PROCEDIMIENTO GENERAL DE ANÁLISIS (DE PROBLEMAS)

Tomado de:Introducción a la ingeniería enfoque de resolución de

problemas. Autor: Kirk D. Hagen

ISBN: 978-607-442-223-8

Los ingenieros son personas que resuelven problemas y para resolver un problema de análisis de manera completa y exacta, se requiere un:

Método de solución:SistemáticoLógicoOrdenado

El método para resolución de problemas es parte integral del proceso mental de un buen ingeniero.

Procedimiento general de análisis

• Éste puede ser muy corto y sencillo, o extremadamente largo y complejo. Independientemente del tamaño o complejidad del problema, se aplica el mismo método de solución. Debido a la naturaleza general del procedimiento, se utiliza para problemas analíticos asociados con cualquier disciplina de ingeniería: química, civil, eléctrica, mecánica, u otra.

Procedimiento general de análisis

• Los ingenieros en activo de todas las disciplinas han usado el procedimiento general de análisis de una forma u otra por largo tiempo, y la historia de los logros de la ingeniería es un testamento para su éxito.

Procedimiento general de análisis

• Mientras sea estudiante, es de vital importancia que aprenda los pasos del procedimiento general de análisis. Una vez que los haya aprendido y se sienta confiado de que puede utilizarlos para resolver problemas, aplíquelos en su trabajo analítico del curso.

• Practique el procedimiento una y otra vez hasta que se vuelva un hábito.

Procedimiento general de análisis

Procedimiento general de análisis

• El procedimiento general de análisis consiste de los siguientes siete pasos.1. Definición del problema2. Diagrama3. Supuestos4. Ecuaciones determinantes5. Cálculos6. Verificación de la solución7. Discusión/Comentarios

Definición del problema

• Es una descripción escrita del problema analítico a resolver. Debe escribirse de manera clara, concisa y lógica. La definición del problema resume la información dada, incluyendo todos los datos de entrada provistos para resolverlo. La definición del problema también establece lo que se debe determinar al realizar el análisis.

Diagrama

• Es un croquis, dibujo o esquema del sistema que se está analizando. De manera característica, es una representación gráfica simplificada del sistema real, que sólo muestra aquellos aspectos del sistema que son necesarios para realizar el análisis.

Diagrama

• El diagrama debe mostrar toda la información dada contenida en la definición del problema, como geometría, fuerzas aplicadas, flujos de energía, flujos másicos, corrientes eléctricas, temperaturas u otras cantidades físicas, según se requiera.

Supuestos

• Casi siempre el análisis en ingeniería involucra algunos supuestos. Éstos son afirmaciones particulares acerca de las características físicas del problema que simplifican o refinan el análisis. Un problema analítico muy complejo sería difícil o incluso imposible de resolver sin establecer algunos supuestos.

Ecuaciones determinantes

• Todos los sistemas físicos pueden ser descritos mediante relaciones matemáticas. Las ecuaciones determinantes son aquellas relaciones matemáticas que se refieren específicamente al sistema físico que se está analizando. Estas ecuaciones pueden representar leyes físicas, como las leyes del movimiento de Newton, de conservación de la masa, conservación de la energía, o la ley de Ohm;

Ecuaciones determinantes

• o pueden representar definiciones fundamentales de ingeniería, como velocidad, esfuerzo, momento de una fuerza y flujo de calor. Las ecuaciones también pueden ser fórmulas básicas matemáticas o geométricas, que comprenden ángulos, líneas, áreas y volúmenes.

Cálculos

• En este paso se genera la solución. Primero se desarrolla de manera algebraica hasta donde sea posible. Después los valores numéricos de las cantidades físicas conocidas se sustituyen en las correspondientes variables algebraicas. Se realizan todos los cálculos necesarios usando una calculadora o computadora para producir un resultado numérico con las unidades correctas y el número apropiado de cifras significativas.

Verificación de la solución

• Este paso es crucial. Inmediatamente después de obtener el resultado, se le examina con cuidado. Utilizando los conocimientos establecidos o soluciones analíticas similares y el sentido común, se busca determinar si el resultado es razonable. Sin embargo, sea que el resultado parezca razonable o no, se verifica dos veces cada paso del análisis.

Verificación de la solución

• En esta fase el experto se deshace de diagramas defectuosos, supuestos equivocados, ecuaciones aplicadas de manera errónea, manipulaciones numéricas incorrectas y uso inapropiado de unidades.

Discusión o Comentarios

• Después de que la solución se ha verificado completamente y corregido, se comenta el resultado. El comentario puede incluir una evaluación de los supuestos, un resumen de las principales conclusiones, una propuesta sobre la forma en la que se pudiera verificar el resultado experimentalmente en un laboratorio, o en un estudio paramétrico que demuestre la sensibilidad del resultado a una gama de parámetros de entrada.

Ejemplo 3.4, Bert Dillon

Ejemplo 3.4, Bert Dillon

Ejemplo 3.4, Bert Dillon

Ejemplo 3.5, Marie Norton

Ejemplo 3.5, Marie Norton

Ejemplo 3.5, Marie Norton

Ejemplo 3.6, Cy Brayton

Ejemplo 3.6, Cy Brayton

Ejemplo 3.6, Cy Brayton

Ejemplo 3.7, Max Power

Ejemplo 3.7, Max Power

Ejemplo 3.7, Max Power