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II
DIRECTORIO
Mtro. Alonso Lujambio Irazábal
Secretario de Educación Pública
Dr. Rodolfo Tuirán Gutiérrez
Subsecretario de Educación Superior
Mtra. Sayonara Vargas Rodríguez
Coordinadora de Universidades Politécnicas
III
PÁGINA LEGAL
Participantes
Mtro. Pablo Alejandro Arizpe - Universidad Politécnica Metropolitana de Hidalgo
Mtro. Victor Manuel Delgado Romero – Universidad Politécnica Metropolitana de Hidalgo
Primera Edición: 2014
DR 2014 Coordinación de Universidades Politécnicas.
Número de registro:
México, D.F.
ISBN-----------------
IV
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ...........................................................................................................................................5
PROGRAMA DE ESTUDIOS .........................................................................................................................6
FICHA TÉCNICA............................................................................................................................................7
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA O PROYECTO ..........................................................................................9
INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN ............................................................................................................13
GLOSARIO..................................................................................................................................................17
BIBLIOGRAFÍA ...........................................................................................................................................19
5
INTRODUCCIÓN
La Termoquímica se encarga de estudiar las características de una reacción química, con
respecto al requerimiento o liberación energética implicada en la realización de los cambios
estructurales correspondientes.
Si la energía química de los reaccionantes es mayor que la de los productos se produce una
liberación de calor durante el desarrollo de la reacción, en caso contrario se necesita una
adición de calor. Esto hace que las reacciones se clasifiquen en exotérmicas o endotérmicas
según que liberen o requieran calor.
La reacción entre hidróxido de sodio y ácido clorhídrico es altamente exotérmica, mientras
que la reacción de formación de óxido de magnesio a partir de oxígeno y magnesio es
endotérmica.
En todo proceso, tanto físico como químico, están implicadas ciertas energías de distintos
tipos (energía potencial, energía cinética, energía eléctrica…). La ciencia que estudia los
cambios energéticos en sus distintas manifestaciones, en cualquier tipo de proceso, recibe
el nombre de termodinámica.
Si dicha ciencia se aplica al estudio de los cambios químicos, entonces, como hemos
comentado previamente, la llamaremos termoquímica o termodinámica química. Aunque en
ocasiones no se consideran términos equivalentes.
7
FICHA TÉCNICA
PROCESOS TÉRMICOS
Nombre: Procesos Térmicos
Clave: PTER-ES
Justificación: Para mejorar las propiedades del material y obtener una geometría acorde de
los planos de ingeniería.
Objetivo:
El alumno implementará técnicas y procesos de transformación de materia
prima en producto a altas temperaturas, de acuerdo a especificaciones de
diseño utilizando equipo especial.
Habilidades:
Compresión de los principio de operación y funcionamiento de los diferentes
sistemas y maquinarias.
Identificación de los procesos más eficientes.
Implementar los conocimientos teóricos de forma tangible mediante
prácticas.
Competencias
genéricas a
desarrollar:
Aplicar los conocimientos en la práctica.
Gestionar la información.
Capacidades para análisis y síntesis.
Trabajar en forma autónoma y en equipo.
Capacidades a desarrollar en la asignatura Competencias a las que contribuye la
asignatura
Analizar las propiedades del material para
determinar el proceso térmico más apropiado
destinado para su mejora.
Gestionar procesos térmicos confiables,
seguros, rentables y adaptados hacia la mejora
continua.
Determinar mediante las propiedades
mecánicas del acero las condiciones óptimas
de su producción a partir de la fundición.
Planear la producción mediante técnicas
estandarizadas para determinar los límites y
niveles (tolerancias) que deben mantener las
operaciones del proceso.
Ejecutar sistemas de producción requeridos
para la transformación de materiales con base
a los requerimientos aeronáuticos.
Diferenciar propiedades y características de
materiales basado en su estructura para
permitir el óptimo uso de un componente
aeronáutico en un sistema determinado
empleados para procesos térmicos.
8
Estimación de tiempo
(horas) necesario para
transmitir el aprendizaje al
alumno, por Unidad de
Aprendizaje:
Unidades de
aprendizaje
HORAS TEORÍA HORAS PRÁCTICA
Presencial
No
presencial
Presencial
No
Presencial
Tratamientos
Termoquímicos
14 0 0 0
Fundición del acero 18 0 0 0
Principio de
soldadura:
Métodos y Técnica
13 0 20 0
Ajustes y Tolerancias 10 0 0 0
Total de horas por
cuatrimestre: 75
Total de horas por semana: 5
Créditos: 6
9
Nombre de la asignatura: Procesos Térmicos
Nombre de la Unidad de
Aprendizaje:
Tratamientos Termoquímicos
Nombre de la práctica o
proyecto:
Cuestionario tratamientos termoquímicos
Número: 1
Duración (horas) :
14
Resultado de
aprendizaje:
Al completar la unidad de aprendizaje, el estudiante será capaz de:
*Interpretar las definiciones y conceptos básicos del tratamiento químico
a los materiales
*Comprender los procesos de tratamiento termoquímico
Requerimientos (Material
o equipo): Pizarrón, marcadores, proyector, presentación, computadora.
Actividades a desarrollar en el cuestionario: (una vez que se dé la presentación del tema, el alumno
será capaz de responder el siguiente cuestionario de manera correcta). Se presentan las respuestas
que serían consideradas como correctas.
Cuestionario:
1. ¿Qué es un tratamiento termoquímico y de que se compone?
2. Explique claramente las etapas del tratamiento termoquímico.
3. Describa claramente el método de endurecimiento conocido como cementación y mencione
sus finalidades.
4. Dibuje y mencione las partes de las que se componen los hornos por quemadores de gas o
fuel-oíl, y por resistencia eléctrica.
5. ¿En qué consiste el proceso de cianuración?
6. Explique de que trata la nitruración.
7. Explique de manera clara la principal característica de la zona de difusión e el proceso de
nitruración.
8. Explique y dibuje los componentes de un horno para nitruración gaseosa.
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA O PROYECTO
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Evidencias a las que contribuye el desarrollo del cuestionario:
EC2: Examen escrito. Aplica los diferentes tipos de procesos termoquímicos y su aplicación en los
distintos tipos de materiales así como los conceptos básicos empleados en dichos procesos.
EP2: Preexamen. Realiza una evaluación previa de los conocimientos adquiridos por el estudiante
evidenciando si se han adquirido los conocimientos elementales que refieren los procesos
termoquímicos.
ED2: Exposición. Muestra las habilidades del estudiante para desarrollar el tema, y ejemplificar de
manera clara cada proceso, mostrando las etapas y aplicaciones del mismo.
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Nombre de la asignatura: Procesos Térmicos
Nombre de la Unidad de
Aprendizaje:
Fundición del acero
Nombre de la práctica o
proyecto:
Cuestionario fundición del acero:
Número: 2
Duración (horas) :
18
Resultado de
aprendizaje:
Al completar la unidad de aprendizaje, el alumno será capaz de:
* Explicar claramente el proceso de fundición de acero desde la obtención
de la materia prima hasta el producto final.
*Conocer de manera evidente el funcionamiento, etapas y características
del alto horno.
Requerimientos (Material
o equipo): Pizarrón, marcadores, proyector, computadora, presentación.
Actividades a desarrollar en el cuestionario: (una vez que se dé la presentación del tema, el alumno
será capaz de responder el siguiente cuestionario de manera correcta).
Cuestionario:
1. Mencione cuales son los métodos comunes de obtención del acero y explique alguno de ellos
2. Menciona mínimo 3 elementos aleantes del acero y mejoras obtenidas con la aleación
3. Realice el esquema de una planta de fundición de acero y mencione todas las secciones que lo
componen:
4. Dibuje el horno Martin-Siemens, mencione sus componentes:
Evidencias a las que contribuye el desarrollo del cuestionario:
EC2: Examen escrito. Considera la explicación del proceso de fundición del acero en todas sus
etapas, así como las características de la maquinaria empleada durante la fundición y las
características y propiedades de las materias primas empleadas para su obtención.
EP2: Prexamen. Realiza una evaluación previa de los conocimientos adquiridos por el estudiante
evidenciando si se han adquirido los conocimientos elementales que refieren a las características del
alto horno y su importancia en el proceso de fundición.
ED2: Exposición. Muestra las habilidades del estudiante para desarrollar el tema, y ejemplificar de
manera clara cada proceso, mostrando las etapas y aplicaciones del mismo.
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA O PROYECTO
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Nombre de la asignatura: Procesos Térmicos
Nombre de la Unidad de
Aprendizaje:
Principio de Soldadura, métodos y técnicas
Nombre de la práctica o
proyecto:
Soldadura por arco eléctrico
Número: 3
Duración (horas) :
10
Resultado de
aprendizaje:
Al completar la unidad de aprendizaje, el alumno será capaz de:
* Entender el funcionamiento de cada una de las técnicas de soldadura y
sus principales características
* Emplear los conocimientos adquiridos respecto a la soldadura por arco
eléctrico para desarrollar un modelo real a consideración del estudiante.
Requerimientos (Material
o equipo):
Planta de soldar, electrodos 6013 de 1/8 y 3/16, careta, bata, guantes,
botas industriales, lentes de protección.
Actividades a desarrollar en la práctica:
Se realizará una práctica de soldadura por arco eléctrico, en la que los alumnos ejecuten los
conocimientos adquiridos con respecto a la técnica enseñada.
En esta práctica se emplearán las diferentes técnicas usadas para soldar, como lo son: zigzag,
circular, y triangular.
Se pondrá a prueba al alumno pidiéndole explicación sobre los pasos a seguir para ejecutar
correctamente la técnica mostrada previamente.
Evidencias a las que contribuye el desarrollo de la práctica:
EC3: Examen escrito. Explica de manera clara los distintos métodos de soldadura, sus características
y aplicaciones.
EP3: Practica. Evidencia las habilidades del alumno para la unión de materiales por soldadura de arco
eléctrico, así como la elaboración de un modelo real a partir de dichas habilidades.
ED3: Exposición. Explica las características de Soldadura, métodos y técnicas
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA O PROYECTO
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Nombre de la asignatura: Procesos Térmicos
Nombre de la Unidad de
Aprendizaje:
Ajustes y Tolerancia
Nombre de la práctica o
proyecto:
Compresión
Número: 4
Número: 10
Resultado de
aprendizaje:
Al completar la unidad de aprendizaje, el alumno será capaz de:
*Entender los conceptos de ajustes y tolerancia a partir de las normativas
existentes de acuerdo a los procesos de manufactura empleados para la
obtención de piezas o elementos estructurales.
Requerimientos (Material
o equipo): Pizarrón, marcadores, proyector, presentación.
Actividades a desarrollar en el cuestionario: (una vez que se dé la presentación del tema, el alumno
será capaz de responder el siguiente cuestionario de manera correcta).
Cuestionario:
1. Defina el concepto de tolerancia.
2. Para la siguiente pieza determine los valores de cota nominal y cota real, explique la diferencia
entre ellas. Proponga las medidas numéricas.
DESARROLLO DE LA PRÁCTICA O PROYECTO
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3. Escriba los nombre de los tipos de tolerancia de posición y de forma que se muestran a
continuación.
4. Defina el concepto de ajuste
5. Mencione y esquematice los diferentes tipos de ajustes.
Evidencias a las que contribuye el desarrollo de la práctica:
EC3: Examen escrito. Explica de manera clara el concepto de ajuste y tolerancia, así como su
importancia dentro de los proceso de conformado de piezas, su relación con la industria y
aplicaciones.
EP3: Preexamen. Evidencia los conocimientos elementales de tolerancia y su aplicación en el diseño y
manufactura de piezas.
ED3: Exposición. Explica las características y técnicas empleadas para determinar la tolerancia en un
material y sus aplicaciones.
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INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN
Nombre del instrumento de evaluación
Rubrica para la evaluación del reporte de trabajos de investigación
Universidad Universidad Politécnica Metropolitana de Hidalgo
Nombre del profesor
Materia Procesos Térmicos
Tema
Fecha
Evaluación Individual/Equipo
Criterios de evaluación % Cumplió Observaciones
Contenido El reporte entregado cumple con todos los puntos requeridos por el profesor los cuales aseguran que la investigación contiene información completa, ordenada y con limpieza, además de contener puntos clave tales como;
• Portada
• Introducción referida al contenido a abordar
• Desarrollo completo del tema de investigación con los puntos planteados por el profesor con un desglose propuesto con anterioridad
• Conclusiones claras y precisas
• Referencias bibliográficas que den fidelidad de la información plasmada en la investigación.
30
Contenido teórico del trabajo El desarrollo de la información presentada cuenta con un desarrollo de las ideas explicadas de manera completa, ordenada y concisa.
50
16
Puntualidad Es trabajo deberá ser entregado en los tiempos acordados previamente por el profesor con limpieza y presentación.
20
TOTAL 100
CALIFICACIÓN TOTAL
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Rubrica para la evaluación de exposición
Universidad Universidad Politécnica Metropolitana de Hidalgo
Nombre del profesor
Materia Procesos Térmicos
Tema de exposición
Fecha
Nombre del alumno/integrantes de
equipo
Evaluación Individual/Equipo
Criterios de evaluación % Cumplió No cumplió Observaciones
Se cumple con el tiempo de presentación asignado
10
Presentación estética y formal por parte de cada miembro del equipo
10
Orden en la exposición 10
Contenido completo, claro y conciso 20
Dominio del tema 30
Aclaración de dudas al resto del grupo 10
Participación y apoyo entre los integrantes
10
Total 100
CALIFICACIÓN TOTAL
18
Rubrica para la evaluación de practica
Universidad Universidad Politécnica Metropolitana de Hidalgo
Nombre del profesor
Materia Procesos Térmicos
Práctica
Fecha
Nombre del alumno/integrantes de
equipo
Evaluación Individual/Equipo
Criterios de evaluación % Cumplió No cumplió Observaciones
Fundamentos teóricos anteriores y
posteriores acerca del procedimiento que se llevara a cabo
20
Los resultados obtenidos son los
esperados
30
La técnica utilizada es la apropiada
para su elaboración
20
Entrega de un reporte detallado con
los pasos y fundamentos teóricos que se efectuaron durante la practica
30
Total 100
CALIFICACIÓN TOTAL
19
GLOSARIO
Manufactura fase de la producción económica de los bienes y
servicios de una industria para la transformación de materia prima en un producto.
Material elemento que puede transformarse y agruparse en un
conjunto.
Superficie es el límite de un medio continuo en contacto.
Tratamiento superficial proceso de fabricación que se realiza para dar unas
características determinadas a la superficie de un objeto.
Tratamiento térmico conjunto de operaciones de calentamiento y
enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura.
20
BIBLIOGRAFÍA
Fundamentos de
manufactura moderna
M.P. Groover
2005
Pearson
Mexico D.F. 2005
Básica
Manufactura,
Ingeniería y Tecnología,
Vol. 1, Ingeniería y
tecnología de
materiales
S. Kalpakjian
2014
Pearson
Mexico D.F. 2014
Básica
Manufactura,
Ingeniería y Tecnología,
Vol. 2, Procesos de
manufactura
S. Kalpakjian
2014
Pearson
Mexico D.F. 2014
Básica
Fundamentos de
manufactura moderna
M.P. Groover
2005
Pearson
Mexico D.F. 2005
Básica