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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/6003| Título : | Construcción de kit´s para la enseñanza de la termodinámica experimental |
| Autor : | SANCHEZ DIRZO, RAFAEL |
| Fecha de publicación : | 2016 |
| Resumen : | Desarrollar la capacidad de innovación en el alumno para el diseño de equipos y procesos termodinámicos y fisicoquímicos a nivel experimental en los laboratorios de Ciencia Básica (LCB) y de los Laboratorios de Talleres y Proyectos (LTP) de la carrera de Ingeniería Química a partir de los primeros semestres, es una meta propuesta por el Plan de Estudios que puede tener respuestas positivas mediante el acceso a las nuevas tecnologías de impresión en tercera dimensión. Tales tecnologías se encuentran disponibles en el mercado y pueden ser adaptadas para estimular la creatividad de los estudiantes desde el inicio de su carrera: vendrían a enriquecer los procesos educativos en tales LCB Y LTP, así como en su vinculación con el desarrollo de las teorías en los salones de clases. La impresión en tercera dimensión es una herramienta que puede mejorar la interrelación teoría-práctica tan abandonada en la actual dinámica de formación del ingeniero químico. |
| URI : | http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/6003 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | SANCHEZ DIRZO, RAFAEL |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2016-2019 |
| metadata.dcterms.educationLevel.SEP: | Licenciatura |
| metadata.dc.description.hypothesis: | Diseñar y construir prototipos de equipos y procesos vinculados a las transformaciones fisicoquímicas y termodinámicas básicas desde los primeros semestres en la formación del ingeniero químico, permite desarrollar sus capacidades creativas y de innovación tecnológica para la resolución de problemas. |
| metadata.dc.description.strategies: | Actualmente disponemos de 5 materiales didácticos de un PAPIME recién concluido y aprobado: PE 104312. La idea original era construir un kit para experimentos de cátedra para cada material. La adquisición de una impresora de objetos en tercera dimensión renueva tal idea. En dichos materiales se desarrollan los fundamentos fisicoquímicos del hidrógeno como combustible, de sistemas de conversión de las energías renovables, de la captación del agua de lluvia, del procesamiento del gas natural y fundamentos de la termodinámica clásica. Se diseñaría y construiría con el apoyo de tal impresora diversos prototipos y kit's que completarían tales materiales ya elaborados: específicamente bombas, turbinas, generadores, filtros, calentadores solares, generador eléctricos y generadores de vapor. Con estos equipos pueden ser armados e integrados procesos completos como los ciclos termodinámicos, en particular el Rankine, y sencillas plantas de proceso como la de tratamiento de agua de lluvia. Un proyecto similar a este y propuesto por colegas para fortalecer el área de Física y Fenómenos de Transporte de la Carrera de Ingeniería Química, vendrían a complementar esta propuesta. Hemos convenido así, unir presupuestos para acceder a impresoras 3D de alta calidad que permita alcanzar las metas propuestas. 1. Diseñar y construir diversos equipos y operaciones unitarias tales como calorímetros, celdas electrolíticas, intercambiadores de calor, bombas, turbinas, generadores, reactores, tuberías, válvulas y accesorios. 2. Integrar los equipos y operaciones unitarias del punto anterior para construir procesos como los ciclos termodinámicos y pequeñas plantas de procesos como las de tratamiento de agua de lluvia. 3. Desarrollar, mejorar e innovar las tecnologías implementadas en los puntos uno y dos. |
| metadata.dc.description.goals: | 1. Se adquirieron 4 impresoras 3D con las cuales se completó un primer conjunto de infraestructura elemental basada en estas tecnologías y se llevaron a cabo diversos cursos de difusión, participación en Congresos y capacitación para que tanto alumnos como profesores conocieran y accedieran a estas tecnologías de punta para mejorar e innovar la educación de los ingenieros. 2. Se diseñaron, imprimieron y elaboraron diversos equipos en 3D tales como tubos, intercambiadores, recipientes, álabes, bombas, turbinas, tornillos, resortes, celdas, figuras, botellas, dados, esferas, etcétera que nos permitió capacitar a diversos alumnos y profesores en el manejo de la 3D. Estas operaciones unitarias elementales fueron completadas con la adquisición de otros equipos, accesorios y máquinas que nos permitieron complementar de manera notable la capacidad para armar los dos procesos comprometidos en este proyecto y dejar una infraestructura material importante para construir otros nuevos y conformar dos espacios de diseño, talleres y laboratorios que ya están integrados a la dinámica educativa de la carrera de Ingeniería Química. 3. Se conjuntó y acoplaron operaciones unitarias básicas para armar dos procesos básicos. El primero un ciclo Rankine basado en el hidrógeno como combustible (aún incompleto por las razones que se dan más adelante), y una pequeña planta piloto para captar y procesar agua de lluvia hasta el nivel de ósmosis inversa (este sí se completó). |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | 1. Los recursos del PAPIME104816 se conjugaron con los recursos de anteriores PAPIME para hacer de dos espacios sub-utilizados, dos nuevos laboratorios-talleres de la Carrera de Ingeniería Química: uno dedicado a la elaboración de materiales didácticos y la simulación de procesos y otro, para el diseño, construcción y desarrollo, a nivel de laboratorio y planta piloto, de tales procesos. Si bien faltan detalles de infraestructura de los mismos como resane y pintura de sus techos y servicios de luz y seguridad, están concebidos para que los alumnos de ingeniería química puedan hacer uso de los mismos desde el primer semestre. 2. Los dos procesos comprometidos son tan solo dos ejemplos de los muchos y variados procesos que pueden ser concebidos, diseñados y construidos por los alumnos, orientados por sus profesores y las coordinaciones de nuestra carrera. Se tiene planeado diseñar y construir un proceso similar al del agua de lluvia pero ahora usando agua marina y un circuito electroquímico adaptando y mejorando el Ciclo Rankine (que aún conserva deficiencias sobre todo en el aspecto de seguridad, acoplamiento de sus partes y mejora de los turbogeneradores, principalmente). Otros colegas han manifestado su interés en procesos como la obtención de pigmentos, tratamiento de aguas grises y en general, desarrollo de ecotecnias. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | Primer año: adquisición de la impresora de objetos en tercera dimensión. Iniciarían las primeras pruebas para diseñar y construir los equipos y operaciones unitarias básicas: bombas, turbinas, generadores, calorímetros, calentadores solares, filtros de agua, válvulas, tuberías y accesorios diversos. Segundo año: Conjuntando y acoplando los equipos anteriores se armaría el primer circuito de procesos, específicamente el ciclo Rankine. Tercer año: Diseñar y construir una pequeña planta potabilizadora de agua de lluvia. |
| metadata.dcterms.provenance: | Facultad de Estudios Superiores (FES) Zaragoza |
| metadata.dc.subject.DGAPA: | Ingenierías |
| metadata.dc.type: | Proyecto PAPIME |
| Aparece en las colecciones: | 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías |
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