herramientas computacionales en ingeniería iqi iqp

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL (arial 16)

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

SECRETARA ACADMICA

DIRECCIN DE EDUCACIN SUPERIOR

PROGRAMA SINTTICO

UNIDAD ACADMICA:ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS.

PROGRAMA

ACADMICO:Ingeniera Qumica Industrial e Ingeniera Qumica Petrolera

UNIDAD DE APRENDIZAJE:Herramientas Computacionales en IngenieraNIVEL: I

OBJETIVO GENERAL (PROPSITO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE):

Utilizar un software matemtico complementado con una herramienta de clculo para resolver problemas en Ingeniera Qumica.

CONTENIDOS:I. Introduccin a las herramientas de clculo.

II. Clculos bsicos.

III. Clculos avanzados.

IV. Graficacin.

V. Programacin.ORIENTACIN DIDCTICA:

Se fomentarn el aprendizaje orientado a proyectos y el mtodo de casos a travs de aspectos integradores de conceptos, bsqueda, seleccin y anlisis de informacin y de resultados, tendientes a resolver problemas y casos de estudio de la ingeniera qumica, fomentando la aplicacin adecuada de metodologas con actitudes y valores que ayuden a la construccin del conocimiento usando los herramientas computacionales y los recursos disponibles. Mediante la aplicacin de software matemtico en la solucin de problemas y sus variantes se orientar el aprendizaje hacia el desarrollo de proyectos favoreciendo la capacidad de razonamiento y de integracin individual a grupos de trabajo dando como resultado una actitud cientfico-crtica y de reflexin independiente.

EVALUACIN Y ACREDITACIN:Esta unidad de aprendizaje se puede acreditar por competencias demostradas dentro de las dos primeras semanas de iniciado el curso, por medio de un examen general de conocimientos. Lo anterior de acuerdo a los lineamientos de la convocatoria previa al inicio del curso.

La unidad de aprendizaje se acredita bajo el esquema de evaluacin formativa y sumativa acorde al Modelo Educativo Institucional mediante evidencias de aprendizaje tales como exploraciones escritas de conocimiento, proyectos grupales de aplicacin, solucin de problemas, exposicin de temas investigados, elaboracin de mapas conceptuales, investigacin de casos, solucin de casos y participacin en clase.BIBLIOGRAFA:

Beer, Kenneth J. Numerical methods for chemical engineering application in MATLAB. Cambridge University Press. USA, 2007. 474 pgs. ISBN:978-0-521-85971-4

Cutlip, Michael B. y Shacham, Mordechai. Resolucin de problemas en Ingeniera Qumica y Bioqumica con POLYMATH, Excel y MATLAB. Segunda edicin. Pearson Educacin. Espaa, 2008. 736 pgs. ISBN:978-84-8322-461-8

Karris, Stevent. Numerical analysis using MATLAB and Excel. Third edition. Orchard Publications. USA, 2007. 625 pgs. ISBN:978-1-934404-04-1

Marchand, Patrick and Holland, O. Thomas. Graphics and GUIs with MATLAB. Third edition. CRC Press LLC. USA, 2003. 523 pgs. ISBN:1-58488-320-0

Moore, Holly. MATLAB para ingenieros. Primera edicin. Pearson Educacin. Mxico, 2007. 624 pgs. ISBN:978-970-26-1082-3

UNIDAD ACADMICA: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVASPROGRAMA ACADMICO: Ingeniera Qumica Industrial e Ingeniera Qumica Petrolera SALIDAS LATERALES: 1. Anlisis Instrumental

2. Calidad, Anlisis del Petrleo y Gas Natural.

3. Operacin de Plantas de Proceso.

4. Inspeccin y Seguridad en Equipos de Proceso, Transporte, Distribucin y Almacenamiento.REA FORMATIVA: Cientfica bsica

MODALIDAD: Presencial UNIDAD DE APRENDIZAJE: Herramientas Computacionales en IngenieraTIPO DE UNIDAD DE APRENDIZAJE: 1) Terico-Prctica 2) ObligatoriaVIGENCIA: Agosto 2010NIVEL: I

CRDITOS: 5 TEPIC - 4.3 SATCA

PROPSITO GENERAL (o INTENSIN EDUCATIVA)

Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de habilidades en el manejo de herramientas computacionales como apoyo para la solucin numrica de problemas propios de la Ingeniera Qumica. Identifica y emplea funciones bsicas y avanzadas de software matemtico y de calculadoras programables para elaborar programas de cmputo y presentaciones grficas de funciones matemticas y datos.Relaciones verticales: (IQI) Balance de materia y energa, Elementos de diseo, Equilibrio qumico, Equilibrio fsico, Fenmenos de transporte, Transferencia de calor y Flujo de fluidos. (IQP) Mtodos numricos, Balance de materia y energa, Taller de programacin, Termodinmica del equilibrio de fases, Termodinmica del equilibrio qumico.

Relaciones horizontales: (IQI) Probabilidad y estadstica, Mtodos numricos y Termodinmica bsica. (IQP) Clculo diferencial e integral, Probabilidad y Estadstica y Termodinmica bsica. OBJETIVO GENERAL (PROPSITO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE):

Utilizar un software matemtico complementado con una herramienta de clculo para resolver problemas en ingeniera qumica.

TIEMPOS ASIGNADOS

HORAS TEORA/SEMANA:1HORAS PRCTICA/SEMANA: 3HORAS TEORA/SEMESTRE:18HORAS PRCTICA/SEMESTRE:54HORAS TOTALES/SEMESTRE:72UNIDAD DE APRENDIZAJE DISEADA POR: Academia de Matemticas AplicadasREVISADA POR: Subdireccin Acadmica APROBADA POR:

Consejo Tcnico Consultivo Escolar.

M. en C. Salvador Meza Espinoza

Presidente del CTCE.

AUTORIZADO POR:

Comisin de Programas Acadmicos del Consejo General Consultivo del IPN.

Ing. Rodrigo de Jess Serrano Dominguez

Secretario Tcnico de la Comisin de Programas Acadmicos

UNIDAD DE APRENDIZAJE:Herramientas Computacionales en IngenieraHOJA:3DE10

N UNIDAD TEMTICA: I NOMBRE: Introduccin a las herramientas de clculo.

UNIDAD DE COMPETENCIA

Identifica la utilidad de las diferentes herramientas computacionales y su uso para la solucin de problemas de ingeniera.

No.CONTENIDOS HORAS AD

Actividades de docencia

HORAS TAA

Actividades de Aprendizaje Autnomo

CLAVE BIBLIOGRFICA

TPTP

1.1.

1.2.

1.3.La mquina de clculo en la ingeniera.

El software matemtico como herramienta para el ingeniero.

Metodologa para la solucin de problemas.0.5

0.5

0.5

5B, 2C5B, 2C

5B,2C

Subtotal1.50.00.00.0

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJEDiscusin del tema.

Elaboracin de mapas conceptuales sobre metodologas para la solucin de problemas.

EVALUACIN DE LOS APRENDIZAJES Porcentaje

Reporte escrito del tema discutido. 50%

Mapas conceptuales. 50%

Total 100%


N UNIDAD TEMTICA: II NOMBRE: Clculos bsicos.

UNIDAD DE COMPETENCIA

Identifica las funciones bsicas del software matemtico y la calculadora para resolver problemas en ingeniera qumica.



HORAS TAA


CLAVE BIBLIOGRFICA

TPTP

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.5.1

2.5.2

2.5.3

2.5.4

2.5.5

2.6

2.6.1

2.6.2

2.7

2.7.1

2.7.2

2.8

2.9Presentacin del software matemtico

Tipos de datos.

Definicin de variables y constantes.

Asignacin y/o clculo.

Operadores.

Tipos de operadores.

Jerarqua de operadores.

Expresiones aritmticas.

Expresiones lgicas.

Clculos bsicos.

Vectores.

Definicin y tipos.

Operaciones bsicas.

Matrices.

Definicin y tipos.

Operaciones bsicas.

Funciones intrnsecas bsicas.

Introduccin al manejo de la calculadora programable.0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

1.00.50.50.51.01.00.5

0.5

0.5

1.02.02.01.03.05B5B

5B

5B

5B,1C,2C

5B, 1C,2C

5B, 1C,2C

5B,1C,2C

7C,8C

Subtotal2.54.51.010.5

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJEResolucin de problemas de aplicacin.

Construccin de algoritmos de solucin.

Investigacin de casos.

Elaboracin de un proyecto de aplicacin.

EVALUACIN DE LOS APRENDIZAJES PorcentajeProblemas resueltos 10%

Exploracin escrita de conocimientos 40%

Exposicin de temas investigados 10%

Proyecto de aplicacin 20%

Registro de participaciones 10%

Prcticas 10%

Total 100%


N UNIDAD TEMTICA: III NOMBRE: Clculos avanzados.

UNIDAD DE COMPETENCIA Emplea las funciones avanzadas de clculo numrico del software matemtico y de la calculadora para resolver problemas de aplicacin en ingeniera qumica.



HORAS TAA


CLAVE BIBLIOGRFICA

TPTP

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

3.7Races de ecuaciones no lineales.

Sistemas de ecuaciones.

Interpolacin.

Ajuste de datos.Solucin de integrales.

Ecuaciones diferenciales.

Manejo avanzado de la calculadora programable.0.5

0.5

0.5

1.00.5

0.5

0.5

0.51.01.50.50.5

1.00.51.00.5

1.53.55B, 1C, 3C,4C

5B, 1C, 3C,4C

5B, 1C, 3C,4C

5B, 1C, 3C,4C

5B, 1C, 3C,4C

5B, 1C, 3C,4C

6B,7B

Subtotal

3.5

3.50.5

8.5

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJESolucin de problemas de aplicacin.


Investigacin de casos.


EVALUACIN DE LOS APRENDIZAJES

PorcentajeProblemas resueltos 10%


Exposicin de temas investigados 10%Proyecto de aplicacin 20%


Prcticas 10%

Total 100%


N UNIDAD TEMTICA: IV NOMBRE: Graficacin.

UNIDAD DE COMPETENCIA Aplica el software matemtico y la calculadora para la elaboracin de grficas en dos y tres dimensiones.



HORAS TAA


CLAVE BIBLIOGRFICA

TPTP

4.1

4.2

4.2.1

4.2.2

4.3Grficas bidimensionales.

Grficas tridimensionales.

Superficies.

Contornos.

Graficacin en calculadora programable.1.0

1.0

1.01.01.01.01.51.53.05B, 4B5B, 4B6B,7B

Subtotal

2.0

3.01.0

6.0

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJESolucin de problemas de aplicacin.




Porcentaje

Problemas resueltos 20%Exploracin escrita de conocimientos 40%



Prcticas 10%Total 100%


N UNIDAD TEMTICA: V NOMBRE: Programacin.

UNIDAD DE COMPETENCIA PROFESIONAL Elabora programas de cmputo usando el software matemtico para la solucin de problemas en ingeniera qumica.



HORAS TAA


CLAVE BIBLIOGRFICA

TPTP

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

5.6

5.7

5.7.1

5.7.2

5.8

5.9

5.10

5.11Introduccin a la programacin estructurada.

Definiciones bsicas.

Entrada y salida de datos.

Lectura y escritura de datos desde archivos.

Estructura de decisin.

Estructura de seleccin mltiple.

Estructuras de repeticin.

Ciclo contador.

Ciclo centinela.

Arreglos.

Subprogramas.

Introduccin a la programacin visual.

Programacin en calculadora programable.0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.50.50.50.5

0.50.5

0.5

0.5

1.00.5

2.02.51.00.5

0.5

1.01.01.01.01.01.52.55B

5B

5B,1C,2C

5B,1C,2C

5B,1C,2C

5B,1C,2C

5B,1C,2C

5B,1C,2C

5B,1C,2C

5B,4B6B,7B

5.08.01.010.0

ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJESolucin de problemas de aplicacin a ingeniera qumica.Construccin de algoritmos de solucin.



PorcentajeProblemas resueltos 20%



Registro de participaciones. 10%

Prcticas 10%Total 100%


RELACIN DE PRCTICAS

PRCTICA No.NOMBRE DE LA PRCTICAUNIDADES TEMTICASDURACIN LUGAR DE REALIZACIN

1

2

3

4

5

6

7

8

Clculo de la presin del CO2 empleando la ecuacin de Peng- Robinson.

Clculo de las presiones de vapor del agua, a diferentes temperaturas, empleando la ecuacin de Riedel.

Estimacin de parmetros de la ecuacin de Antoine para el agua.

Determinacin de la constante de velocidad y del orden de reaccin de un modelo cintico de primer orden.

Determinacin del perfil de concentraciones, a partir de un modelo cintico de primer orden.

Clculo del material mnimo necesario para construir un tanque cilndrico con tapas planas.

Clculo de los volmenes molares del metano en fase gas, utilizando la ecuacin de Redlich- Kwong.

Determinacin del coeficiente de fugacidad a partir de datos experimentales.II

II

III

III

IV

IV

V

V

0.5

0.5

0.5

1.0

0.5

0.5

1.0

1.0Aulas de cmputo (Edificios 6, y 7 y 8).

TOTAL DE HORAS5.5

EVALUACIN Y ACREDITACIN:

La calificacin mnima aprobatoria de las prcticas es del 80%

Para la evaluacin de las prcticas se aplicarn los siguientes criterios:

Criterios:EvaluacinInvestigacin del caso10%Creatividad

10%

Anlisis del problema20%Planeacin 20%Uso del software para resolver el problema20%Reporte escrito20%

Para acreditar esta unidad de aprendizaje es requisito aprobar el 100% de las prcticas.


PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN

1.-Esta unidad de aprendizaje se puede acreditar por competencias demostradas dentro de las dos primeras semanas de iniciado el curso, por medio de un examen general de conocimientos solo en el caso de que se conteste correctamente por lo menos el 80% del mismo. Lo anterior de acuerdo a los lineamientos de la convocatoria previa al inicio del curso.

2.- La unidad de aprendizaje se evaluar de acuerdo a los siguientes porcentajes:

Unidad temtica I: Introduccin a las herramientas de clculo 10%

Unidad temtica II: Clculos bsicos 20%

Unidad temtica III: Clculos avanzados 20 %

Unidad temtica IV: Graficacin 20 %

Unidad temtica V: Programacin 30 %

3.- No se tomarn en cuenta otras actividades para la evaluacin de la Unidad de Aprendizaje.

4.- Esta unidad de aprendizaje puede ser cursada y acreditada en otras unidades acadmicas del IPN, nacional(es) o extranjera(s), de acuerdo con el Programa de Movilidad del Plan de estudios aprobado y de los convenios que para tal efecto se establezcan.

CLAVEBCBIBLIOGRAFA

1

2

3

4

5

6

7

8

X

X

X

X

X

X

X

X

Beer, Kenneth J. Numerical methods for chemical engineering application in MATLAB. Cambridge University Press. USA, 2007. 474 pgs. ISBN:978-0-521-85971-4

Cutlip, Michael B. y Shacham, Mordechai. Resolucin de problemas en Ingeniera Qumica y Bioqumica con POLYMATH, Excel y MATLAB. Segunda edicin. Pearson Educacin. Espaa, 2008. 736 pgs. ISBN:978-84-8322-461-8

Karris, Stevent. Numerical analysis using MATLAB and Excel. Third edition. Orchard Publications. USA, 2007. 625 pgs. ISBN:978-1-934404-04-1Marchand, Patrick and Holland, O. Thomas. Graphics and GUIs with MATLAB. Third edition. CRC Press LLC. USA, 2003. 523 pgs. ISBN:1-58488-320-0

Moore, Holly. MATLAB para ingenieros. Primera edicin. Pearson Educacin. Mxico, 2007. 624 pgs. ISBN:978-970-26-1082-3

Manual de usuario de la Calculadora Texas Instruments VOYAGE 200

Manual de usuario de la calculadora Casio ClassPad 330

Nieves Hurtado, Antonio y Domnguez Snchez Federico C. Mtodos Numricos Aplicados a la Ingeniera. Tercera edicin. Grupo Editorial Patria. Mxico, 2007. 708 pgs. ISBN: 978-970-817-080-2

PERFIL DOCENTE POR UNIDAD DE APRENDIZAJE

1. DATOS GENERALES

UNIDAD ACADMICA:ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA QUMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

PROGRAMA ACADMICO: Ingeniera Qumica Industrial, Ingeniera Qumica PetroleraNIVELI

REA DE FORMACIN:Institucional

Cientfica

BsicaProfesionalTerminal y de Integracin

ACADEMIA:Matemticas Aplicadas y Conocimientos CientficosUNIDAD DE APRENDIZAJE:Herramientas computacionales en Ingeniera

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADMICO REQUERIDO:Licenciatura en Ingeniera o en Ciencias Fsico Matemticas.

2. OBJETIVO GENERAL (PROPSITO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE):

Utilizar un software matemtico complementado con una herramienta de clculo para resolver problemas en Ingeniera Qumica.3. PERFIL DOCENTE:

CONOCIMIENTOSEXPERIENCIA PROFESIONALHABILIDADES ACTITUDES

Tcnicas didcticas modernas.

Manejo de estilos de aprendizaje y actividades de enseanza.

Herramientas computacionales.

Manejo de software matemtico relacionado con la unidad de aprendizaje.

Modelo Educativo Institucional. Deseable de docencia en matemticas aplicadas. Manejo de grupos.

Comunicacin oral y escrita.

Capacidad para generar aprendizaje significativo y fomentar trabajo colaborativo Facilidad para generar un clima favorable en el saln de clase. Manejo de TICs Manejo del Modelo Educativo Institucional Vocacin docente.

Respeto.

Compromiso con la docencia

Superacin permanente en la docencia y en lo profesional

Comportamiento tico Relacin armnica con los dems

ELABORREVISAUTORIZ

Ing. Grecia Elizabeth Vzquez CamarilloIng. Miguel ngel lvarezGmezM. en C. Jess Salvador Meza Espinoza

Presidente de AcademiaSubdirector AcadmicoDirector

_1064359966.bin

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