9.5.3 Concepto de los Heteroevaluadores

"Categoria profesores. Se nota la preocupaci6n referente a la potencial asimilaci6n de docentes 1ngenieros Mecfmicos hacia programas pertenecientes a otras Escuelas en detrimento del Programa de 1M; tal es el caso de los profesores de materiales y energetica que al cabo del tiempo terminaran integrandose en los programas pertenecientes y naturales a sus respectivas escuelas. Lo anterior es significante considerando que el relevo generacional debe responder principalmente a las necesidades del programa academico".

"Categoria Gesti6n Academica. EI informe de autoevaluaci6n y las entrevistas con administrativos y profesores del programa revelan la preocupacion respecto al manejo de un area medular, Energetica, fuera de la Escuela de 1ngenieria Electrica y Mecanica, 10 que resta movilidad integral al Programa. Se sugiere formar un nilcleo de profesores que fortalezca esa area desde el punto de vista de 1ngenieria Mecanica y pertenecientes a la escuela propia y natural del Programa."

9.5.4 Perfil del Area de Maquinas Termofluidicas del Plan de Estudios de Ingenieria Mecanica

EI area comprende los conceptos y habilidades requeridos por los ingenieros mecanicos para el analisis y el diseno de sistemas en los que intervienen el almacenamiento, la transmision y la conversion de energia y en donde se utiliza una sustancia de trabajo.

Por tanto, el objetivo basico del area es proporcionar al estudiante de Ingenierfa Mecanica los conocimientos necesarios y la habilidad para calcular las propiedades termofluidicas de dichas sustancias, asi como la capacidad para aplicar los principios fundamentales que rigen el comportamiento de los sistemas de conversion de energia fluidica y termica en meca n ica y viceversa.

En el paquete del area de Maquinas y sistemas Termofluidicos encuentra informacion mas detallada respecto a las Expectativas respecto al que hacer del Ingeniero Mecanico en el campo de la Termodinamica y los fluidos en Colombia y la evaluacion sectorial.

En sintesis, el componente profesional del area de Maquinas y Sistemas Termofluidicos debe estar adscrito en la escuela donde las maquinas sean de interes academico e investigativo para su desarrollo.

9.6 UTILIZACI6N DE SISTEMAS DE COMPUTO Y PAQUETES ESPECIALIZADOS EN LA FORMACI6N DE LOS ESTUDIANTES

Dentro de los aspectos de modernizacion del curriculo se encuentra el manejo de herramientas informaticas. Los estudiantes deben adquirir experiencia en la aplicacion y uso de tales herramientas para abordar problemas especificos de ingenierfa como calculos tecnicos, solucion de problemas, recopilacion y procesamiento de informacion, simulacion y control de procesos, diseno asistido por computador, grMicos, y otras funciones y aplicaciones propias de la disciplina de ingenierfa que son practica comun en los diferentes frentes de trabajo profesional.

8-171

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En los ultimos anos un grupo de profesores que asiste al programa de Ingenieria Mecanica ha venido trabajando en las areas de: Dibujo Asistido por Computador, Diseno Asistido por Computador, Analisis de Elementos Finitos y Cad/Cam. Ellos tienen la idea de lIegar algun dia a trabajar en un sistema CAD CAM CAE con las tareas especificas que se ilustran en la Figura 50, dentro de los que se mueve la Ingenieria Mecanica 69

. Este trabajo se ha visto reflejado en actividades como: Adecuacion de una sala de micros, adecuacion de las maquinas de control numerico, adquisicion de software especializado. Como tambien en la elaboracion de proyectos de grado, presentacion de programas de cursos nuevos para la carrera y cursos de extension dirigidos a la comunidad en general.

FIGURA 50 Tareas con el sistema CAD CAM CAE dentro de las que se ... mueve la Ingenieria Mecanica

En la Tabla 22 se presenta una relacion de actividades de apoyo academico con las herramientas modernas frente a las tematicas generales de las asignaturas, dentro de las diferentes areas del conocimiento en Ingenieria Mecanica. EI levantamiento de esta informacion se lIevo a cabo con la ayuda de los docentes pertenecientes a las areas del plan de estudios. La tarea tenian como fin evidenciar la necesidad y el tipo de apoyo informatico en todas las areas del conocimiento del plan de estudios y ademas especificar en 10 posible los fines especificos de la utilizacion.

69 Con estos sistemas el estudiante aprende a enlazar las diferentes etapas del disefio de un sistema desde el dibujo de la pieza, su amilisis hasta la generaci6n de la tecnologla de fabricaci6n. Ello Ie permite tener un acercamiento al que hacer real en el campo profesional y ademas cuenta con mayor disponibilidad para concentrarse en el analisis y la sintesis, dado que con estos sistemas se tiene una ganancia en la velocidad de ejecuci6n de las etapas de diseiio

B-172

TABLA 25. TemcHicas Generales por Areas del Conocimiento VS Aplicaciones del Software

AUTOMATIZACION Y CONTROL

TEMATICAS GENERALES DEL AREA ACTIVIDADES A DESARROLLAR CON LAS HERRAMIENTAS MODERNAS

L6gica y aplicaciones de 16gica neumiHica, hidraulica y elE~ctrica

Circuitos de control y de pot e ncia electricos, neumaticos e hidra ulicos Modelado en 20 y 3D de maquinas, Sistemas neumaticos, Sistemas mecanismos y elementos mecanicos. hidraulicos Simulaci6n de movimientos,

-----

Sistemas modernos de control y de velocidades, trayectorias, fuerzas y

potencia aceleraciones en mecanismos.

Circuitos de lazo abi e rto y cerrado Analisis y sintesis de mecanismos . -- Simulaci6n de sistemas neumaticos,

Introducci6n a los s i stemas de hid raulicos . control An alisis de vibraciones Analisis de sistemas lineales Si mulaci6n de fuerzas de impacto. mediante variables de estado Simulaci6n de sistemas de control Estabilidad de sistemas de control Implementaci6n de algoritmos de lineales control PID, FUSSY, etc. Metodos grMicos para la Simulaci6n de circuitos de lazo identificaci6n de sistemas dinamicos abierto y lazo cerrado.

Acciones basicas de contro l

Impl e mentaci6n de algoritmos de control

MATERIALES

TEMATICAS GENERALES DEL AREA ACTIVIDADES A DESARROLLAR CON LAS HERRAMIENTAS MODERNAS

Estructura at6mic a

Estructura cristalina Modelamiento de s61idos en 3D para la Imperfecciones cristalinas representaci6n de la estructura at6mica

Soluciones s61idas y cristalina de diferentes materiales de ingenieria .

Difusi6n Simulaci6n del deslizamiento de pianos Solidificaci6n de metales y en las diferentes direcciones de aleaciones deslizamiento.

Transformaciones al estado s6lido Modelamiento y simulaci6n de dislocaciones

Tratamientos termicos de los ferrosos

B-173

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TEMATICAS GENERALES DEL AREA ACTIVIDADES A DESARROLLAR CON

LAS HERRAMIENTAS MODERNAS

Geometda descriptiva

Secciones y cortes

Dimensionamiento

Ajustes y tolerancias Representacion grMica con Software Representacion de mecanismos parametrico para el modelamiento

Pianos de taller de elementos de de solidos en 2D Y 3D.

maquinas Software que contenga Bibliotecas de elementos mecanicos normalizados

Pianos de ensamble de sistemas para 2D y 3D. mecanicos

Pianos de disefio

Proyeccion isometrica

Las maquinas y sus movimientos

La union entre piezas

Sistemas de movimiento

Sistemas de fuerzas

Equilibrio en maquinas

Estado de reposo y movimiento Modelado en 2D y 3D de maquinas,

Geometria del movimiento mecanismos y elementos mecanicos. Modelamientos cinematicos y

Concebir, Proyectar y Detallar dinamicos de mecanismos y

Criterios de falla, Evaluacion de elementos de maquinas como ejes,

esfuerzos, deformaciones y factor de volantes, poleas, engranajes, etc.

seguridad Calculos de diagra mas de momento

Concentradores de esfuerzos flector, fuerzas de cizalladura, deflexion, esfuerzos etc de

Energia de deformacion elementos.

Fatiga de metales Determinacion de masas y

Analisis de los esfuerzos de contacto propiedades de inercia de elementos. Visualizacion de mecanismos

Elementos de maquinas para la virtuales en movimiento. transmision y cambio de los factores Estudios de opti mizacion en los de potencia y control de la potencia mecanismos virtuales Elementos de maquinas que fijan Disefio de prototipos posiciones de otras piezas Aplicaciones de calculo mediante el EI Metodo de la Rigidez para Analisis metodo de Analisis por elementos de Estructura fi n itos

Energia potencial y metodo de Rayleigh Ritz

Ca mpos de Desplaza miento Supuesto

Formulacion de Diferentes Elementos

Cascara de Revolucion

Mantenimiento dentro de la empresa Software para el manejo del mantenimiento

8-174

MAUFACTURA E INGENIERiA

ASISTIDA POR COMPUTADOR

ACTIVIDADES A DESARROLLAR TEMATICAS GENERALES DEL AREA CON

LAS HERRAMIENTAS MODERNAS

Enfriamiento de piezas fundidas Modelado en 2D y 3D de .- maquinas, mecanismos y Modelos para fundic/6n

elementos mecanicos Moldeo en arena y moldes permanentes Simulacion del movimiento de las Matachos herramientas de corte y de las

Proceso de colada piezas en las diferentes maquinas herra m ientas.

Criterios para disefiar piezas fundidas Simulacion de procesos de Tipos de movimientos en las maquinas- mecanizado para optimizar el herra mientas proceso. Disefio del orden

Mecanica del corte de metales operacional. Determinacion del recorrido de

Control numerico de maquinas - las herramientas para el calculo herramientas de los tiempos principales del --_ . Tipos de control numerico meca nizado.

Arquitectura de un control numerico Software para el disefio y calculo de engranajes

Control de desplaza miento Modelamiento de la mecanica del Catadores de posiciona miento corte

Sistemas de accionamiento Disefio de dispositivos para el mecanizado

Aspectos constructivos Modelamiento de sistemas Programaci6n flexibles.

Ingenieria ASistida por Computador CAE Di.sefio de juntas en las uniones

Planeaci6n Asistida p o r Computador CAP soldadas y representaci6n normalizada de las uniones

Diseno Asistido por Computador CADD disefiadas.

Manufactura Asistida por Computador Calculo de esfuerzos y CAM distribuci6n del calor en las

Control de Calidad Asistido Por uniones soldadas

Computador CAQ Modelamiento del ." comportamiento de los materiales

Procesos de soldad ura po r fusion durante la deformaci6n plastica.

Soldadura por res istencia RW Utilizacion de software para la

Especificac iones de un proceso de conformacion de la chapa.

soldadura Simulacion del proceso de fundici6n desde el flujo del metal

Funda mentos de la conformaci6n por hasta la solidificacion. deformacion plastica de los metales Determinacion de los canales de Forja, Laminacion, Extrusion alimentacion y lIenado, del

Trefilacion volumen de la pieza y prevision de la cantidad de material a

Conformacio n de la chapa utilizar. Calculo de los modulos de enfriamiento

Inyeccion, Ext ru si6n y Soplado de Modelamiento del sistema de moldeo

plasticos Disefio de moldes permanentes. Determinacion del regimen de la coq uilla.

8-175

MAQUINAS TERMOFLUiolCAS

TEMATICAS GENERALES DEL AREA ACTIVIDADES A DESARROLLAR CON LAS HERRAMIENTAS MODERNAS

Concepci6n energetica de maquinas e instalaciones termicas

Flujo de fluidos

Refrigeracion y calefaccion por bomba de calor

Elementos y sistemas de acondicionamiento de aire y torres de enfria miento Softwa re de modela miento que

Motores de combusti6n interna tengan como base los volumenes de control .

Turbinas a gas y a vapor Modeladores de sistemas termicos Maquinas fluidostaticas Calculo de factores de conveccion Transporte isotermico y adiabatico de Calculo de factores de forma gases, va pores y liquidos Diseno de redes Maquinas de chorro de fluido Calculos de sistemas de

Turbo maquinas a gas, vapor e hidraulicas acondicionamiento y ventilaci6n industrial

Maquinas de desplazamiento positivo a Software para el manejo de flujo de gas, vapor e hidraulicas fluidos Transferencia de calor por conduccion, radiacion y conveccion

Intercambiadores de calor

Refrigeracion

Acondicionamiento de aire

Sistemas de ventilacion industrial

Redes, Generadores de vapor

Motores de combustion interna

Centrales termoelectricas . - - -

B-176

MATEMATICAS

EI area de Matematicas tiene como objetivo Proporcionar los conocimientos y desarrollar en el ingeniero las habilidades y destrezas que Ie permitan plantear y resolver problemas practicos y teoricos propios de las diferentes areas de actividad de su profesion, mediante la formulacion e interpretacion de modelos en terminos matematicos.

Desarrollar un pensamiento objetivo, dando mayor importancia al razonamiento y a la reflexion, antes que a la mecanizacion y memorizacion.

Desarrollar capacidades para simular, estructurar, razonar logicamente y valorar datos intuitivos y em pfricos.

Apropiar un lenguaje y unos simbolismos propios, que Ie permitan al estudiante comunicarse con claridad y precision, hacer calculos con seguridad, manejar instrumentos de medidas, de calculo y representaciones graficas para comprender el mundo en que vive

Son herram ie ntas para la aplicacion de conocimientos mediante la formulacion, interpretacion y analisis de fenomenos propios de la Ingenierfa Mecanica y las ciencias relacionadas

EI Algebra fundamental

Lineal en el

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de de

i mportancia la Ingenierfa

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Mecanica aplicada. Una gran variedad de problemas y aplicaciones de Ingenierfa pueden ser resueltos con conocimientos de vectores, matrices y sistemas de ecuaciones lineales. Su aplicaci6n especffica se encuentra en casi todas las areas de formaci6n profesional del ingeniero mecanico, tales como: Estatica, Dinamica, Resistencia de Materiales, Diseno Mecanico, Mecanica de Fluidos, Termodinamica, Investigaci6n de Operaciones, etc.

Numerosos paquetes de computaci6n requieren que el usuario conozca y comprenda bien los conceptos basicos de Algebra Lineal, para que pueda aplicarlos correctamente en la soluci6n de sistemas de ecuaciones, matrices y vectores

EI Algebra y la Trigonometrfa sirven para estudiar los objetos que se mueven con velocidad constante, pero si la velocidad es variable y la trayectoria es irregular se necesita el Calculo. Una descripci6n rigurosa del movimiento requiere definiciones precisas de velocidad y aceleraci6n, usando uno de los conceptos fundamentales de calculo: la derivada.

EI poder y la flexibilidad del Calculo hacen este util en muchos campos de estudio. Entre algunas de las casi infinitas aplicaciones de la derivada en el campo de la Ingenierfa Mecanica, se pueden mencionar: el analisis de vibraciones de un sistema mecanlco, la medici6n de los campos instantaneos de

8-178

velocidades y aceleraciones, los cambios instantaneos de una corriente electrica, etc.

EI concepto de derivada es util para resolver problemas de maximos y minimos, como ayuda para el analisis grafico de funciones complicadas, en la formulacion de conceptos basicos de Fluidos, Termodinamica, Dinamica, etc. Puede afirmarse que la derivada se aplica en casi todas las rama s del conocimiento y, con particular enfasis, en las Ingenierias y profesiones afines

Otro de los conceptos fundamentales del Calculo es el de la integral derivada 0,

simplemente, integral. Las integrales definidas se utilizan en campos tan diversos como las derivadas . Solo como ejemplos de algunas de sus aplica ciones se pueden mencionar: localizar el centro de masa 0 el momento de inercia de un solido, determinar el trabaj o requerido para enviar una nave espacia l a ot ro planeta, etc. Tambien se usan integrales definidas para investigar conceptos matematicos t a les como areas de superficies curvas y m uchos otros

•• EI campo de accion de la Ingenieria Mecanica requi e re que los profesionales de esta disciplina conozcan las tecnicas de resolucion de ecuaciones diferenciales ordinarias y que interpreten las soluciones obtenidas. EI ingeniero mecanico debe tener suficiente conocimiento y manejo de las ecuaciones

B 179

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diferenciales, de modo que, a partir de los enunciados de problemas tfpicos de su campo profesional (Transmision de Calor, Vibraciones, etc.), pueda establecer las ecuaciones diferenciales que simulan matematicamente los com porta m i e n to s

Para su actividad profesional, y especialmente para labores de investigacion, el ingeniero mecanico debe estar en capacidad de manejar y hacer el analisis de diferentes tipos de datos, inferir comporta mientos futuros de las variables a partir de la informacion que posea, entender el concepto de probabilidad y efectuar calculos sencillos al respecto; distinguir las variables aleatorias, discretas y continuas; aplicar los conceptos de inferencia, regresion y muestreo en problemas asociados a la Ingenierfa Mecanica .

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8-180

10.1 ANALISIS COMPARATIVO DEL RENDIMIENTO ACADEMICO Y LAS CONDICIONES DE PERMANENCIA DE LOS EGRESADOS EN EL AREA DE MATEMATICAS. PLAN DE ESTUDIOS 1981 VS PLAN DE ESTUDIOS 1992

A continuaci6n se presenta el analisis pormenorizado del comportamiento de los egresados en los siguientes aspectos: rendimiento academico, niveles de repitencia y comportamiento de las habilitaciones en el area.

FIGURA 51.

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PORCENTAJE ADICIONAL DE REGISTROS POR ASIGNATURA Y POR AREA Y NUMERO ADICIONAL DE CURSOS PARA ATENDER A LA POBLACI6N QUE REPITE EN

MATEMAnCAS. PLAN 92

[] Porc:enta.le adlclonal de reglstros para la poblacl6n y de cursos, ocaslonados por la perdlda de aslgnaturas

[] Porc:enta.le adiclonal de reglstros para la poblaclon anallzada, por area, ocaslonados por la perdida de asignaturas

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PORCENTAJE DE REGISTROS POR ASIGNATURA Y POR AREA Y NUMERO ADICIONAL DE CURSOS PARA ATENDER A LA POBLACI6N QUE REPITE EN MATEMATICAS. PLAN 1981

o PorcentaJe adiclonal de registros para la poblaclon y de cursos, ocasionados por la perdlda de aslgnaturas

o Porcentaje adicional de registros para la poblaci6n analizada, par area, ocasionados por la perdida de asignaturas ~

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Promedio area = 3 .0

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Estlmacion del numero de cursos adicionales (tenienda en cuenta el numero de estudiantes por curso) = 6 .5