material didáctico elaborado por la profesora (a disposición de los alumnos en el Campus Virtual de la Universidad de Oviedo) y otro disponible en plataformas digitales, se recomienda la siguiente bibliografía:

Bibliografía básica:

• Cruz San Julián, J.J., 2019. Hidrogeología básica e Hidráulica subterránea. Universidad de Granada e IGME (eds.), 356 p.

• Custodio, E., Llamas, M.R., 1996. Hidrología subterránea. Ed. Omega, 2 vol., 2ª ed.

• Fetter, C.W., 2014. Applied Hydrogeology.  Fourth Edition. Prentice -Hall.

• Fundación Centro Internacional de Hidrología Subterránea (FCIHS), 2009. Hidrogeología. Comisión Docente Curso Internacional de Hidrología Subterránea. Barcelona.

• Llamas, J., 1993. Hidrología General; Principios y aplicaciones. Servicio editorial de la Universidad del País Vasco.

• Martínez-Alfaro, P.E., Martínez, P., Castaño, S., 2006. Fundamentos de Hidrogeología. Mundi-Prensa.

• Martínez Santos, P., 2018. La Hidrogeología. Principios y aplicaciones. McGraw-Hill.

• Price, M., 2002. Introducing  Groundwater. 2º Ed.  Chapman Hall (Traducción al castellano de la edición inglesa: 2003 Ed. Limusa)

• Villanueva, M., Iglesias, A., 1984. Pozos y acuíferos; Técnicas de evaluación mediante ensayos de bombeo. IBERGESA, Madrid, 426 p.

Bibliografía complementaria:
• Calvache, M.L., Duque, C., 2010. Prácticas de Hidrogeología. Cuadernos de trabajo, Universidad de Granada, Granada, 109 p.
• Ferrer Polo, F.J., 2000. Recomendaciones para el cálculo hidrometeorológico de avenidas. CEDEX.
• Fundación INFIDE (varios autores), 2010. Recursos hídricos en Asturias; análisis, reflexiones y alternativas. Oviedo, 221 p.
• García, E., Andreu, J.M., Pulido, A., Jordán, M., Ayanz, J.J., 2001. Prácticas de Hidrogeología para estudiantes de Ciencias Ambientales. Universidad Miguel Hernández, Elche, Alicante, 335 p.
• Martínez-Marín, E., 2005. Hidrología Práctica. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid.
Martínez, J., Ruano, P., 1998. Aguas  Subterráneas. Captación y Aprovechamiento. Progensa.
• Ministerio de Medioambiente, 2004. Las aguas continentales en la Unión Europea. CEDEX
Pulido, A., 2007. Nociones de Hidrogeología para ambientólogos. Ed. Universidad de Almería, Almería, 492 p.
• Salinas, J.L., Plata, A., 2003. Técnicas Hidrogeológicas en Investigación Geotécnica. CEDEX.
• Sanz E., Menéndez-Pidal, I., 2014. Hidráulica subterránea. Colegio de Ingenieros de Caminos, canales y puertos. Ibergarceta Publicaciones, Madrid, 239 p.
• Younger, P.L., 2006. Groundwater in the environment: An introduction. Wiley-Blackwell. 336 p.
• Younger, P.L., Banwart, S.A., Hedin, R.S., 2002. Mine water; hydrology, pollution, remediation. Kluwer Academic publishers, UK, 442 p.