SÍLABO DE OPERACIONES UNITARIAS Y PROCESOS INDUSTRIALES (100000NI23) 2018-1 1. DATOS GENERALES 1.1. Facultad/Área:
Ingeniería Industrial y Mecánica
1.2. Carrera:
Ingeniería Industrial
1.3. Coordinador:
Eduardo Ronny Quiroz Sánchez
1.4. Requisitos:
100000NI22 - Fisicoquímica
1.5. Créditos:
4
1.6. Horas semanales:
10
1.7. Modalidad:
Presencial
1.8. Competencias:
Gestión de Operaciones
Carrera
Ingeniería Industrial
Competencia
Gestión de Operaciones: Diagnostica oportunidades de negocio y las transforma en organizaciones eficientes que agreguen valor.
Criterio
Nivel de logro
Planeamiento de procesos productivos
N2: Conoce en detalle los diferentes procesos productivos que se pueden aplicar en las organizaciones
Control de procesos
N2: Calcula independientemen te los indicadores de productividad y calidad
2. FUNDAMENTACIÓN La asignatura proporciona un enfoque metódico para desarrollar la habilidad de comprender los fundamentos, aplicaciones e ingeniería relacionada a los procesos industriales más importantes de nuestra realidad nacional. El profesional actual debe tener la capacidad de entender los tratamientos de las actividades desarrolladas en las cadenas de producción, el consumo racional de los recursos y/o servicios dentro del proceso, el control de los productos y desperdicios finales generados, así como la importancia del uso de los recursos no renovables y su impacto en el medio ambiente, por lo que el contenido del curso prepara al profesional para poder tener las competencias requeridas.
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3. SUMILLA El curso es teórico-práctico y busca que el alumno desarrolle competencias en la ingeniería de procesos industriales y poder conseguir una ventaja competitiva en el actual entorno de una economía globalizada. Para ello, el estudiante, en el curso, entenderá los fundamentos del balance de materia en los procesos industriales, aprenderá los fundamentos y aplicaciones de los ciclos de potencia de gas y de vapor y de refrigeración, comprenderá los fundamentos y aplicación del balance de energía en los procesos industriales, entenderá lo referente a la importancia de la conservación ambiental en las plantas industriales, se estudiará las diferentes actividades en la cadena de producción manufacturera, máquinas convencionales, control de calidad y analizar los diagramas de los materiales en los ensayos correspondientes.
4. LOGRO GENERAL DE APRENDIZAJE Al final del curso, el estudiante resolverá situaciones y/o casos de ingeniería de los procesos industriales y su implicancia en el correcto desarrollo de las actividades de producción industrial. Establecerá las condiciones, la ingeniería y los lineamientos necesarios para realizar proyectos de innovación y de mejora y control en una planta industrial.
5. UNIDADES Y LOGROS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE Unidad de aprendizaje 1 Balance de masa
Semana 1
Logro específico de aprendizaje Al finalizar la unidad, el estudiante explicará el análisis de materia a varios sistemas que incluyen volúmenes de control de flujo estacionario y no estacionario. Temario 1.1 Introducción al balance de materia. 1.2 Balance de masa en sistemas sin reacción química. 1.3 Balance de masa en sistemas con reacción química. 1.4 Análisis de proceso de flujo estacionario y no estacionario. Unidad de aprendizaje 2 Ciclos termodinámicos
Semana 2 y 3
Logro específico de aprendizaje Al finalizar la unidad, el estudiante explicará el desempeño de los dispositivos de ingeniería, así como de los ciclos de potencia de gas y de vapor y sus aplicac iones respectivas. Temario 2.1 Dispositivos de ingeniería: Toberas, difusores, turbinas, compresores, válvulas de estrangulamiento, cámara de mezclado, intercambiadores de calor. Uso de tablas de va por. 2.2 Ciclo de Carnot y su valor en ingeniería. 2.3 Ciclo de Rankine: El ciclo ideal para los ciclos de potencia de vapor. 2.4 Ciclo de Otto: El ciclo ideal para las máquinas de encendido por chispa. 2.5 Ciclo de Brayton: El ciclo ideal para los motores de turbina de gas. 2.6 Refrigeración 2
Unidad de aprendizaje 3 Balance de energía y planta de servicios Industriales
Semana 4
Logro específico de aprendizaje Al finalizar la unidad, el estudiante explicará el análisis de energía a varios sistemas que incluyen volúmenes de control de flujo estacionario y no estacionario, además reconocerá las operaciones de los servicios en plantas industriales y su impacto en el medio ambiente. Temario 3.1 Introducción al balance de energía. 3.2 Balance de energía en sistemas sin reacción química. 3.3 Balance de energía en sistemas con reacción química. 3.4 Técnicas de tratamiento de agua para uso de caldero y enfriamiento de equipos. Equipos y operación. 3.5 Planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR). 3.6 Impacto en el medio ambiente. Unidad de aprendizaje 4 Procesos de Solidificación de Metales
Semana 5
Logro específico de aprendizaje Al finalizar la unidad, el estudiante reconocerá el proceso de solidificación de metales, realizará el análisis ingenieril del proceso y especificará los costos de manufactura. Temario 4.1 Ingeniería de Materiales 4.2 Fundamentos de Fundición de Metales. 4.3 Máquinas y equipos industriales de fundición. 4.4 Análisis y aplicación de moldes de arena. 4.5 Diseño y Análisis ingenieril del proceso de fundición. 4.6 Costos de manufactura y defectos de fabricación. Unidad de aprendizaje 5 Sistemas de Manufactura Integrada
Semana 6
Logro específico de aprendizaje Al finalizar la unidad, el estudiante explicará el proceso de solidificación de plásticos, realizará el análisis ingenieril del proceso y especificará los costos de manufactura. Temario 5.1 Propiedades de Polímeros. 5.2 Fundamentos de Extrusión de Plásticos. 5.3 Máquinas y equipos industriales de extrusión. 5.4 Análisis y aplicación de troquel. 5.5 Diseño y Análisis ingenieril del proceso de extrusión. 5.6 Costos de manufactura y defectos de fabricación. Unidad de aprendizaje 6 Proceso de Arranque de Material
Semana 7
Logro específico de aprendizaje Al finalizar la unidad, el estudiante explicará el proceso de arranque de material, realizará el análisis ingenieril del proceso y especificará los costos de manufactura. 3
Temario 6.1 Fundamentos de Tecnología de Mecanizado. 6.2 Máquinas y equipos industriales de torneado. 6.3 Análisis y selección de herramientas de torneado. 6.4 Diseño y Análisis ingenieril del proceso de torneado. 6.5 Máquina y equipos industriales de fresado. 6.6 Análisis y selección de herramientas de fresado. 6.7 Diseño y Análisis ingenieril del proceso de fresado. 6.8 Costos de manufactura y defectos de fabricación. Unidad de aprendizaje 7 Sistemas de Manufactura Integrada
Semana 8
Logro específico de aprendizaje Al finalizar la unidad, el estudiante reconocerá los sistemas de manufactura integrada, realizará el análisis ingenieril de la integración y especificará los costos de manufactura. Temario 7.1 Fundamentos de Producción en Línea. 7.2 Líneas de ensamblaje manual. 7.3 Líneas de producción automatizada. 7.4 Diseño y Análisis ingenieril de sistemas de manufactura flexible. 7.5 Costos de manufactura e integración.
6. METODOLOGÍA La estrategia metodológica que orienta este curso ha sido diseñada para la modalidad semipresencial e incorpora todas sus características. Ello supone el empleo de una metodología activa y participativa que promueve el autoaprendizaje, la autonomía del estudiante y el trabajo colaborativo. Para lograr ello, el profesor involucra a los alumnos en su participación durante las fases virtual y presencial para lograr la construcción consensuada del conocimiento. Las estrategias metodológicas que se utilizan consideran lecturas, videos y casos propuestos. Por ello, las clases se desarrollan utilizando diversas técnicas, según el momento de utilidad, transferencia o práctica, tales como anécdotas, lectura sinérgica y comentada, estudio de casos, ejemplos, exposiciones grupales, preguntas, lluvia de ideas, uso de videos y diapositivas, así como portales Web. La tendencia del desarrollo es en equipos basada en el principio de aprendizaje colaborativo de la UTP. La revisión del material y lecturas antes y durante clases se basa en el aprendizaje autónomo. Los casos prácticos y ejercicios para desarrollar por los alumnos se basan en el aprendizaje en evidencias. El uso de videos, diapositivas y audios se basa en el aprendizaje para la era digital.
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7. SISTEMA DE EVALUACIÓN La evaluación para los cursos del Programa de Carreras para gente que trabaja es formativa y permanente. Las actividades se centran en la obtención de los logros de aprendizaje. Los alumnos relacionan sus saberes previos, conocimientos y actividades desarrollados en la parte virtual con los planificados en la parte presencial, con miras a una aplicación profesional. El promedio final del curso será: PC1: Práctica Calificada Grupal (4 Estudiantes). PC2: Práctica Calificada Grupal (2 Estudiantes).
0.2PC1 + 0.2PC2 + 0.2PC3 + 0.4EF
PC3: Prácticas Calificadas Individuales. EF: Examen Final.
Nota: No se elimina ninguna práctica calificada. En el caso de que un alumno no rinda una práctica calificada (PC) y, por lo tanto, obtenga NS, esta es reemplazada con la nota que se obtenga en el examen final o de rezagado. En caso de que el alumno tenga más de una práctica calificada no rendida, solo se reemplaza la práctica calificada de mayor peso. No es necesario que el alumno realice trámite alguno para que este remplazo se realice. La nota mínima aprobatoria es 12 (doce). Sólo se podrá rezagar el Examen Final. El examen rezagado incluye los contenidos de todo el curso.
8. FUENTES DE INFORMACIÓN 8.1 Fuentes de consulta obligatoria: ● ABRIL REQUENA, José (2013) Problemas de balance de materia (consulta: 27 de octubre de 2017). (http://www.acyja.com/descarga_libros-libres/Problemade balancesdemateria.pdf ) ● CENGEL, Yunus y BOLES, Michael (2012) Termodinámica. 7ª ed. México: McGrawHill. ● GARCÍA, Elier (2010) Guía de ciclos de potencia de vapor (consulta: 27 de octubre de 2017) (https://termoaplicadaunefm.files.wordpress.com/2009/05/guia-ciclosde-vapor.pdf) Richard y ROUSSEAU, Ronald (2004) Principios elementales de los ● FELDER, procesos químicos. 3ª ed. México: Limusa. ● PERRY, Robert y CHILTON (1986) Biblioteca del Ingeniero Químico. México: McGraw-Hill. ● HIMMELBLAU, David (2002) Principios básicos y cálculos en Ingeniería Química. 6ª ed. México: Pearson. ● GROOVER, Mikell (1997) Fundamentos de Manufactura Moderna: materiales, procesos y sistemas. México: Pearson. 5
8.2 Fuentes de consulta opcional: ● SCHEY, John (2002) Procesos de Manufactura. México: McGraw-Hill. Serope y SCHMID, Steven (2008) Manufactura, Ingeniería y ● KALPAKJIAN, Tecnología. 5ª ed. México: Pearson. ● GOÑI, Juan Carlos (2011) Máquinas, Instrumentos y Procesos de Manufactura. Lima: Universidad de Lima. ● LEIDINGER, Otto (1997) Procesos Industriales. Lima: PUCP. 9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Unidad de Aprendizaje
Unidad 1 Balance de masa
Seman a
1
2 Unidad 2 Ciclos termodinámicos 3
Unidad 3 Balance de energía y planta de servicios Industriales
4
Temas Análisis de proceso de flujo estacionario y no estacionario. Introducción al balance de materia. Balance de masa en sistemas sin reacción química. Balance de masa en sistemas con reacción química. Dispositivos de ingeniería: Toberas, difusores, turbinas, compresores, válvulas de estrangulamiento, cámara de mezclado, intercambiadores de calor. Uso de tablas de vapor. Ciclo de Carnot Ciclo de Rankine Ciclo de Otto Ciclo de Brayton Refrigeración Introducción al balance de energía. Balance de energía en sistemas sin reacción química. Balance de energía en sistemas con reacción química.
1
Solo se puede rezagar el examen final.
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Actividades y Evaluaciones1 Exposición de clase Desarrollo de ejercicios de aplicación de balance de masa sin reacción química. Exposición de clase Desarrollo de ejercicios de aplicación de balance de masa con reacción química.
Exposición de clase Ejercicios de uso de tablas termodinámicas.
Exposición de clase Ejercicios de aplicación de los ciclos Práctica calificada N° 1 Exposición de clase Ejercicios de aplicación de balance de energía en sistemas sin reacción química y con reacción química
Unidad 4 Procesos de Solidificación de Metales
5
Unidad 5: Sistemas de Manufactura Integrada
6
Unidad 6: Proceso de Arranque de Material
Técnicas de tratamiento de agua para uso de caldero y enfriamiento de equipos. Equipos y operación. Planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR). Impacto en el medio ambiente. Ingeniería de Materiales Fundamentos de Fundición de Metales. Máquinas y equipos industriales de fundición. Análisis y aplicación de moldes de arena. Diseño y Análisis ingenieril del proceso de fundición. Costos de manufactura y defectos de fabricación. Propiedades de Polímeros. Fundamentos de Extrusión de Plásticos. Máquinas y equipos industriales de extrusión. Análisis y aplicación de troquel. Diseño y Análisis ingenieril del proceso de extrusión. Costos de manufactura y defectos de fabricación. Fundamentos de Tecnología de Mecanizado. Máquinas y equipos industriales de torneado. Análisis y selección de herramientas de torneado. Diseño y Análisis ingenieril del proceso de torneado.
Exposición de clase Desarrollo de ejercicios de aplicación de tratamiento de plantas de aguas residuales.
Exposición de clase Desarrollo de ejercicios de aplicación de fundición de materiales. Práctica calificada N° 2
Exposición de clase
Desarrollo de ejercicios de aplicación de procesos de extrusión.
Exposición de clase
7 Máquina y equipos industriales de fresado. Análisis y selección de herramientas de fresado. Costos de manufactura y defectos de fabricación.
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Desarrollo de ejercicios de aplicación de procesos de maquinado. Práctica calificada N° 3
Fundamentos de Producción en Línea. Líneas de ensamblaje manual. Líneas de producción automatizada. Diseño y Análisis ingenieril de sistemas de manufactura flexible. Costos de manufactura e integración.
Unidad 7: Sistemas de Manufactura Integrada
8
9
Examen Final
10
Examen Rezagado
Exposición de clase
Desarrollo de ejercicios de aplicación de procesos con sistemas de manufactura flexible. Examen Final Examen Rezagado
Tabla resumen de cronograma de actividades: 1
2
Unidades Evaluaciones
3 X PC1
10. FECHA DE ACTUALIZACIÓN: 01/12/2017
8
4
5 X PC2
6
7 X PC3
8
9 X EF
