Física (plan 2002) 2021-2

Optativas, Temas Selectos de Física de Materiales II

GRUPO 8361

FISICA DE LOS MATERIALES CON USOS AMBIENTAL Y SUSTENTABLE

Curso Optativo de la Licenciatura en Física

Profesor: Dr. Dwight Roberto Acosta Najarro

Instituto de Física

dacosta@fisica.unam.mx

Clases:3 horas semanales

Evaluación: 2 Exámenes Parciales,

Presentaciones y Tareas

Horario: 2 clases de una hora y media cada una :

lunes y miércoles 12 a 13.30 hs .

Plataforma ZOOM https://cuaed-unam.zoom.us/j/92550588768

ID 925 5058 87 68

Fecha tentativa de inicio de clases 03/03/2021

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Introducción o Motivación

La Física Sustentable o ambiental, es un término genérico, para involucrar la aplicación de los principios de la Física para contribuir a solucionar los problemas ambientales que día a día afectan y empeoran la calidad de vida de los seres humanos en nuestro planeta. Las personas de nuestra generación somos los que en su momento, afronten todos los problemas generados por el cambio climático y los que posiblemente ocupen un lugar estratégico donde se puedan dar decisiones para favorecer la solución al cambio climático.

La actividad de los físicos involucrados en la sustentabilidad se relaciona con la creación de nuevos materiales, con la creación o mejora de métodos y sistemas involucrados con la producción y desarrollo de fuentes de energía y en conservación de la misma, en la creación y desarrollo de productos cada vez más amigables con el medio ambiente. Es de esperarse que en la formación como físicos, los alumnos tengan conocimientos de a) mecanismos de interacción de los materiales con el medio ambiente b) Los indicadores para determinar el impacto ambiental de los materiales y su posible toxicidad c) Las propiedades fisicoquímicas de los materiales que permiten el reciclado de los nuevos materiales y que determinan su degradación d) Aplicar el uso de nuevos materiales en tecnologías novedosas y e) Analizar, local y globalmente, el impacto de los materiales en el clima, los suelos y el agua.

TEMARIO DEL CURSO

1. Contaminación y Degradación Ambiental

-El planeta, el clima, la vida

-Cambio climático y sus causas

-Cambio climático: Consecuencias globales

-Cambio Climático Medidas para mitigarlo

2. La energía y el cambio climático

- Clases de energía

- Fuentes de energía

- Producción y Almacenamiento de energía

- Transmisión de energía

- Ahorro de energía

-Almacenamiento de energía

-Energía y salubridad

3 La física ambiental y sustentable

-Energía y medioambiente

-Concepto de energía, formas y propiedades

-Procesos y transformaciones

-Leyes de la termodinámica

4.Las energías renovables

-Energía Solar Térmica y Fotovoltaica.

-Energía Eólica.

•Energía Hidroeléctrica.

-Geotérmica.

-Energía de la Biomasa.

-Energía Mareomotriz.

-Energía del hidrógeno

5.Las energías no renovables

-Combustibles fósiles

-Carbón

-Petróleo

-Gas natural

-Combustibles nucleares

-Energía nuclear

6. Materiales funcionales para protección ambiental

-Eco materiales

-Materiales para combatir la polución y el efecto invernadero

-Catalizadores para reducir gases contaminantes y de efecto invernadero

-Materiales para remover sustancias tóxicas en el tratamiento de desperdicios

-Membranas para separar los gases de efecto invernadero

-Materiales para absorber y fijar sustancias tóxicas

7. Métodos Físicos y Químicos de Síntesis de Materiales funcionales

-Evaporacion Térmica

-Erosión Catódica (Sputtering)

- Ablación Laser

- Rociado Pirolítico

- Epitaxia por haces Moleculares

- Sol Gel

- Baño Químico

- Electro Depósito Químico

- Depósito Químico en fase Vapor

- SILAR

8.Introducción a Nanomateriales ambientales

- Tipos y propiedades de los nano materiales

- Métodos de síntesis

- Aplicaciones en ahorro de energía

- Aplicaciones en remediación ambiental

- Técnicas de caracterización de nanomateriales

9.El ahorro de energía

-Ventanas Electrocrómicas

-Ventanas Termocrómicas

-Iluminación LED

-Eficiencia energética

-Consumo Inteligente

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BIBLIOGRAFIA

1. Introduction to Environmental Physics: Planet Earth, Life and Climate, Nigel Mason and Peter Hughes: Taylor and Francis, 2001.

2.Energías renovables y eficiencia energética,;Julieta C. Schallenberg Gonzalo Piernavieja Carlos Hernández Edit., InstitutoTecnológico de Canarias, S.A., ISBN 978-84-69093-86-3

3. Física para ciencias ambientales, Ana Isabel Velasco Fernández , José Tejedor, Editorial: García Maroto, 2011, ISBN: 9788415214274 ,ISBN ebook: 9788415214281

4.Física para ciencias ambientales Rafael Magro Andrade, Editoral: Garcia Maroto

ISBN: 9788415214274,Año de edición: 2011

5. Bases de la física medioambiental, Jaque, Francisco y Aguirre de Cárcer, Inigo, ISBN 9788434480452, Edit Ariel

6.Principles of Environmental Physics Plants, Animals, and the Atmosphere, John L. Monteith† and Mike H. Unsworth, 2008 Elsevier. ISBN: 978-0-12-386910-4

7.Physics and the Environment, Kyle Forinash.IOP Science, ISBN: 978-1-6817-4492-6

8. Ingeniería ambiental:fundamentos, sustentabilidad, diseño, James R. Mihelcic ,Julie Beth Zimmerman, Edit alfaomega, ISBN: 978-607-707-317-8

9. Tópicos de química y fisicoquímica ambiental, M. Agustina Etchegoyen, Damián Marino, Alberto L. Capparelli,Editorial de la Universidad de la Plata,2018

10.Physics and the Environment, Kyle Forinash.IOP Science, ISBN: 978-1-6817-4492-6