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Título : Herramientas didácticas para el aprendizaje de la manufactura sustentable
Autor : MARQUEZ AMADOR, UBALDO EDUARDO
JACOBO ARMENDARIZ, VICTOR HUGO
Fecha de publicación : 2019
Resumen : La energía requerida para producir una pieza, componente o producto particular, está determinada en gran medida por su proceso de diseño, materiales empleados y a las operaciones de su manufactura, así como por la calidad, condición y edad de la maquinaria y equipos empleados. En la enseñanza de la manufactura un punto muy importante a analizar y evaluar son los requerimientos de energía a consumir en los procesos durante la transformación de los materiales, pero se hace más difícil cuando se incluye equipo secundario para realizar el cálculo final. Por ejemplo en las operaciones de los procesos de manufactura es muy frecuente que estén involucrados bombas, ventiladores, hornos, iluminación, etc. Además, la eficiencia de la operación varía por lo general en función de las prácticas y procedimientos de una industria a otra, o de una compañía a otra. Por ejemplo: En las operaciones de Manufactura que involucren remoción de material como el torneado, éste proceso consume casi el 50% menos de energía por la misma cantidad de material removido, comparado con el proceso de maquinado por electrodescarga (EDM), que hoy en día se emplea cada vez más en la industria.Cada proceso de manufactura tienen un rango de desempeño o calidad del producto obtenido, las velocidades de procesamiento varían mucho en función, por ejemplo de las tolerancias especificadas y del acabado superficial establecido, porque las tolerancias muy estrictas y las superficies de excelente acabado superficial ocupan mayor tiempo y consumen altos niveles de energía. Se evaluaran todos los procesos de manufactura que son similares en cuanto al proposito de ellos y se establecerán los índices de evaluación de energía para una misma cantidad de material procesado. En el proceso de selección de materiales empleados para fines similares se estableceran los niveles de energía consumida desde su obtención y de su capacidad de reciclado. Todo lo anterior, por medio de metricas que permitan forman un criterio.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/6172
metadata.dc.contributor.responsible: MARQUEZ AMADOR, UBALDO EDUARDO
metadata.dc.coverage.temporal: 2019-2021
metadata.dcterms.educationLevel.SEP: Licenciatura
metadata.dc.description.objective: -Desarrollar material sobre sustentabilidad en los procesos de manufactura y su selección -Generar contenido sobre diseño y rediseño sustentable de industrias manufactureras. Fabricas verdes, Regulaciones ambientales, Diseñando una planta industria
-Desarrollar un libro sobre manufactura sustentable -Desarrollar una guía práctica para la selecición de materiales y procesos sustentables -Integrar conocimiento sobre manufactura sustentable y diseñar una herramienta para su consulta -Incorporar,
metadata.dc.description.hypothesis: Al tema de Manufactura sustentable se le ha dado un trato muy superficial sin un análisis profundo de todas las implicaciones que tiene. El número de alumnos que deberán tener un conocimiento más profundo de este tema es muy grande, ya que entre las 4 carreras involucradas que son, Ingeniería Mecánica, Ingeniería Industrial, Ingeniería Mecatrónica e Ingeniería Biomédica se atienden actualmente 21 grupos del área de Materiales que representan 761 alumnos y 29 grupos del área de Manufactura en los que se atienden 1232 alumnos. Lo anterior representa casi 2000 alumnos de las 4 carreras, en las que no se analiza con la profundidad debida el Tema de Manufactura Sustentable y no se estudian los índices de evaluación, debido a que se les ha dado una orientación social o económica y desde un punto técnico. Por lo que se pretende establecer todos los índices de evaluación de la Sustentabilidad y establecer métricas más claras de evaluación de los distintos procesos y uso de las familias de materiales de Ingeniería más racional, para lograr una clara y puntual aportación al tema de sustentabilidad y contribuir al desarrollo de la "Ingeniería Verde". Con este material el estudiante: -Aprenderá las principales variables que le permitan establecer un métrica de la sustentabilidad en productos y procesos -Conocerá y aplicará el análisis de ciclo de vida del producto -Analizará en forma sistemática los procesos de manufactura y su impacto ambiental -Adquirirá los conocimientos que le permitan mejorar en cuestiones de impacto ambiental una industria de transformación -Conocerá los conceptos relativos al diseño, manufactura y materiales sustentables
metadata.dc.description.strategies: 1. Revisión de la literatura sobre conceptos de sustentabilidad, manufactura sustentable, manufactura verde, ecodiseño, ciclo de vida del producto, variables ecológicas, reciclado, entre otros 2. Elaboración de un capítulo que que aborde los conceptos de sustentabilidad económica, social y ambiental y en donde se describa el estado actual de los conceptos de sustentabilidad y su prospectiva 3. Desarrollar contenido en cuanto a los conceptos de manufactura sustentable desde la definición del términos hasta las ténicas y herramientas para su estudio 4. Generar contenido sobre abundancia de los materiales en la naturaleza, el consumo de los materiales y su prospectiva el impacto ambiental de las materias primas, Impacto ambiental de los desechos y selección de materiales sustentables 5. Producir material sobre diseño de productos sustentables, consumo de recursos y emisiones asociados al producto, además del análisis de ciclo de vida 6. Desarrollar contenido respecto de las variables de sustentabilidad en la manufactura (métricas). Huella Ecológica, Huella de Carbono, Consumo de Energía, Emisiones y contaminación, Reciclabilidad, Reutilización, Economía ambiental 7. Desarrollar material sobre sustentabilidad en los procesos de manufactura y su selección 8. Generar contenido sobre diseño y rediseño sustentable de industrias manufactureras. Fabricas verdes, Regulaciones ambientales, Diseñando una planta industrial sustentable, Como orientar una industria de manufactura hacia la sustentabilidad. 9. Desarrollar una guía metodológica y didáctica para la selección de materiales y procesos sustentables 10. Integrar material en formato digital sobre conceptos de manufactura sustenable útiles para la formación del estudiante y que sirvan como un repositorio de consultas a través de una página web 11. Realizar la edición profesional de las herramientas didácticas desarrolladas 12. Enviar el material al proceso de revisión para su publicación 13. Impartir un curso de actualización y superación de profesores relativo a las herramientas para la manufactura sustentables desarrolladas 14. Enviar el material didactico generado para su incorporación a la Red Universitaria de Aprendizaje
Con las herramientas didácticas se pretende mejorar la enseñanza apredizaje de las temáticas asociadas a la sustentabilidad en la manufactura, se busca que los estudiantes asimilen y se formen en el manejo adecuado de los materiales y procesos de tal manera que en la práctica profesional tengan no solo una coneciencia ecológica de tipo filosofico, sino que apliquen su profunda formación técnico científica de tal manera que en el diseño de productos y procesos tengan impacto positivo en el medio ambiente Con este material el alumno conocerá los conceptos relacionados con la manufactura sustentable, analizando en forma sistemática los procesos de transformación de la materia en términos de las variables sustentables, de tal manera que obtenga los conocimientos que le permitan mejorar la fabricación de un producto y la operación de una industria minimizando su impacto ambiental.
metadata.dc.description.goals: PRIMER AÑO -Revisión de la literatura sobre conceptos de sustentabilidad, manufactura sustentable, manufactura verde, ecodiseño, ciclo de vida del producto, variables ecológicas, reciclado, entre otros (100%). -Elaboración de un capítulo que que aborde los conceptos de sustentabilidad económica, social y ambiental y en donde se describa el estado actual de los conceptos de sustentabilidad y su prospectiva (80%). -Desarrollar contenido en cuanto a los conceptos de manufactura sustentable desde la definición del términos hasta las técnicas y herramientas para su estudio (80%). -Generar contenido sobre abundancia de los materiales en la naturaleza, el consumo de los materiales y su prospectiva el impacto ambiental de las materias primas, Impacto ambiental de los desechos y selección de materiales sustentables (60%). -Producir material sobre diseño de productos sustentables, consumo de recursos y emisiones asociados al producto, además del análisis de ciclo de vida (80%). -Desarrollar contenido respecto de las variables de sustentabilidad en la manufactura (métricas). Huella Ecológica, Huella de Carbono, Consumo de Energía, Emisiones y contaminación, Reciclabilidad, Reutilización, Economía ambiental (90%). -Integrar material en formato digital sobre conceptos de manufactura sustentable útiles para la formación del estudiante y que sirvan como un repositorio de consultas a través de una página web (70%). SEGUNDO AÑO -Desarrollar material sobre sustentabilidad en los procesos de manufactura y su selección (60%). -Generar contenido sobre diseño y rediseño sustentable de industrias manufactureras. Fabricas verdes, Regulaciones ambientales, Diseñando una planta industrial sustentable, Como orientar una industria de manufactura hacia la sustentabilidad (30%). -Desarrollar una guía metodológica y didáctica para la selección de materiales y procesos sustentables (50%). -Integrar material en formato digital sobre conceptos de manufactura sustentable útiles para la formación del estudiante y que sirvan como un repositorio de consultas a través de una página web (70%). -Realizar la edición profesional de las herramientas didácticas desarrolladas (Pendiente). -Enviar el material al proceso de revisión para su publicación (Pendiente). -Impartir un curso de actualización y superación de profesores relativo a las herramientas para la manufactura sustentables desarrolladas (Pendiente). -Enviar el material didáctico generado para su incorporación a la Red Universitaria de Aprendizaje (Pendiente).
metadata.dc.description.selfAssessment: Este proyecto tiene como objetivo generar herramientas para la enseñanza de la manufactura sustentable, orientadas a que el alumno conozca los conceptos relacionados con la sustentabilidad en la manufactura, que tenga la capacidad de analizar en forma sistemática los procesos de fabricación a través de métricas de sustentabilidad. Se busca que el estudiante obtenga los conocimientos que le permitan en su momento mejorar la manufactura de un producto, los procesos y la operación de una industria minimizando su impacto ambiental. Para la elaboración del material didáctico para manufactura sustentable fue necesaria ubicar e integrar de bibliografía asociada al tema, por lo que se revisó literatura sobre conceptos de sustentabilidad, manufactura sustentable, manufactura verde, ecodiseño, ciclo de vida del producto, variables ecológicas, reciclado, huella de carbono, métricas de sustentabilidad, desarrollo sustentable, entre otros. Se cuenta con más de 180 artículos, 23 libros, 5 capítulos de libros, y diversos manuales, tesis e informes oficiales. Al revisar y analizar la literatura se concluyó que los libros de manufactura sustentable son muy especializados (pej enfoque a micromaquinado o nanotecnología) y no brindan una visión amplia de los conceptos que requiere un estudiante de licenciatura en formación. Por tanto una parte importante del material de este proyecto se genera a través del conocimiento reportado en artículos. En el proyecto se ha desarrollado contenido sobre sustentabilidad, manufactura sustentable, materiales sustentables, huellas ambientales y su aplicación industrial, ciclo de vida del producto, ecodiseño y métricas de sustentabilidad. Por otra parte se revisaron y utilizan aplicaciones web de acceso libre para evaluar métricas como Huella Ecológica, Huella de Carbono y Huella Hídríca. Parte del material se utilizó en la asignatura manufactura sustentable. Se tiene elaborado un manual de prácticas que hasta el momento cuenta con seis prácticas (Características de las huellas ambientales, Huellas ambientales de procesos productivos, Actividades unitarias, balance de masa y balance de energía, Análisis de ciclo de vida, Aspectos e impactos ambientales, Métricas de la Manufactura Sustentable) Finalmente es importante comentar que para el desarrollo de este proyecto se han presentado dificultades como consecuencia de la pandemia Covid19, esto se traduce en que los productos comprometidos aún no se han concluido, aunque se está trabajando en ello y se seguirá trabajando en el trascurso del año. Evidentemente no estamos satisfechos con los avances reportados en este momento pero se tiene contemplado que los productos faltantes se terminen en un plazo de 4 meses, y que además se elaboren 4 prácticas más de laboratorio y se colabore con un artículo en un congreso virtual en el área de Educación en Ingeniería Mecánica.
metadata.dcterms.provenance: Facultad de Ingeniería
metadata.dc.subject.DGAPA: Ingenierías
ciclo de vida de producto
ecodiseño
manufactura
manufactura sustentable
manufactura verde
medio ambiente
Sustentabilidad
metadata.dc.type: Proyecto PAPIME
metadata.dc.contributor.coresponsible: JACOBO ARMENDARIZ, VICTOR HUGO
Aparece en las colecciones: 1. Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

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